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E-Book

Das Phänomen Leben

Grundfragen der Theoretischen Biologie

AutorHeinz Penzlin
VerlagSpringer Spektrum
Erscheinungsjahr2015
Seitenanzahl483 Seiten
ISBN9783662481288
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis35,96 EUR

Der renommierte Tierphysiologe Heinz Penzlin behandelt in diesem Buch, das hier in zweiter Auflage vorgelegt wird, in systematischer und übersichtlicher Form die naturwissenschaftlichen Grundprinzipien, die alle Lebewesen - trotz ihrer enormen Formenvielfalt - gleichermaßen kennzeichnen. Das Buch ist keine Biophilosophie, sondern richtet sich an alle, die an den wissenschaftlichen Grundlagen des Phänomens 'Leben' aus heutiger Sicht interessiert sind. 'Leben' wird als die Leistung  einzigartiger offener Systeme betrachtet, die in der Lage sind, ihre interne teleonome Organisation auf der Grundlage gespeicherter und abrufbarer genetischer Informationen selbsttätig aufrechtzuerhalten und an die nächste Generation weiterzugeben.

Die Neuauflage ist um sechs Kapitel (Cytoskelett, Cytokinese, Sexualität, Evolutionismus, Leben auf anderen Planeten, Altern und Tod) erweitert und der gesamte Text durchgesehen und aktualisiert worden.  



