Das Tao des Lebens: Zeitzyklen aus Licht und Dunkelheit als kategorisches Ordnungsmuster für die ersten Lebensmoleküle.
Von Roland Frey
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Das Tao des Lebens - Roland Frey
Erläuternde Einleitung
Vorbemerkung (1)
Der nachfolgende Text beschreibt eine Hypothese zur Entstehung des Lebens auf der Erde. Sie geht davon aus, daß die mikrokosmische molekulare Basis des Lebens durch Anpassung an die makrokosmischen astronomischen Rhythmen entstand, welche auf die Erde einwirken. Von der Erde aus gesehen, erscheinen diese Rhythmen als Lauf
der Sonne, des Mondes und des Sternenhimmels. Sie erzeugen die Zeitzyklen des 24h-Tages, des Monats und des Jahres und werden durch einen vierten Rhythmus, den 19 Jahre dauernden Lunisolarzyklus (Meton-Zyklus) zu einem gemeinsamen Rhythmuskreis
vereint.
Die Grundstruktur des chinesischen Buchs der Wandlungen (I Ging) beruht ebenfalls auf den makrokosmischen astronomischen Rhythmen, welche auf die Erde einwirken. Diese Rhythmen und die daraus resultierende zyklische Zeit
der Erde wurden von frühen Chinesen beobachtet und in symbolischer, mikrokosmischer Form für den Aufbau des Buchs der Wandlungen verwendet. Daher sind die molekulare Basis des Lebens und die Grundstruktur des I Ging einander ähnlich. Folglich liefert das I Ging ein Modell für die Entstehung des Lebens auf der Erde.
Viele der dargestellten Schritte sind keine Fakten, sondern bestenfalls plausible Annahmen oder Modelle. Sie müßten daher im Konjunktiv formuliert werden. Um den Text lesbarer und verständlicher zu machen und formal weniger kompliziert zu gestalten, wurde jedoch auf die Verwendung des Konjunktivs weitgehend verzichtet.
Die Erde und der auf die Erde wirkende astronomische Himmel
sind die beiden Pole, unter deren prägendem Einfluß das irdische Leben entsteht. Die astronomischen Zyklen aus Licht und Dunkelheit, welche die zyklische Zeit
(Tag/Monat/Jahr) auf der Erde bedingen, bilden das kategorische makrokosmische Ordnungsmuster, an das sich die mikrokosmischen primordialen Lebensmoleküle
(Proteine und Nukleinsäuren) anpassen mußten, um ein Überleben, eine Dauer im Wandel
, zu erreichen. Die Erde und ihr Himmel
sind damit die Ur-Eltern des Lebens, und die Lebewesen der Erde sind Kinder des Lichtes und der Dunkelheit
.
Die astronomischen Wandlungen bilden auch das Gerüst für den Aufbau des chinesischen I Ging, des Buchs der Wandlungen
(cf. Fiedeler 1988). Die synchron ablaufenden und sich überlagernden makrokosmischen Rhythmen (Tag/Monat/Jahr) sind bedingt durch zwei polare Eigenschaften (Licht und Dunkelheit), die in einer zyklischen Bewegung kontinuierlich ineinander übergehen. Diese Rhythmen geben der Erde ihre zyklische Zeit
vor. Das astronomische Ordnungsmuster wurde von Menschen im alten China beobachtet und in symbolischer, binärer Form als Basisstruktur, gemäß dem himmlischen Vorbild
, für das Buch der Wandlungen verwendet. Diese entwickelt sich, ausgehend von der primordialen Polarität (Yin/Yang - dunkel/hell, geteilter und ungeteilter Strich) über die 4 Bilder (4 Digramme) bis zu den 8 Urzeichen (8 Trigramme).
Das Buch der Wandlungen ist eine symbolische, mikrokosmische Abbildung der makrokosmischen zyklischen Zeitrhythmen, des zyklischen Zeit-Systems der Erde. Ein Ausgangspunkt für die Schöpfer des Buchs war wohl das Bestreben, den Lauf der Zeit
verfügbar und vorhersehbar zu machen im Hinblick auf die Antizipation günstiger und die Vermeidung ungünstiger Zeitpunkte (z.B. für den Ackerbau, aber auch für die Einfügung eines Schaltmonats in den Kalender (Fiedeler 1988; cf. Parker & Dubberstein 1956; Hannah 2015).
Die vollständige Kombination des monatlichen synodischen lunaren Trigrammzyklus und des jährlichen solaren Zyklus, dargestellt durch den siderischen lunaren Trigrammzyklus, die sogenannte Verdoppelung
der Trigramme, ergibt in Form der 64 Hexagramme eine symbolische Repräsentation des 19 Jahre dauernden Lunisolarzyklus (Meton-Zyklus) und damit eine vollständige Darstellung aller 4 Zeitzyklen, der zyklischen Zeit
, der Erde (Tag/Monat/Jahr/Meton-Zyklus). Erst nach 19 Sonnenjahren (254 siderischen Monaten) oder 235 synodischen Monaten stimmen die relativen Positionen von Sonne, Erde und Mond relativ zum Tierkreis wieder genau überein (cf. Caspers 1984; Fiedeler 1988; Endres & Schad 2002). Der Meton-Zyklus war in China nachweislich bereits seit dem Neolithikum bekannt (Hentze 1955; Fiedeler 1988, p. 56-57 – Abb.1). Er kann als gemeinsamer Rhythmuskreis
(cf. Flatischler 1990) des lunaren und des solaren Rhythmus aufgefaßt werden, als ein Zyklus, der diese beiden simultan ablaufenden, unterschiedlichen Rhythmen vereint. Das Erkennen aller 4 astronomischen Zeitzyklen und somit die vollständige Beschreibung der zyklischen Zeit
der Erde erfordert eine Verfolgung des Laufs
von Sonne, Mond und Sternenhimmel (Tierkreis).
