Leben – was ist das?
Die Biologie ist die Wissenschaft vom Leben – und weiß dennoch nicht genau, was „Leben“ eigentlich ist. Daher behilft sie sich mit Auflistungen der Eigenschaften, die lebendige von unbelebten Systemen unterscheiden sollen. Doch nicht immer ist die Grenze wirklich eindeutig zu ziehen.
Leben ist konzentriert und verpackt
Lebensvorgänge können nur ablaufen, wenn die dafür notwendigen Stoffe räumlich dicht beieinander liegen und aufeinandertreffen. Gleichzeitig müssen Prozesse, die in entgegengesetzte Richtungen verlaufen, voneinander getrennt bleiben. Spezielle Hüllstrukturen separieren darum das lebendige Innere vom toten Äußeren und aufbauende von abbauenden Vorgängen. Auf diese Weise schafft sich das Leben eigene Bedingungen, unter denen seine typischen Prozesse optimal stattfinden können.
Leben ist geformt und geschützt
Die Flexibilität von Membranhüllen hat neben vielen Vorteilen auch einen Nachteil: Die Membran kann in sich zusammenfallen. In einer kollabierten Zelle gäbe es aber nicht mehr ausreichend Raum für die Dynamik des Lebens. Erst innere und äußere Strukturen verleihen der Zelle ein stabiles Volumen und eine Form. Gleichzeitig schützen einige von ihnen die Zelle vor mechanischen und chemischen Einwirkungen der Umgebung.
Leben tauscht aus
Wären Zellhüllen vollkommen undurchlässig, würde sich im Inneren von Zellen schnell ein physikochemisches Gleichgewicht einstellen, und die Lebensfunktionen kämen zum Stillstand. Um weiterzuleben, muss sich ein Organismus mit Nährstoffen versorgen und Abfallprodukte abgeben. Verschiedene Mechanismen sorgen für diesen Austausch mit der Umgebung.
Leben transportiert
Nachdem die Nährstoffe in die Zelle aufgenommen wurden, müssen sie im Cytoplasma an den richtigen Ort für die weitere Verarbeitung gelangen. Gleichzeitig werden Teile für den Aufbau neuer Zellstrukturen durch das Cytosol befördert, und ganze Organellen sind auf Wanderschaft. Eine Infrastruktur von Transportsystemen sorgt dafür, dass alles sicher an seinen Platz gelangt.
Leben wandelt um
Nur selten kann eine Zelle die aufgenommenen Verbindungen direkt verwenden. Meistens zerlegt sie die Substanzen in kleine Grundbausteine, aus denen sie zelleigenes Material aufbaut. Die Vielfalt der Reaktionen in diesem Stoffwechsel erscheint verwirrend, doch alle Umbauwege folgen einem begrenzten Satz von Prinzipien.
Leben ist energiegeladen
Neben Baustoffen benötigt eine Zelle vor allem Energie, um ihre Lebensprozesse anzutreiben. Fast alle Lebensformen nutzen dafür letztlich die Energie des Sonnenlichts: entweder direkt über die Reaktionsschritte der Photosynthese oder indirekt durch den Abbau organischen Materials. Trotz der unterschiedlichen Energielieferanten arbeiten beide Wege nach dem gleichen Prinzip.
Leben sammelt Informationen
Obwohl sich das Leben von der Außenwelt abgrenzt, wird es doch von ihr beeinflusst. Deshalb haben jene Lebensformen einen Vorteil, die Informationen über die Umwelt sammeln und interpretieren können. Und auch über den eigenen Zustand muss ein Organismus Bescheid wissen, um angemessen reagieren zu können.
Leben schreitet voran
Wer sich nicht bewegt, muss sich mit dem Angebot seines Standorts begnügen – und dessen Gefahren erdulden. Um in ihrem Lebensraum aktiv voranzukommen, haben Organismen eine Reihe völlig unterschiedlicher Mechanismen entwickelt. Sie machen sich dabei die Besonderheiten ihrer Umgebung und ihrer eigenen Ausmaße zunutze.
Leben greift an und verteidigt sich
Alles, was ein räuberischer Organismus zum Leben braucht, findet er konzentriert und gut aufbereitet in anderen Lebewesen. Sich auf deren Kosten mit Energie und Baustoffen zu versorgen, ist daher eine Erfolg versprechende Lebensstrategie. Allerdings haben die vermeintlichen Opfer effektive Abwehrmaßnahmen entwickelt, die es ihren Feinden nicht leicht machen.
Leben speichert Wissen
Damit nicht jedes Individuum die vielen Fähigkeiten und Eigenschaften seiner Art von Grund auf neu zu erwerben braucht, sind die notwendigen Informationen in Erbmolekülen abgespeichert. Die Ansprüche an diesen Speicher sind hoch: Er muss dauerhaft und korrekt, aber zugleich flexibel sein und sich mit den Methoden der Zelle schnell vervielfältigen lassen.
Leben pflanzt sich fort
Eine Lebensform, die Nachkommen zeugt, verteilt die Risiken des Lebens auf mehrere Individuen. Und durch den Austausch von Erbinformation breiten sich neue Entwicklungen in der Population aus.
Leben entwickelt sich
Selbst die komplexeste Lebensform startet als einzelne Eizelle in ihr Dasein. Eine fein abgestimmte Folge genetischer und biochemischer Entwicklungsschritte lässt sie zum ausgewachsenen Individuum heranreifen. Wobei manchmal nur der Tod das Überleben sichern kann.
Leben breitet sich aus
Leben hat sich erfolgreich an unterschiedliche Umgebungen angepasst. Doch die Bedingungen, mit denen es zurechtkommen muss, ändern sich mit der Zeit oder durch die Besiedlung neuer Lebensräume. Ein Wechselspiel aus Variabilität der Organismen und Anforderungen der Umwelt modifiziert bestehende Arten und bringt neue hervor.