Heinz Penzlin hatte als Professor für Allgemeine Zoologie und Tierphysiologie 23 Jahre lang den von Ernst Haeckel begründeten Lehrstuhl für Zoologie an der Friedrich-Schiller-Universität in Jena inne. Er ist Autor des Klassikers 'Lehrbuch der Tierphysiologie' und u. a. Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig sowie Ehrenmitglied der Deutschen Zoologischen Gesellschaft und Ehrendoktor der Universität Rostock.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Einleitung11
Literatur16
2 Individualität18
2.1 Der Lebensbegriff und die Biologie20
2.2 Die animistische Weltsicht23
2.3 Die Entdeckung des Organischen: Aristoteles24
2.4 Der kartesianische Schnitt und seine Folgen26
2.5 Lebendiges ist allgegenwärtig30
2.6 Omne vivum e vivo32
2.7 Das teleologische Denken34
2.8 Das Faktum des Zweckmäßigen38
2.9 Der Ursprung des Zweckmäßigen42
2.10 Die Teleonomie und Zielgerichtetheit44
2.11 Die Frage nach dem „Wozu“46
2.12 Teleonomie und Kybernetik48
2.13 Der ontologische Reduktionismus (Physikalismus)51
2.14 Die Konzepte einer Lebenskraft (Vitalismus)59
Literatur62
3 Zelle68
3.1 Die Zelle als Elementarorganismus69
3.2 Molekulartheorien des Lebens71
3.3 Die Plasmamembran trennt innen und außen74
3.4 Zwei Zelltypen79
3.5 Das Zytoskelett83
3.6 Die „Minimalzelle“87
3.7 Synthetische Biologie89
3.8 Omnis cellula e cellula92
3.9 Zytokinese97
3.10 Der vielzellige Organismus100
3.11 Bei Pflanzen herrschen besondere Bedingungen103
3.12 Viren sind keine Organismen104
Literatur106
4 Evolution111
4.1 Die biologische Art (Biospezies)112
4.2 Diversität – wie viele Arten?115
4.3 Darwins Theorie und der Darwinismus121
4.4 Der evolutive Wandel125
4.5 Die „moderne Synthese“ und ihre Fortsetzung129
4.6 Die natürliche Selektion als allgemeines Prinzip131
4.7 Sexualität137
4.8 Die Artbildung (Speziation)142
4.9 Die Neutralisten-Selektionisten-Kontroverse147
4.10 Der Evolutionismus149
4.11 Die Frage nach dem Ursprung des Lebens153
4.12 Eine primordiale RNA-Welt?158
4.13 Individualisierung: Ursprung einer Protozelle160
4.14 Der Ursprung der eukaryotischen Zelle162
4.15 Der universelle Stammbaum der Organismen166
4.16 Leben auf anderen Planeten? – Das Anthropische Prinzip169
Literatur176
5 Dynamik186
5.1 Organismen existieren nur bei ständiger Selbsterneuerung187
5.2 Der stationäre Zustand189
5.3 Selbsterneuerungsraten192
5.4 Entropie und Ordnung195
5.5 Entropie und Leben197
5.6 Systeme unter gleichgewichtsfernen Bedingungen201
5.7 Dissipative Strukturen204
5.8 Biologische dissipative Strukturen208
5.9 Konservative Strukturen211
Literatur214
6 Energetik218
6.1 Ernährungsstrategien220
6.2 Lebewesen ernähren sich von freier Enthalpie223
6.3 Der Energieerhaltungssatz225
6.4 Energiebilanzen228
6.5 Die biologische Oxidation und die Elektronen-Carrier231
6.6 Das ATP als „universelle Energiewährung“234
6.7 Glykolyse: Substratkettenphosphorylierung237
6.8 Citratzyklus und Atmungskette240
6.9 ATP-Synthase: oxidative Phosphorylierung244
6.10 Licht als primäre Energiequelle: Photophosphorylierung246
Literatur252
7 Organisation254
7.1 Der Metabolismus als Daseinsweise der Organismen255
7.2 Der Metabolismus als Interaktom261
7.3 Erscheinungen der Kryptobiose264
7.4 Das Wasser265
7.5 Die Proteine als die „intelligenten“ Moleküle270
7.6 Der Metabolismus ist organisiert274
7.7 Molekulare Komplementarität276
7.8 Ohne Enzyme geht es nicht279
7.9 Der Metabolismus ist reguliert285
7.10 Allosterische Enzyme288
7.11 Schrittmacherreaktionen291
7.12 Der Metabolismus erfordert Strukturen293
Literatur297
8 Information301
8.1 Die molekularbiologische Revolution und die neue Begrifflichkeit302
8.2 Signal, Nachricht und Information305
8.3 Shannons mathematische Theorie der Kommunikation309
8.4 Information und Entropie312
8.5 Die interzelluläre Kommunikation316
8.6 Signaltransduktion durch membranständige Rezeptorproteine320
8.7 Intrazelluläre Signalkaskaden324
8.8 Steuerung und Vernetzung der Signalkaskaden330
8.9 Der genetische „Informationstransfer“ und die Embryogenese331
Literatur332
9 Spezifität337
9.1 Proteine bedürfen zu ihrer Neubildung einer Matrize338
9.2 DNA als Träger genetischer Spezifität339
9.3 Die Replikation der DNA343
9.4 Die Ribonukleinsäuren (RNA)345
9.5 Die Transkription und ihre Kontrolle347
9.6 Der genetische Code352
9.7 Die Proteinbiosynthese (Translation)355
9.8 Die Struktur des Genoms360
9.9 Das Genom als interaktives Netzwerk365
9.10 Das zentrale molekularbiologische Dogma367
Literatur370
10 Formbildung373
10.1 Epigenese vs. Präformation374
10.2 Auf dem Wege zu einer Theorie der Entwicklung377
10.3 Entwicklung ist progressives, koordinatives Zellverhalten379
10.4 Furchung383
10.5 Gastrulation389
10.6 Determination391
10.7 Differenzierung395
10.8 Die Frage der Reversibilität400
10.9 Asymmetrische Zellteilung – Mosaikentwicklung402
10.10 Abhängige Differenzierung: Induktion405
10.11 Regionalisierung durch stoffliche Gradienten408
10.12 Die homöotischen Selektorgene412
10.13 Programmierter Zelltod (Apoptose)416
10.14 Das Beispiel Dictyostelium discoideum418
10.15 Ex DNA omnia?420
10.16 Altern und Tod423
Literatur429
11 Autonomie434
11.1 Das Paradigma der Selbstorganisation435
11.2 Der Schichtenaufbau der realen Welt437
11.3 „Leben“ als emergente Erscheinung440
11.4 Biologie und Physik – Grenzen des Theorienreduktionismus443
11.5 Biologie als autonome Wissenschaft447
11.6 Wissenschaft und Erkenntnis450
11.7 Wissenschaft und Weltanschauung454
11.8 Versuch eines Resümees460
Literatur463
Sachverzeichnis468
Personenverzeichnis479

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