Abb. 1: Neolithische Grabkeramik aus der Provinz Kansu (um -2500). Das Zackenrad stellt den Himmel in seiner kalendarischen Struktur dar. Die 19 Zacken repräsentieren die 19 Jahre des Meton-Zyklus; die 13 Schlangen bedeuten die 13 siderischen Monate des Jahres und die 12 Rauten, paarweise angeordnet auf 6 Zacken, symbolisieren die 12 synodischen Monate des Jahres. Die paarweise Anordnung könnte stehen für das jeweils halbjährliche, 6-monatige Auf- und Absteigen des Mondes entlang der Himmelsleiter
. Es korrespondiert mit der paarweisen Ordnung der Hexagramme im I Ging. Insgesamt symbolisiert die Grabkeramik den Meton-Zyklus als den gemeinsamen Rhythmus des siderischen und des synodischen Mondumlaufes. (oben Seitenansicht, unten Ansicht von oben – verändert aus Hentze 1955; Fiedeler 1988, p. 56,57)
Die primordialen Lebensmoleküle
(Proteine & Nukleinsäuren) unterlagen von Beginn an demselben astronomischen Ordnungsmuster aus synchron ablaufenden und sich überlagernden Zyklen von Licht und Dunkelheit. Wahrscheinlich konnte irdisches Leben, also molekulare Dauer im Wandel
, nur entstehen, indem es seine mikrokosmische Struktur in Übereinstimmung brachte mit dem makrokosmischen Ordnungsmuster, mit der zyklischen Zeit
der Erde. Aus dieser Sicht ist das Leben eine molekulare, mikrokosmische Abbildung der zyklischen Zeitrhythmen der Erde. Für diese Annahme spricht die prinzipielle Ähnlichkeit der Grundstruktur des Lebens mit der Basisstruktur des Buchs der Wandlungen.
Zyklen aus Licht und Dunkelheit bei Pflanzen
Vorbemerkung (2)
Tatsache und in vielen wissenschaftlichen Arbeiten dokumentiert, ist die Bedeutung der Zyklen aus Licht und Dunkelheit für einzellige und vielzellige heutige Lebewesen. Dies kann als Modell
dienen für die evolutive Prägung
präzellulärer primordialer Lebensmoleküle
durch die zyklischen Zeitrhythmen
der Erde.
Instruiert durch Zyklen aus Licht und Dunkelheit kam es bei Pflanzen zur Evolution von drei Mechanismen, welche infolge der Rolle der Pflanzen als Primärproduzenten, für Lebewesen insgesamt von großer Bedeutung sind: Photosynthese, Photomorphogenese und Photoperiodismus.
Photosynthese
Im Verlauf der Photosynthese vollzieht sich unter dem Einfluß des diurnalen Tag/Nacht-Rhythmus, eine Umwandlung anorganischer toter
Moleküle in Lebensmoleküle. In Analogie zum Yin/Yang-Symbol besteht die Photosynthese aus zwei Komponenten, welche die Bedeutung des Hell/Dunkel-Rhythmus unmittelbar erkennen lassen: der Lichtreaktion und der Dunkelreaktion in den Chloroplasten. Dort wird Lichtenergie absorbiert und in chemisch gebundene Energie transformiert. Licht- und Dunkelreaktion bilden eine Einheit, deren beide Komponenten in ständigem Wechsel ineinander übergehen (Czihak et al 1976; Häder 1999; Blankenship 2002; Eberhard et al 2008). Sie sind ein reales lebendes Pendant des Yin/Yang-Symbols (Abb. 2). Die Photosynthese wurde bereits von frühen Cyanobacteria evolviert (Olson 2006). Die im Laufe der Photosynthese entstehenden Lebensmoleküle dienen letztlich dem Aufbau der Lebenssubstanz aller Lebewesen. Lebewesen essen
also, direkt oder indirekt: Licht und Dunkelheit.
Abb. 2: Das Yin/Yang-Symbol steht für die alles Irdische bestimmende Komplementarität von Licht und Dunkelheit, welche sich kontinuierlich und zyklisch ineinander verwandeln (verändert aus Fiedeler 1988, p. 103).
