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2017 | Book

Erde und Leben

Die Geschichte einer innigen Wechselbeziehung

Authors: Dr. Norbert Welsch, Dr. Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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About this book

Forscher entschlüsseln die Geheimnisse der Geobiologie Im Mittelpunkt dieses Buches steht das Jahrmilliarden währende Wechselspiel zwischen der geologischen Entwicklung der Erde und der Evolution des Lebens. Den Autoren gelingt es, die Vielfalt der Beziehungen zwischen den irdischen Organismen und ihrem Planeten in einem faszinierenden Panorama darzustellen. Ihr breit angelegtes Buch zeichnet den Weg von der Bildung der Erde in der „habitablen“ Zone um die Sonne über die Entstehung erster reproduktionsfähiger Moleküle und der ersten Zellen bis zu den Wirbeltieren mit ihren komplexen Gehirnen und zur Evolution des Menschen nach, immer verbunden mit der Entwicklung unserer Kontinente, der Atmosphäre und der Ozeane. Der nur scheinbar geradlinige Weg ist in Wirklichkeit ein verschlungener Pfad, auf dem kosmisch-geologische Ereignisse wie Meteoriteneinschläge und gewaltige Lava-Eruptionen, aber auch das Leben selbst für dramatische Wendungen sorgten. Heute nun scheint der Mensch zu einem auch geologisch bestimmenden Faktor geworden zu sein, und folgerichtig haben Forscher ein neues Erdzeitalter ausgerufen, das Anthropozän. Diese jüngeren Entwicklungen bilden den Schlusspunkt des Buches: Den dramatischen Folgen des menschlichen Tuns wie Klimawandel und Ausbeutung von Ressourcen stellen die Autoren die Chancen gegenüber, die sich dem Menschen dank seines hochentwickelten Gehirns bieten.

