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Stoffe, Energie und Information

  • Horst BannwarthEmail author
  • Bruno P. Kremer
  • Andreas Schulz
Chapter

Zusammenfassung

Für das Überleben eines jeden Organismus ist es von entscheidender Bedeutung, dass er alle Nährelemente in der für ihn richtigen Form und Menge aufnimmt. So müssen alle Tiere und Menschen und mit ihnen sämtliche heterotrophen Organismen als Kohlenhydrate, Fette und Proteine aufnehmen. Dagegen nehmen alle Pflanzen und mit ihnen alle autotrophen Organismen – etwa die Cyanobakterien (Blaugrünbakterien, früher Cyanophyceen bzw. Blaualgen genannt) – diese Elemente in anorganischer Form als Kohlenstoffdioxid, Wasser, Ammonium, Nitrat und Sulfat auf. Wir nennen die genannten organischen Verbindungen energiereich im Gegensatz zu den anorganischen, weil sie brennbar sind und beim Verbrennen Wärmeenergie freisetzen. Bei der biologischen Oxidation (Atmung) wird diese Wärmeenergie metabolisch genutzt. Für Lebewesen ist aber ganz besonders wichtig, dass beim Stoffabbau die frei werdende Energie nicht nur als Wärme anfällt, sondern als chemisch verwertbare Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) festgehalten und für die Aufrechterhaltung von basalen Lebensfunktionen genutzt wird (Kap. 1, 19 und 20).

Organische Stoffe sind in Lebewesen nicht nur Betriebsstoffe zur Energieversorgung, sondern auch Baustoffe von Zellen. Sie bestimmen die Struktur und die äußerlich sichtbare Erscheinungsform der Lebewesen. Leben entwickelt sich immer nach einem im Zellkern vorhandenen Bauplan, dessen stoffliche Basis die Nucleinsäuren (DNA, RNA) sind. Sie steuern über die Genexpression die Proteinsynthese und damit die Formbildung (Morphogenese). Durch klassische Experimente an der einzelligen Grünalge Acetabularia hat man – noch bevor die Details des Informationsmanagements durch die Erbsubstanz der DNA und RNA bekannt waren – schon früh erkannt, dass es stoffliche Ursachen sind, die im Zellkern vorhanden sind und auch solche, die an die Zelle abgegeben werden, damit sich Struktur und Funktion eines Lebewesens entwickeln können (Kap. 1 und 18).

Copyright information

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019

Authors and Affiliations

  • Horst Bannwarth
    • 1
    Email author
  • Bruno P. Kremer
    • 2
  • Andreas Schulz
    • 3
  1. 1.FrechenDeutschland
  2. 2.WachtbergDeutschland
  3. 3.Universität zu KölnKölnDeutschland

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