Ich kann verstehen, dass Tiere einige Battaries brauchen, um zu laufen. Aber wir lernen, dass Pflanzen wie Batterien für Tiere dienen, weil sie die Sonnenenergie überhaupt erst speichern! Sie können sie essen oder verbrennen, um die angesammelte Energie zu extrahieren. Das bedeutet, dass sie aus Strukturen bestehen, die sie sprengen und auflösen wollen, um auf der niedrigeren Energieebene auseinanderzufallen. Aber warum?
Das ist mir seltsam, da das grundlegendste Naturgesetz besagt, dass Batterien spontan auslaufen und sich selbst entladen. Das bedeutet, dass die Kohlenwasserstoffstrukturen, aus denen alle lebenden Organismen auf der Erde bestehen, nicht stabil sind. Die Photosynthese, , ist kostspielig. Es braucht nicht nur (Foto-)Energie, sondern produziert daraus die Kohlenwasserstoffe, die -wie spontan abbauende Strukturen! Warum wollen Sie aus etwas Instabilem bestehen, das die Tendenz hat, so schnell wie möglich (warum nicht sofort, BTW?) zu explodieren, wenn Ihr Ziel das Überleben ist, wie jeder Lebensorganismus auf der Erde?
Ich habe mir Gibbs Free Energy angesehen , konnte aber nichts verstehen. Liegt es an der min. Energiegesetz haben wir alles bei der minimalen Energie bereits auf der Erde und wenn Sie einige Strukturen herstellen möchten (zum Glück gibt es eine Sonne), haben Sie keine andere Wahl, als sie instabil zu machen?
Es gibt viele Dinge auf der Erde, die im Laufe der Zeit bestehen bleiben, weil sie aus thermodynamisch stabilen Substanzen bestehen. Ein gängiges Beispiel ist ein guter massiver Granitklumpen. Diese können Milliarden von Jahren unverändert „überleben“ (viel länger, wenn da nicht die Plattentektonik wäre). Wir sagen jedoch nicht, dass sie leben.
Es gibt eine viel kleinere Anzahl anderer Dinge, die im Laufe der Zeit auf andere Weise bestehen bleiben: indem Energie verwendet wird, um eine thermodynamisch instabile Struktur aufzubauen, und diese Struktur später wieder abgebaut wird, um die Energie zurückzugewinnen, die dann verwendet wird, um mehr einzufangen Energie und bauen mehr Struktur auf usw. Lebende Organismen sind ein gutes Beispiel dafür, obwohl es auch für andere Dinge gilt, wie Feuer, Gewitter und Flüsse. Der allgemeine Begriff dafür ist "dissipative Strukturen", weil sie durch Herabstufung oder "Dissipation" von Energie bestehen bleiben.
Natürlich wäre es schön, das Beste aus beiden Welten zu haben, wo Sie aus einem thermodynamisch stabilen Substrat bestehen und auch wachsen können, indem Sie Ihrer Umgebung Energie entziehen. Ich denke, ein wachsender Kristall wäre in gewissem Sinne ein Beispiel dafür - aber das Problem ist, dass thermodynamisch stabile Strukturen eher nicht sehr interessant sind. Es wäre unmöglich, eine thermodynamisch stabile Struktur zu finden, die dem Sonnenlicht Energie entziehen könnte, um mehr von sich selbst aufzubauen, denn sobald sie ein Photon absorbiert und diese Energie in eine chemische Bindung umgewandelt hat, befindet sie sich außerhalb des thermodynamischen Gleichgewichts und ist daher instabil. Im Allgemeinen ist die Entropie umso geringer, je komplexer eine Struktur auf molekularer Ebene ist. Wenn du komplizierter sein willst als, sagen wir, ein Stein, tust du es nicht
Du hast recht, dass alle Batterien auslaufen. Wenn Sie sich entschieden haben, als lebender Organismus zu bestehen, müssen Sie sich damit abfinden. Als Mensch wird der Großteil der Energie, die Sie aus der Nahrung gewinnen, in die Aufrechterhaltung Ihrer Zellen gegen die fortwährenden Kräfte des Verfalls fließen, die sie abbauen, wobei nur ein viel geringerer Anteil in nützliche Dinge wie Wachstum und Bewegung fließt.
Eine prosaischere Antwort ist, dass das Leben keine große Wahl zu haben scheint, woraus es besteht. Alles Leben auf der Erde besteht aus Wasser, Proteinen und kleineren Mengen an Lipiden und anderen organischen Verbindungen. Bei der Entstehung des Lebens wäre dies wahrscheinlich nicht so weit vom Gleichgewicht entfernt gewesen, da sich in einer reduzierenden Atmosphäre spontan Aminosäuren bilden können. Das kombinierte Ergebnis von Photosynthese und Kalksteinbildung ist jedoch, dass die Atmosphäre jetzt stark oxidiert, was bedeutet, dass Protein auf der heutigen Erde ziemlich gut brennt.
Zusammenfassend sind die Gründe dafür, dass lebende Organismen aus instabiler Materie bestehen, dass (i) wir sie nicht als lebendig betrachten würden, wenn sie ihrer Umgebung keine Energie entziehen würden; (ii) wenn Sie Ihrer Umgebung Energie entziehen, werden Sie thermodynamisch instabil; (iii) es ist schwierig, wenn nicht unmöglich, eine komplizierte, aber organisierte Molekularstruktur zu haben, ohne weit vom Gleichgewicht entfernt zu sein; und (iv) die Entscheidung für Proteine, die besonders instabil sind, wurde vor langer Zeit getroffen, als sie noch lange nicht so leicht entflammbar waren wie heute.
Val
N. Jungfrau
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