(03.07.2018) Mit dieser Frage beschäftigt sich nicht nur der Hauptcharakter aus Thomas Manns „Der Zauberberg“, auch die modernen Lebenswissenschaften möchten den Wundern der Biologie auf die Schliche kommen.
„Er forschte tief, er las, während der Mond über das kristallisch glitzernde Hochgebirgstal seinen gemessenen Weg ging, von der organisierten Materie, den Eigenschaften des Protoplasmas, der zwischen Aufbau und Zersetzung in sonderbarer Seinsschwebe sich erhaltenden, empfindlichen Substanz, und ihrer Gestaltsbildung aus anfänglichen, doch immer gegenwärtigen Grundformen, las mit dringlichem Anteil vom Leben und seinem heilig-unreinen Geheimnis.“
„Was war das Leben?“ – mit dieser sich in der Abgründigkeit metaphysischer Spekulation verlierenden Frage beginnt das Wundern des Hans Castorp über die Wunder der Biologie. Letzterer ist der Hauptcharakter aus Thomas Manns epochemachendem Bildungsroman „Der Zauberberg“, erschienen im Jahre 1924. Die Geschichte des jungen Schiffsbau-Studenten Castorp, der in Hamburg aufwuchs, beginnt anno 1907 mit einem Besuch bei seinem Cousin Achim im Sanatorium „Berghof“ in den Schweizer Alpen. Nach sieben Jahren, die er allesamt in dem Sanatorium verlebt hat, verlieren wir Hans im blutigen Chaos der beginnenden Schützengräben-Schlachten des 1. Weltkrieges aus den Augen.
Kein anderer Roman hat mich jemals so tief beeindruckt wie „Der Zauberberg“. Rückblickend hat wohl auch das Kapitel „Forschungen“, das ich jetzt näher beschreiben möchte, einen entscheidenden Einfluss auf meinen Entschluss gehabt, Biologie zu studieren. Durch das Prisma des schriftstellerischen Schaffens scheinen Aspekte der Naturbetrachtung auf, die im Lichte der täglichen Laborerfahrung nicht immer klar erkannt werden können. Wie in dem oben zitierten Abschnitt zu lesen ist, verbleibt der Ursprung des Lebens ein Geheimnis. So eindrucksvoll der molekulare Atlas des Lebens auch erscheinen mag, den die moderne Wissenschaft täglich erweitert und ergänzt, der Urgrund des Lebendigen bleibt weiterhin verborgen. Es ist ein weitverbreiteter Irrglaube unter ultra-reduktionistischen Wissenschaftlern (die leider eine Mehrheit ausmachen), ein „globales“ Verständnis des Lebensprozesses gewonnen zu haben. Was die Welt des Organischen „im Innersten zusammenhält“, bleibt auch im 21. Jahrhundert unerkannt. Doch dies stellt keinesfalls einen Grund dar zu verzagen. Im Gegenteil, die Ergründung der sich entwickelnden biologischen Komplexität wird zu einer Reise, zu einem Aufbruch zu unbekannten Ufern, wo sich neue aufregende Welten des Naturverständnisses auftun.
„Was war das Leben? Es war Wärme, das Wärmeprodukt formerhaltender Bestandlosigkeit, ein Fieber der Materie, von welchem der Prozeß unaufhörlicher Zersetzung und Wiederherstellung unhaltbar verwickelt, unhaltbar kunstreich aufgebauter Eiweißmolekel begleitet war. Es war das Sein des eigentlich Nicht-sein-Könnenden, des nur in diesem verschränkten und fiebrigen Prozeß von Zerfall und Erneuerung mit süß-schmerzlicher-genauer Not auf dem Punkt des Seins Balancierenden. Es war nicht materiell, und es war nicht Geist. Es war etwas zwischen beidem, ein Phänomen, getragen von Materie, gleich dem Regenbogen auf dem Wasserfall und gleich der Flamme.“
Zur Konzeption seines „Forschungen“-Kapitels studierte Thomas Mann eingehend die einschlägige naturwissenschaftliche Literatur seiner Zeit. Es ist erstaunlich, wie in den Abstraktionen seines Helden, der sich während einer sternenklaren Frostnacht ebenfalls in diese Werke vertieft, Vorstellungen entwickelt werden, die an der Speerspitze biologischer Forschung heutzutage neue Horizonte auftun.