Table of Contents

Frontmatter
Biogeologie
Zusammenfassung
Vor noch nicht allzu langer Zeit hätte kaum jemand die Entwicklung der Erde und des Lebens als gemeinsame Geschichte erzählt. Geologen beschränkten sich im Wesentlichen auf die Geschichte unseres Planeten, während Biologen die Entwicklung des Lebens vor dieser planetaren Kulisse zu ihrem Forschungsgegenstand machten. Natürlich gibt es diese Disziplinen auch heute noch, aber wie in anderen Bereichen der Wissenschaften beginnen die Grenzen zu verwischen. In diesem einführenden Kapitel erhalten Sie einen ersten Überblick über das, was man weiß oder vermutet zu den kosmischen und irdischen Voraussetzungen für die Entstehung des Lebens in Zuge einer chemischen Evolution.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Geodetektive
Zusammenfassung
An Hypothesen über die Vergangenheit der Erde hat es nie gemangelt. Aber erst die erstaunlich exakten Messdaten, die wir heute aus allen Teilgebieten der Geologie erhalten, ermöglichen es in der Zusammenschau, bestimmte Hypothesen auszuschließen und andere zu untermauern. Auf dem Weg zu einer einheitlichen Theorie der Entstehung und Koevolution unseres Planeten und seiner Biosphäre gehören diese Daten zu den wenigen Fixpunkten, auf die wir unsere Interpretationen und Modelle stützen können. In diesem Kapitel geben wir einen kurzen Überblick zur Entwicklung der Geologie und stellen einige Methoden vor, die uns Kenntnisse über Gegenwart und Vergangenheit der Erde und des Lebens vermitteln.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Spuren der Evolution
Zusammenfassung
Wenn wir heute über die Geschichte von Lebewesen und ihrer Umwelt nachdenken, interessieren uns meist Stammbäume und Verwandtschaftsbeziehungen. Dieses Kapitel stellt dar, wie sich die ursprünglich nur beschreibende Klassifizierung der Lebewelt über die biologische Systematik und einheitliche Benennung von Organismen hin zu einer natürlichen Klassifizierung der Lebewesen entwickeln konnte, der die stammesgeschichtlichen Verwandtschaftsbeziehungen zugrunde liegen.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Die kosmische Bühne
Zusammenfassung
In diesem Kapitel verlassen wir die Erde, um sie aus der Ferne zu betrachten: als winzigen Teil unseres Universums. Im Schnelldurchgang bewegen wir uns von den ersten Sekunden des Universums über die kosmische Evolution der Galaxien hin zur Entstehung unserer Sonne und unseres Planetensystems.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Die Urerde
Zusammenfassung
Die frühen „Jahre“ unserer Urerde waren recht turbulent. In diesen höllischen Zeiten geschah jedoch etwas, was das Leben auf unserer Erde stark beeinflusst hat: ein katastrophaler Zusammenstoß mit einem etwa marsgroßen Himmelskörper bescherte uns den Mond. Er ist nicht nur für die Gezeiten und regelmäßigen hellen Nächte verantwortlich. Der Zusammenstoß ließ damals die Achse der Erde kippen und stabilisierte sie gleichzeitig in dieser Lage. Das ist der Grund, weshalb es auf der Erde Jahreszeiten gibt. Und ohne Jahreszeiten würde das Leben auf der Erde sicherlich anders aussehen. Natürlich spielte die frühe Entstehung von Ozeanen eine noch wichtigere Rolle. Aber woher kam eigentlich all dieses Wasser?
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Chemische Evolution
Zusammenfassung
Thema dieses Buches ist die Wechselwirkung zwischen unserem Planeten und dem darauf gedeihenden Leben. In diesem Kapitel wollen wir der ganz zentralen Frage nachgehen, wie Leben überhaupt entstehen konnte und wie weit wir heute beim Verständnis dieser Vorgänge vorgedrungen sind.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Stoffwechsel und Elementzyklen
Zusammenfassung
Stehen wir vor einem mächtigen Gebirgsmassiv oder einem Ozean, fühlen wir uns gegenüber der übermächtigen Natur oft klein und verloren. Wie könnten vergleichsweise winzige Organismen wie Pflanzen, Tiere oder gar Bakterien hierauf irgendeinen Einfluss haben?
Tatsächlich aber spielen Lebewesen und darunter nicht zuletzt die winzigen Bakterien entscheidende Rollen im Schauspiel der Titanen. Durch ihre enorme Zahl und die immensen Zeiträume, über die sich ihre Wirkungen entfalten, treiben sie Umwandlungsprozesse an, die sich entscheidend auf die Zusammensetzung von Ozean, Atmosphäre und Festland auswirken.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Eukaryoten und Vielzeller
Zusammenfassung
Wenn man sich der Allgegenwart von Bakterien und Archaeen und ihrer langen, erfolgreichen Geschichte bewusst wird, so fragt man sich, weshalb die Evolution überhaupt komplexere, aus mehreren spezialisierten Zellen bestehende Organismen hervorgebracht hat. Wir werden in diesem Kapitel zeigen, dass es oft verblüffend einfache Prozesse waren, die für diese Evolutionsschritte verantwortlich waren.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Atmosphären und Ozeane
Zusammenfassung
Die Atmosphäre und Ozeane der Erde und ihr Chemismus waren nicht nur entscheidend für die Entstehung des Lebens, sondern sie haben in der Zeit seither eine erstaunliche Koevolution mit der Lebewelt erfahren. Insbesondere die Zusammensetzung der Atmosphäre ist eng mit der wechselhaften Geschichte des Lebens verknüpft.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Gebirge aus Organismen
Zusammenfassung
In diesem Kapitel befassen wir uns mit biogenen Sedimenten, also solchen, die direkt aus Resten von Organismen entstanden sind oder durch biologische Aktivitäten abgelagert wurden. In der Erdgeschichte kommt es immer wieder zur Bildung biogener Sedimente, die zum Teil bis zehn Kilometer mächtige Schichtstapel bilden.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Leben drunter und drüber
Zusammenfassung
„Leben drunter und drüber“ ist dieses vorletzte Kapitel überschrieben. Es behandelt Böden, wie man die oberste Deckschicht der Erdkruste von etwa einem Meter Mächtigkeit bezeichnet. Böden sind die Bereiche, an denen sich Leben, Wasser und Minerale, also Biosphäre, Hydrosphäre und Erdkruste, am intensivsten durchdringen.
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Einfluss des Menschen
Zusammenfassung
Dieses letzte Kapitel befasst sich mit uns, der Spezies Homo sapiens. Wie haben wir uns verbreitet? Was machte den Homo sapiens so erfolgreich? Was unterscheidet uns wirklich von anderen Tieren auf diesem Planeten? Und letzten Endes: Wie haben wir bereits bisher die Entwicklung unseres Planeten und die gesamte Lebewelt beeinflusst?
Norbert Welsch, Claus Chr. Liebmann, Jürgen Schwab
Backmatter
Metadata
Title
Erde und Leben
Authors
Dr. Norbert Welsch
Dr. Claus Chr. Liebmann
Jürgen Schwab
Copyright Year
2017
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-53869-2
Print ISBN
978-3-662-53868-5
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-53869-2