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Über dieses Buch

Wir leben im Zeitalter der Information und glauben, daß wir mit dem Computer etwas völlig Neues geschaffen haben. Dem ist jedoch nicht so. Seit Millionen von Jahren bilden sich in der Natur informations­ verarbeitende Systeme, die weitaus komplexer als die von Menschen geschaffenen Systeme sind. Worin ähneln und worin unterscheiden sich biologische und künstliche Informationssysteme? Auf diese Frage soll hier eine Antwort gefunden werden. Hierzu werden Berei­ che der Informationsverarbeitung in natürlichen Systemen vorgestellt, zu denen es entsprechende in künstlichen Systemen gibt - Zelle und zellulärer Automat, natürliche und Softwareinfektion, Evolution und genetischer Algorithmus sowie Gehirn und Neuronale Netze. Der anschließende Vergleich läßt übergeordnete Zusammenhänge erken­ nen. Dieses Buch überschreitet Fachgrenzen - u. a. umfaßt es Bereiche der Informatik, der Medizin, der Biologie und der Biochemie und wendet sich in erster Linie an den interessierten Laien. Abschließend Dankeschön: Frau Dr. H. Schuster danke ich herz­ lich für die freundliche Durchsicht des Manuskriptes und ihre wert­ vollen Hinweise. Frau Dr. A. Schulz und dem Verlag Vieweg danke ich vielmals für ihr aufgeschlossenes Entgegenkommen und ihre Mit­ hilfe bei der Verwirklichung dieses Buches. Zusmarshausen, im März 1997 C. Borchard-Tuch V Inhaltsverzeichnis Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V 1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 1 Information ist überall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2 Aspekte des Informationsaustauschs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. 3 Übersicht über das Folgende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2 Zelle und Computer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1 Die Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1. 1 Die Umwelt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2. 1. 2 Der Informationsaustausch zwischen Zellen . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1. 3 Kommunikationsmoleküle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung
„Information ist jeder Unterschied, der einen Unterschied macht“ (Gregory Bateson). Weil Zeichen sich von ihrer Umwelt unterscheiden, sind sie wahrnehmbar. Ihre Deutung läßt die Vorstellung von etwas Unterscheidbarem entstehen und erzeugt so erneut Unterschied und damit Information.
Claudia Borchard-Tuch

Kapitel 2. Zelle und Computer

Zusammenfassung
Nahezu alle Lebensvorgänge vom Stoffwechsel bis zur Vererbung können als Informationsprozesse aufgefaßt werden, deren Wurzeln bis auf die Ebene der biologischen Makromoleküle zurückreichen. Für den Informationsaustausch zwischen Lebewesen sind nicht einmal Sinnesorgane, ein Gehirn oder ein Nervensystem notwendig. Auch Zellen selbst verfugen über ein kompliziertes System der Informationsverarbeitung und -Weitergabe.
Claudia Borchard-Tuch

Kapitel 3. Information und Infektion

Zusammenfassung
Mikroorganismen dringen in einen Makroorganismus ein und vermehren sich in ihm — dies ist das Wesentliche einer Infektion. Um in der fremden Umgebung des Wirtsorganismus überleben zu können, müssen die Mikroorganismen ihren Stoffwechsel dem ihres Wirtes genau anpassen. Zwischen Wirt und Mikroorganismus entwickelt sich so eine wechselseitige Beziehung, die auf einen regen Austausch von Informationen angewiesen ist. Einerseits steuern chemische Signale des Wirtes das Verhalten der Mikroorganismen, andererseits rufen chemisch Signale der Eindringlinge Antwortreaktionen des Wirtes hervor: Wirt und Eindringling kommunizieren in intensiver Weise miteinander.
Claudia Borchard-Tuch

Kapitel 4. Der genetische Code

Zusammenfassung
Aus den vorherigen Kapitel geht hervor, daß in Lebewesen eine ungeheure Informationsmenge gespeichert ist. Die Selbstentwicklung des Lebens, die Evolution, ist die Geschichte der Entstehung dieser Information. In ihrem Verlauf bildeten sich Systeme, die immer mehr Wissen speicherten und es durch Fortpflanzung weitergeben konnten. Die Stabilität dieser Systeme reichte aus, sie gegen Umwelteinflüsse zu schützen und ihre informationstragende Struktur zu erhalten. Gleichzeitig ermöglichte es ihnen ihre Wandlungsfähigkeit, neue Informationen zu erwerben.
Claudia Borchard-Tuch

Kapitel 5. Neuronale Informationsverarbeitung

Zusammenfassung
Mit den Lebewesen entwickelte sich auch deren Nervensystem im Laufe von Millionen von Jahren in engster Wechselbeziehung mit einer sich ständig ändernden Umgebung.
Claudia Borchard-Tuch

Backmatter

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