Ist das noch Bio oder schon Chemie?

„Physik die, die Wissenschaft von den Naturerscheinungen im Bereich der unbelebten Materie sowie von deren Eigenschaften, […]“ so beginnt der erste Satz im Eintrag meines Lexikons. Das ist eine schöne Definition. Sie greift genau das auf, was sich Laien bei der Abgrenzung der Naturwissenschaften voneinander vorstellen: Biologie ist alles, was belebt ist. Chemie ist irgendwie künstlich, meist giftig. Auf keinen Fall eine Naturerscheinung, sondern von Menschen gemacht. Nur die Physik vereint Natur mit unbelebt.

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Eine andere Sicht auf die Entstehung der sporadischen Form der Alzheimerkrankheit

Bei der Alzheimerkrankheit soll einer Theorie nach als Plaques abgelagertes Amyloid krankheitsauslösend wirken, während dies einer anderen Hypothese zufolge durch nachlassende Energiebereitstellung durch Mitochondrien geschieht. Betroffene weisen kognitive Defizite, wie beispielsweise Gedächtnis- oder Orientierungsstörungen auf und erleben diesen Zustand unter anderem mit geänderter Affektivität und gestörtem Verhalten.
Eine chronisch neurodegenerative Krankheit ließe sich durch prozessual bedingte Veränderungen auffassen, bei dem eine Abweichung von der Norm durch Pathomorphologie oder Dysfunktionalität erklärbar wird. Welche Substanz steckt aber dahinter? Um es vorweg zu nehmen: Bis heute ist es nicht zu begreifen, bestenfalls zu erahnen. Hingegen ist es möglich, außergewöhnliche (Substanz-)Eigenschaften zu erkennen: Wie etwa die hohe Effizienz bei der Verwertung von Glukose zur Energiegewinnung von Adenosintriphosphat (ATP) durch oxidative Phosphorylierung. Oder die Entstehung von Mutationen im Erbgut, beispielsweise durch Methylierung von Cytosin durch Elektronen, die in der Lage sind, eigentlich unüberwindbare Potenzialbarrieren zu durchdringen.
Auch wenn nachfolgend aufgrund solcher Erkenntnisse eine Antwort auf die Frage nach der wirklichen Substanz schuldig bleibt. Das Wechselspiel alles Begreifbaren, von der subatomaren Ebene herauf in die gewohnte Makrowelt, verspricht in jedem Fall eine spannende Reise.

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Wege zur Physikalischen Erkenntnis

Diese erweiterte Neuauflage des Buchs „Wege zur physikalischen Erkenntnis“ enthält neben der wissenschaftlichen Selbstbiographie folgende Vorträge:

Die Einheit des physikalischen Weltbildes.
Die Stellung der neueren Physik zur mechanischen Naturanschauung.
Neue Bahnen der physikalischen Erkenntnis.
Dynamische und statistische Gesetzmäßigkeit.
Das Prinzip der kleinsten Wirkung.
Verhältnis der Theorien zueinander.
Das Wesen des Lichts.
Die Entstehung und weitere Entwicklung der Quantentheorie.
Kausalgesetz und Willensfreiheit.
Vom Relativen zum Absoluten.
Physikalische Gesetzlichkeit.
Das Weltbild der neuen Physik.
Positivismus und reale Außenwelt.
Wissenschaft und Glaube.
Die Kausalität in der Natur.
Ursprung und Auswirkung wissenschaftlicher Ideen.
Die Physik im Kampf um die Weltanschauung.
Vom Wesen der Willensfreiheit.
Religion und Naturwissenschaft.
Determinismus oder Indeterminismus.
Sinn und Grenzen der exakten Wissenschaft.
Scheinprobleme der Wissenschaft.
Wissenschaftliche Selbstbiographie.

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Es ist gar nicht so einfach, die drei großen Naturwissenschaften1, Biologe, Chemie und Physik, voneinander abzugrenzen. Die meisten Menschen kennen diese Wissenschaften aus der Schule und haben eine klare Vorstellung davon, welches Wissen diesen Fächern zuzuordnen ist. Biologie behandelt Wissensgebiete wie Atmung, Kommunikation von Insekten, Bienchen und Blümchen, kurz: Alles was lebt. Chemie behandelt im Wesentlichen was passiert, wenn zwei Flüssigkeiten zusammengekippt werden. Seltener: Wenn eine Flüssigkeit mit einem Feststoff in Kontakt kommt.

Wenn naturwissenschaftliche Laien sagen, sie möchten keine Chemie im Essen haben oder sie bevorzugen natürliche Medizin auf biologischer Basis, verstehe ich was gemeint ist. Ich schüttle dennoch meinen Kopf, denn das Weltbild hinter diesen Vorstellungen ist naiv. Es drückt die Hoffnung aus, die Natur sorge schon irgendwie für ihre Geschöpfe. Was die Pflanzenwelt an Nahrungsmittel oder Medikamente hervorbringt, könne nicht schlecht sein. Erst der Mensch verdirbt die Natur durch chemischen Eingriff.

Naiv ist diese Sicht, weil aus naturwissenschaftlicher Sicht nichts dafür spricht, dass die Natur gut ist. Im Gegenteil: Viele Pflanzen und Pilze haben Abwehrmechanismen gegen Fressfeinde entwickelt, also auch gegen uns. Sie sind giftig, ungenießbar oder einfach nur bitter. Diese Abwehrmechanismen sind oft chemische Giftstoffe, die ganz natürlich von Pflanzen oder Pilzen gebildet werden. Chemie im Bio.

Die Grenze zwischen Biologie und Chemie ist konstruiert.2 Was in einem Organismus abläuft lässt sich chemisch oder biologisch erklären. Damit liegt der Unterschied eher in der Herangehensweise. Die Biologie untersucht biochemische Vorgänge auf historischer Grundlage. Ihre Fragestellung ist: Wie hat sich ein Merkmal entwickelt? Sie untersucht Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Organismen, die auf eine gemeinsame Entwicklungsgeschichte zurückzuführen sind. Die Chemie untersucht dieselben biochemischen Vorgänge auf Grundlage von Bindungsmodellen und Gleichgewichtsreaktionen. Sie erklärt Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Organismen aus vergleichbar ablaufenden chemischen Prozessen im Zellinneren und Änderungen im chemischen Verhalten mutierter Proteine.

Bio und Chemie sind Seiten derselben Medaille. Genießen Sie ihre Chemie im Essen. Ohne würde es nicht schmecken.

(Mehr in: Quantenwelt)