Leben als „Wärmeprodukt“ heißt in moderne Terminologie übersetzt: Leben ist Folge eines thermodynamischen Ungleichgewichts-Zustandes, der die Form des Lebendigen im ewigen Flux der Entropie erhält, der die innere Organisation der lebendigen Struktur durch Energie-Umsatz verteidigt, molekulare Energieträger und damit bestehende Ordnung aufbricht, um die Selbst-Organisation zu bewahren. Mit einem Wort: Metabolismus. Ähnliche Gedanken formulierte der Quantenphysiker Erwin Schrödinger bereits 1944 in seiner Schrift „What is Life?“. Zurzeit versucht der theoretische Physiker Jeremy England am Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston aus solchen thermodynamischen Grundgegebenheiten, das Phänomen der Replikation abzuleiten. Sich selbst vervielfältigende Strukturen sind offensichtlich am geeignetsten und effizientesten darin, ihre innere Ordnung durch das „Ausscheiden“ von Stoffwechselprodukten, also durch die Erhöhung der Unordnung im äußeren Medium, zu behaupten.
„Dem jungen Hans Castorp, der über dem glitzernden Tal in seiner von Pelz und Wolle gesparten Körperwärme ruhte, zeigte sich in der vom Scheine des toten Gestirnes erhellten Frostnacht das Bild des Lebens.“
Im multizellulären Organismus ist die Arbeitsteilung zwischen verschiedenen Zelltypen ein entscheidender evolutionärer Vorteil gewesen. Dass die Entstehung von Mehrzelligkeit ein exzellentes Beispiel für konvergente Evolution darstellt, ist bereits anderswo beschrieben worden. Bahnbrechende Fortschritte in der experimentellen Evolution zeigen, wie selbst im Labor mehrzellige Formen aus einzelligen Vorläufer-Formen hervorgehen können. Will Ratcliff vom Georgia Institute of Technology hat mithilfe von einzelligen Hefen und Algen elegante mathematische und mechanistische Modelle erarbeitet, die uns ahnen lassen, wie dieser Schritt der Makroevolution sich möglicherweise vollzogen haben könnte.
„Der Leib, der ihm vorschwebte, dies Einzelwesen und Lebens-Ich war also eine ungeheure Vielheit atmender und sich ernährender Individuen, welche, durch organische Einordnung und Sonderzweckgestaltung, des ichhaften Seins, der Freiheit und Lebensunmittelbarkeit verlustig gegangen, so sehr zu anatomischen Elementen geworden waren, daß die Verrichtung einiger sich einzig auf Reizempfindlichkeit gegen Licht, Schall, Berührung, Wärme beschränkte, andere es nur noch verstanden, ihre Form durch Zusammenziehung zu verändern oder Verdauungssekrete zu erzeugen, wieder andere zum Schutz, zur Stütze, zur Beförderung der Säfte oder zur Fortpflanzung einseitig ausgebildet und tüchtig waren.“
Ähnlich wie ich hier neueste Ergebnisse aus der Biologie mit Hans Castorps „Forschungen“ in Verbindung setze, hat auch schon der deutsche Chemie-Nobelpreisträger Manfred Eigen in seinem Werk „Stufen zum Leben – Die frühe Evolution im Visier der Molekularbiologie“ (1987) jedem Kapitel ein Zitat aus diesem Abschnitt vorangestellt. Eigen hat das Konzept des „Hyperzyklus“entwickelt: eine schematische Darstellung von sich selbst organisierenden Molekülaggregaten (RNA/Protein), die durch katalytische Verschränkungen einen theoretischen Zustand der quasi-lebendigen Autonomie erlangen könnten. Metabolismus und Replikation. Leben ist eben nicht nur Stoffwechsel, sondern auch Vervielfältigung der inneren Organisation.