Photomorphogenese
Photomorphogenese ist die durch Licht und Dunkelheit induzierte Regulierung des Pflanzenwachstums (cf. Kendrick & Kronenberg 1994; Schäfer & Nagy 2006; Franklin & Shinkle 2009; Kami et al 2010). Hier wirkt Licht nicht als Energiequelle, sondern als Signal, wobei unterschiedliche Wellenlängen unterschiedliche Signalwirkung haben. Die involvierten Photorezeptoren sind Cryptochrome, Phototropine und Phytochrome. Phytochrome treten in 2 Konformationen auf, einer inaktiven Dunkelform und einer aktiven Lichtform (Short & Briggs 1994; Schäfer et al 1996; Eichenberg et al 2000; Smith 2000; Briggs & Olney 2001; Montgomery & Lagarias 2002; Chen et al 2004; Kim et al 2004; Batschauer 2005; Takemiya et al 2005; Briggs 2007; Christie 2007; Kevei et al 2007; Inoue et al 2008; Sullivan et al 2008; Rausenberger et al 2010). Auch diese beiden Pole bilden eine Einheit und wandeln sich entsprechend des täglichen Hell/Dunkel-Rhythmus und Farb-Rhythmus des Lichts ständig ineinander um und regulieren dadurch das Wachstum der Pflanzen. Letztlich liegt dieser Regulierung eine durch Licht und Dunkelheit induzierte differentielle Genaktivität zugrunde (z.B. Ellis 1986; Ruyters 1988; Martínez-García et al 2000; Ma et al 2001; Tepperman et al 2001; Benvenuto et al 2002; Kircher et al 2002; Nagy & Schäfer 2002; Quail (2002); Schäfer & Bowler 2002; Schroeder et al 2002; Sengbusch 2003; Martin-Tryon & Harmer 2008). Dabei spielen Veränderungen der mit der DNA verbundenen Proteine (Histone) eine entscheidende Rolle (Charron et al 2009; Hofmann 2009)
Photoperiodismus
Photoperiodismus bezeichnet den Einfluß des im Jahreslauf wechselnden Verhältnisses von Licht- und Dunkelphasen des 24h-Tages (der sogenannten Tageslänge
) auf die Terminierung wichtiger Ereignisse im Leben der Pflanzen, wie das Austreiben der Bäume oder die Blütenbildung (cf. Garner & Allard 1920; Withrow 1959; Sweeney 1963; Lumsden & Millar 1998; Yanovsky & Kay 2003; Kami et al 2010). Ein bestimmtes Verhältnis von Licht und Dunkelheit während der 24 Stunden eines Tages bzw. unterschiedliche Lichtqualitäten zu bestimmten Tageszeiten entscheiden darüber, ob eine Pflanze z. B. von der Blattbildung zur Blütenbildung übergeht. Pflanzen können also zwei unterschiedliche, simultan laufende und sich überlagernde Rhythmen wahrnehmen, den täglichen Licht/Dunkel-Rhythmus und daneben auch den Jahresrhythmus des Verhältnisses von Licht und Dunkelheit pro 24 Stunden (die Tageslänge
cf. Bünning 1963, 1973, 1977). Auch beim Photoperiodismus wirkt Licht als Signal. Die Perzeption der Licht- und Dunkelphasen im Laufe des 24h-Tages wird von Photorezeptoren, hauptsächlich Phytochromen und Cryptochromen, geleistet (Ahmad & Cashmore 1993; Cashmore et al 1999; Kobayashi et al 2000; Selby et al 2000; Runkle & Heins 2001; Cerdán & Chory 2003; Yanovsky & Kay 2002; Franklin & Whitelam 2004; Searle & Coupland 2004; Banerjee & Batschauer 2005; Kim et al 2007; Sawa et al 2007; Khan et al 2012). Die korrekte Terminierung z. B. der Blütenbildung wird dadurch erzielt, daß bestimmte Gene (Blühgene
), die in der vegetativen Phase der Pflanze inaktiv waren, bei Erreichen einer kritischen Dauer der Dunkelphase pro 24h (einer kritischen Tageslänge
) aktiviert werden (Bonner 1959).
Die biologische Funktion des Photoperiodismus besteht darin, die energieaufwendige Reproduktionsphase nur dann einzuleiten, wenn die externen Bedingungen günstig sind und Aussicht besteht, Samen zu bilden. Wichtige Ereignisse im Leben der Pflanzen werden also durch den zyklischen Wandel des täglichen Verhältnisses von Licht und Dunkelheit im Jahreslauf bestimmt. Und dieser hängt ab vom Bewegungszyklus
der Sonne wie er von der Erde aus wahrgenommen wird. Wie erwähnt, können Pflanzen zwei simultan laufende makrokosmische Rhythmen von Licht und Dunkelheit mit unterschiedlicher Periode, den Tagesrhythmus in Gestalt der 4 Tageszeiten und den Jahresrhythmus in Gestalt der 4 Jahreszeiten wahrnehmen. Und je genauer eine Pflanze sich mit diesen auf der Erde herrschenden Rhythmen, mit dieser zyklischen Zeit
in Einklang oder in Harmonie
bringt, desto größer sind ihre Chancen für erfolgreiche Reproduktion und Überleben.
Abb. 3: Darstellung des ägyptischen Sonnengottes Aton in Form einer Sonnenscheibe, von der Strahlen mit