Lebewesen
Sonnentierchen Acanthocystis turfacea
Systematik
Klassifikation: Lebewesen
Domänen
Eukaryoten (Eucaryota) Archaeen (Archaea) Bakterien (Bacteria)

Lebewesen werden durch einen Satz von Merkmalen beschrieben, der in seiner Gesamtheit für alle Lebewesen gilt.

Die Biologie befasst sich wissenschaftlich mit allen bekannten Lebewesen, ihren Abwandlungen und Vorläufern.

Verwandte Begriffe: Lebensform, Kreatur, Organismen.

Kennzeichen	Beispiel Lebewesen	Beispiel Nicht-Lebewesen
Energieaustausch mit der Umgebung:
Aufnahme	Pflanzen nehmen Lichtenergie auf (Photosynthese)	Felsen nehmen am Tag Wärmeenergie auf
Abgabe	Säugetiere geben Wärmeenergie ab	und geben sie in der Nacht wieder ab
Stoffaustausch mit der Umgebung
Aufnahme	Nahrungsaufnahme	Betanken eines Autos mit Benzin
Abgabe	Tiere geben Kohlenstoffdioxid ab	Abgase des Autos
Stoffwechsel (chemische Umwandlung von Stoffen)	alle Lebewesen (außer Viren, Viroide und Prionen)	brennende Kerze
Informationsaustausch
Empfangen von Information	Pflanzen bestimmen den Sonnenstand	Belichtungsmesser des Fotoapparates misst Lichtstärke
Senden von Information	Warntracht der Wespen	Verkehrsampel
Reaktion auf Umweltveränderungen
	Pflanzen richten ihre Blätter nach dem Sonnenstand aus	Der Sonne nachgeführte Solarzellen
Wachstum
Volumenzunahme	Eine Hefezelle nimmt nach der Zellteilung an Volumen zu	Wachstum eines Kochsalz-Kristalls
Zellteilung	Stammzellen des Knochenmarkes	--
Selbstreproduktion (Fortpflanzung)
	Die durch Zellteilung entstandenen Zellen sind ihrer Mutterzelle ähnlich	Bei technischen Systemen noch nicht ausgereift aber theoretisch möglich; sich selbst reporduzierende Computerprogramme sind Praxis.
stoffliche Grundlage
Grundbausteine	Biomoleküle	verschieden
Informationsträger	DNA, RNA	verschieden

Einige der Lebewesen kennzeichnenden Merkmale findet man auch bei technischen, physikalischen und chemischen Systemen.

Lebewesen haben einen Zeitablauf (Ontologie): Sie werden geboren, sie wachsen, sie verändern sich, pflanzen sich fort, sie altern und sterben.
Bei vielen Einzellern ist potentielle Unsterblichkeit möglich, da aus einer Mutterzelle ohne Substanzverlust zwei Tochterzellen hervorgehen.

Alle Lebewesen (Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien, Archaeen und Protisten) sind aus Zellen aufgebaut. Sowohl die einzelne Zelle als auch die Gesamtheit der Zellen (eines mehrzelligen Organismus) sind strukturiert und kompartimentiert, das heißt sie bilden ein kompliziert aufgebautes System gegenseitig abgegrenzter Reaktionsräume.

Jede Zelle enthält in ihrem Erbgut (Desoxyribonukleinsäure, DNS, engl. DNA) alle zum Wachstum und für die vielfältigen Lebensprozesse notwendigen Anweisungen.

Lebewesen besteht vorwiegend aus Wasser und organischen Kohlenstoffverbindungen.

Neben dem Kohlenstoff als Hauptelement der Biomoleküle kommen noch die Elemente Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Stickstoff (N), Natrium (Na), Kalium (K), Chlor (Cl), Phosphor (P), Schwefel (S), Iod (J), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Selen (Se) in Lebewesen vor. Chlor (Cl), Iod (I), Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Selen (Se) und einige andere Elemente kommen nur Spuren vor (können aber doch essentiell sein).


Die weitaus häufiger als Kohlenstoff in der Erdkruste vorkommenden Elemente Silizium und Aluminium werden aufgrund ihrer eingeschränklten Verbindungsmöglichkeiten nicht als Bausteine des Lebens genutzt. Edelgase und alle Elemente schwerer als das Selen (Atomgewicht 34) sind keine Bausteine des Lebens oder sogar je nach Dosis in unterschiedlichem Grade schädlich für Lebewesen.

Wichtige (biochemische) Substanzen (organische Moleküle), die Lebewesen zum Leben benötigen, sind

• Eiweiße (Proteine),
• Zucker (Kohlenhydrate),
• Fette,
• Nukleinsäuren,
• Eiweiße,

Daneben enthalten die Zellen der Lebewesens zu einem großen Teil Wasser und darin gelösten Mineralien (Salzen).

Alle Lebensvorgänge finden in Anwesenheit von Wasser statt.

Das Leben auf der Erde nimmt einen historisch einmaligen Verlauf. Auch wenn man die Ausgangsbedingungen wiederherstellen könnte, würde sich vielleicht ein ähnlicher Ablauf ergeben, aber nicht derselbe der bis heute stattgefunden hat. Der Grund dafür ist die Vielzahl von Zufallentscheidungen, die seit dem Beginn des Lebens bis heute erfolgten. Diese Zufallsentscheidungen werden durch Selektions- und Anpassungsprozesse teilweise wieder ausgeglichen, trotzdem ist ein genau identische Entwicklung unter realen Bedingungen nicht vorstellbar.

