Das Leben ist zweidimensionaler organisiert als gedacht

2. August 2000, 06:28

... und das aus gutem Grund? Teil 2 der Serie über "Engel" und "Sterbliche".

Teil 1 unserer Mini-Serie hat sich mit der Theorie des israelischen Physikers Sorin Solomon befasst, der ein mathematisches Modell für die Ausbreitung des Lebens erstellt hat - und zwar in Form eines Spielfelds.

Grafik: New Scientist

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Foto: Sorin Solomon Sorin Solomons Homepage

Teil 1:
Engel, Evolution und Einfachheit

Hier eine kurze Zusammenfassung: Solomon postuliert, dass etwas so Komplexes wie das Leben aus der Interaktion von nur zwei Gruppen höchst simpler Handlungsträger entspringen kann - und nennt diese "Engel" und "Sterbliche". Wo "Engel" (die symbolisch für günstige Umstände, etwa das Vorhandensein von Nahrungsquellen, stehen) ihre segensreiche Anwesenheit entfalten, geht es den Sterblichen gut: sie wachsen und vermehren sich. Wo es keine Engel gibt, schwinden die Sterblichen dahin. Bisherige Modelle, die stets von Gesamtzahlen ausgingen, verlangten, dass eine ausreichend große Zahl solcher begünstigender Faktoren auf dem Spielfeld vorhanden sein mussten, um das Überleben der Sterblichen zu gewährleisten. Solomons "mikroskopischer" Ansatz hingegen liefert das Ergebnis, dass sich selbst bei geringsten Engel-Zahlen gleichsam "automatisch" Inseln des sterblichen Lebens um diese herum bilden. Solomons ermutigendes Ergebnis: Wie ungünstig die äußeren Umstände auch sind - das Leben kommt immer irgendwie durch.

Allerdings ist hier eine wichtige Einschränkung zu treffen: Dies gilt für ein zweidimensionales Spielfeld. Auf einem dreidimensionalen sehen die Resultate gleich ganz anders aus.

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Die Anzahl der Dimensionen des Spiel"bretts" erweist sich als entscheidend. Bei nur zwei Dimensionen gewinnt das Leben immer. Sogar bei einer hohen Todesrate erlaubt es schon ein einzelner Engel, der durch seine Zufallsbewegungen die Bahnen der Sterblichen kreuzt, dem Leben zu gedeihen. Bei drei Dimensionen treffen einander - ganz gemäß simpler Wahrscheinlichkeitsrechnung - die Wege der Handlungsträger einfach zu selten, um den Sterblichen das Überleben zu sichern.

"Dies könnte das Faktum erklären, dass die meisten Öko-Systeme zweidimensional sind", sagt Solomon. Sogar Lebewesen, die sich in drei Dimensionen fortbewegen können - wie Vögel, Fische und Mikroben - tendieren dazu, auf einem bestimmten Niveau zu verbleiben. Sie begrenzen ihre Möglichkeiten zu einer im Großen und Ganzen zweidimensionalen Bewegung, weil ihre speziellen Engel - sei es Licht, Sauerstoff oder Nahrung - dazu tendieren, nur innerhalb einer schmalen vertikalen Bandbreite zu existieren.

John Beringer, ein Mikrobiologe an der Universität von Bristol, meint: "Mikroben, die Sauerstoff benötigen, werden nahe der Bodenoberfäche zu finden sein, und Mikroben, die bezüglich der Sauerstoffkonzentration sehr anspruchsvoll sind, werden sich in Bandbreiten mit der passenden Konzentration aufhalten." Mikroben, die sich auf zweidimensionale Ressourcen stützen, waren in der Entwicklungsgeschichte des Lebens vielleicht einfach erfolgreicher als potentielle Verwandte, die versucht haben, sich an einem dreidimensionalen Festmahl zu laben.

(Teil 3 wird sich damit befassen, wie Solomons Modell auch zum Bumerang für das Leben werden kann. Denn auch die Feinde des Lebens profitieren davon ...)

(red)

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