Wie ist diese innere Organisation beschaffen? Sie ist hierarchisch aufgebaut – das heißt, verschiedene Stufen der Komplexität stehen zwar in einem Verhältnis der Wechselwirkung, doch übergeordnete Ebenen bestimmen oder kontrollieren die niederen Prozesse durch Informationsfluss, Verarbeitung und Integration dieser nicht-materiellen Information in verschiedenen zellulären Unter-Systemen (Zelltypen, Organellen, metabolische Netzwerke) sowie dem Ausführen biologischer Funktionen durch verschiedenartige Molekülspezies (DNA, RNA, Proteinkomplexe). Es fügt sich alles in einer „Komplexitätspyramide“ zusammen. Interessanterweise weisen dabei Mikro- und Makroorganisation gleichförmige Netzwerkstrukturen auf, eben eine hierarchische Topologie (eine „selbst-ähnliche“ Dreiecksstruktur). Mikrokosmos und Makrokosmos.
An jenem Punkt steigert sich nun dieses Fieber der Materie in überhitzte kosmische Spekulationen, Außen und Innen werden ununterscheidbar. Die biologische Einheit, der Organismus, verwandelt sich auf wunderbare Weise zum Universum als Ganzes. Der Biokosmos tritt in seiner unverhüllten Pracht dem forschenden Geiste entgegen:
„Das Atom war ein energiegeladenes kosmisches System, worin Weltkörper rotierend um ein sonnenhaftes Zentrum rasten, und durch dessen Ätherraum mit Lichtjahrgeschwindigkeit Kometen fuhren, welche die Kraft des Zentralkörpers in ihre exzentrischen Bahnen zwang. Das war sowenig nur ein Vergleich, wie es nur ein solcher war, wenn man den Leib der vielzelligen Wesen einen ‚Zellenstaat‘ nannte. Die Stadt, der Staat, die nach dem Prinzip der Arbeitsteilung geordnete soziale Gemeinschaft war dem organischen Leben nicht zur vergleichen, sie wiederholte es. So wiederholte sich im Innersten der Natur, in weitester Spiegelung, die makrokosmische Sternenwelt, deren Schwärme, Haufen, Gruppen, Figuren, bleich vom Monde, zu Häupten des vermummten Adepten über dem frostglitzernden Tale schwebten. War es unerlaubt, zu denken, daß gewisse Planeten des atomischen Sonnensystems – dieser Heere und Milchstraßen von Sonnensystemen, die die Materie aufbauten –, daß also einer oder der andere dieser innerweltlichen Weltkörper sich in einem Zustande befand, der demjenigen entsprach, der die Erde zu einer Wohnstätte des Lebens machte? [...] Die ‚Kleinheit‘ der innerweltlichen Sternkörper wäre ein sehr unsachgemäßer Einwand gewesen, denn der Maßstab von Groß und Klein war spätestens damals abhanden gekommen, als der kosmische Charakter der ‚kleinsten‘ Stoffteile sich offenbart hatte, und die Begriffe des Außen und Innen hatten nachgerade gleichfalls in ihrer Standfestigkeit gelitten. Die Welt des Atoms war ein Außen, wie höchstwahrscheinlich der Erdenstern, den wir bewohnten, organisch betrachtet, ein tiefes Innen war. Hatte nicht die träumerische Kühnheit eines Forschers von ‚Milchstraßentieren‘ gesprochen, – kosmischen Ungeheuern, deren Fleisch, Bein und Gehirn sich aus Sonnensystemen aufbaute?“
Claudio Flores Martinez ist Doktorand an der Uni Hamburg und schreibt in seiner Freizeit als Autor in seinem eigenen Blog oder auch hier im Laborjournal.