Die Entwicklung der verschiedenen Arten von Lebewesen wird in der Evolutionstheorie behandelt. Dieser von Charles Darwin begründete Zweig der Biologie erklärt die Vielfalt der Lebensformen durch Variation, Mutation, Vererbung und Selektion.

Die Evolutionstheorie behandelt die Veränderung von Lebensformen im Laufe der Zeit und die Entstehung der ersten Lebensformen. Hierzu gibt es eine Reihe von Konzepten und Hypothesen (beispielsweise RNA-Welt, Beispiele: Chemische Evolution).

Die ältesten bisher gefundenen fossilen Spuren von Lebewesen sind mikroskopische "Fäden", die als Überreste von Cyanobakterien gelten. Allerdings werden diese in 3,5 Mrd. Jahren alten Gesteinen gefundenen Ablagerungen nicht allgemein als Spuren von Leben angesehen.

Neuere Ansätze zur Evolutionstheorie gehen davon aus, dass die Evolution nicht an der Art sondern am Individuum und seinen Genen ansetzt. (Beispiele: Soziobiologie und Verhaltensbiologie)

Wird die Zelle als grundlegendes Kennzeichen von Lebewesen angesehen, werden Viren nicht zu den Lebewesen gerechnet, da sie keine Zellen sind und nicht aus Zellen aufgebaut sind. Sie haben keinen eigenen Stoffwechsel und pflanzen sich auch nicht selbständig fort. Ihre Vermehrung erfolgt durch Wirtszellen. Allerdings sind sie durch Mutationen und Selektion der Evolution unterworfen.

Die biologische Systematik versucht eine sinnvolle Gruppierung aller Lebewesen. Die oberste Stufe wird dabei von den Domänen gebildet. Man unterscheidet nach molekularbiologischen Kriterien die eigentlichen Bakterien (Bacteria), die Archaebakterien (Archaea) und die Eukaryoten (Eucaryota). Dieses Taxon umfasst die uns vertrauten Tiere, Pflanzen und Pilze.

Lebewesen sind in der Terminologie der Systemtheorie

• offen: Sie stehen mit der Umwelt in lebenslangem Energie-, Stoff- und Informationsaustausch mit der Umwelt.
• komplex: Sie bestehen aus einer großen Zahl von unterschiedlichsten Untereinheiten (Organsysteme), die durch zahlreiche Beziehungen miteinander verknüpft sind und selbst wieder aus zahlreichen Untereinheiten (Organe, Zellen, Organellen, Biomoleküle) bestehen. Auch sind sie selbst wieder Bestandteil komplexer, übergeordneter Systeme (Biozönose, Ökosystem), sind also ebenfalls mit zahlreichen weiteren Systemen (andere Lebwesen, unbelebte und technische Systeme) miteinander verknüpft.
• dynamisch: Sie sind zumindest auf der biochemischen Ebene dauernden Veränderungen unterworfen, können aber zeitweise einen stationären Zustand einnehmen, weisen also eine Konstanz von Struktur und Leistung auf. Diese Veränderungen sind einerseits auf dem System innewohnende Bedingungen zurückzuführen (Beispiel: Erzeugung genetischer Variation durch Rekombination bei der Fortpflanzung), andererseits durch Umwelteinflüsse. Lebewesen wirken wiederum auf ihre Umwelt verändernd zurück. (Beispiel: Veränderung der Zusammensetzung der Atmosphäre durch die Photosynthese.)
• deterministisch: Auch wenn alle Eigenschaften der Lebewesen durch die Naturgesetze bestimmt sind, lassen sich auf Grund ihrer Komplexität vor allem für emergente Eigenschaften kaum mathematisch exakte Aussagen über die Vorhersagbarkeit ihrer Eigenschaften und Entwicklung und ihres Verhaltens machen: Durch die für wissenschaftliche Untersuchungen notwendige Reduktion lassen sich zwar Gesetzmäßigkeiten für einzelne Elemente ermitteln. Daraus lassen sich aber nicht immer Gesetzmäßigkeiten für das Gesamtsystem ableiten.
• stabil und adaptiv: Lebewesen können trotz störender Einflüsse aus der Umwelt ihre Struktur und ihr inneres Milieu für längere Zeit aufrecht erhalten. Anderseits können sie sich auch in Struktur und Verhalten verändern und Umweltänderungen anpassen.

• autopoietisch: Lebewesen sind sich selbst replizierende Systeme, wobei einerseits die Kontinuität von Struktur und Leistung über lange Zeiträume hinweg gewährleistet ist, andererseits durch die Ungenauigkeit der Replikation Möglichkeiten zur evolutionären Anpassung an Umweltänderungen bestehen.

Lebewesen sind als offene Systeme zeit ihres Lebens stets weit vom thermodynamischen Gleichgewicht entfernt. Sie weisen einen hohen Ordnungsgrad und damit eine niedrige Entropie auf. Diese können nur dadurch aufrechterhalten werden, dass die Erhöhung des Ordnungsgrades energetisch mit Prozessen gekoppelt wird, die die hierfür notwendige Energie liefern. (Beispiel: Aufbau von organischen Stoffen niedriger Entropie wie Glukose, DNA oder ATP, aus anorganischen Stoffen wie hoher Entropie wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralsalzen durch Photosynthese und Stoffwechsel.)