Die Natur ist seit der Entschlüsselung der DNA als grundlegende Struktur des Lebens im Jahr 1953 ein offenes Buch. Andererseits werden wir die Natur wohl niemals vollständig nachbilden können (außer in seltenen Glücksfällen), insofern als dass wir alle DNA-Strukturen kennen. So sehr wir auch das Konzept von Organismen im Allgemeinen erfassen, wissen wir bislang nur wenig über die Prozesse im Detail – sie sind größtenteils Programme und Melodien der Zukunft.
Die Konzepte des Lebens, wie der Begriff des Genoms (die Gesamtheit der Chromosomen eines Organismus) und die "Ganzheitskausalität", können zur Interpretation der Arbeit der zeitgenössischen Lebenswissenschaften im Bereich der DNA-Technik herangezogen werden. Die aktuelle Forschung sollte sogar im Rahmen dieser im 18. und 19. Jahrhundert geprägten Konzepte verstanden werden. Mit der Kartierung eines Genoms wird zumindest ein Aspekt der (kausal relevanten) Ganzheit angesprochen, die für die Formgebung eines Organismus entscheidend ist. Die "Ganzheitskausalität" ist ein Konzept, das seit dem 18. Jahrhundert entwickelt wurde. Es ist möglich, die bereits bestehenden Begriffe mit aktuellem Inhalt zu füllen und so den heutigen Fortschritt in den Lebenswissenschaften auf diese Weise zu beschreiben.
Der deutschsprachige Königsberger Philosoph Immanuel Kant (1724-1804) hat schon in seiner berühmten kritischen Philosophie den Begriff eines Organismus überhaupt durchdacht und festgestellt, dass Organismen als sich selbst erhaltende und in sich geschlossene Systeme nichts anderes als geschlossene kausale Kreisläufe (Ursache-Wirkungskreisläufe) sind, die von Zwecken geleitet werden. Auch hier muss insbesondere in der Zeit nach Immanuel Kant, also im 19. und 20. Jahrhundert, zwischen mechanischer Wirkursächlichkeit (die sowohl in anorganischer, wie auch in organischer, Materie untersucht werden kann) und darüber hinausgehend einer den ganzen Organismus leitenden Ganzheitskausalität (oder Zweckmäßigkeit) unterschieden werden. Bloß mechanische Weltbilder, wie das von Rene Descartes (1596-1650) oder das Weltbild von Sir Isaak Newton (1642-1726) trennen sich und unterscheiden sich hier von vitalistischen oder organizistischen Weltbildern, die über die wissenschaftliche Erforschung der mechanischen Wirkursächlichkeit hinausgehen.
Inhaltsverzeichnis
TEIL A
TEIL B
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die philosophische und wissenschaftshistorische Abgrenzung des Organismusbegriffs vom rein mechanistischen Naturbegriff sowie dessen Bedeutung für die moderne Genomforschung und Proteinstrukturvorhersage.
- Historische Entwicklung des Organismusbegriffs im 18. und 19. Jahrhundert
- Differenzierung zwischen Mechanismus und organismischer Ganzheit
- Kausale Strukturen (First Order vs. Second Order Ursachen) in der Biologie
- Philosophische Einordnung der Ganzheitskausalität (u.a. nach Kant und Driesch)
- Genom-Mapping und die Grenzen der rechnerischen Erfassbarkeit des Lebens
Auszug aus dem Buch
Die Entschlüsselung der Struktur des Lebens durch die DNS/DNA 1953
Die Entschlüsselung der Struktur des Lebens durch die DNS/DNA 1953 [durch Francis Crick und James Watson, aufgrund von Röntgenaufnahmen von Desoxyribonukleinsäure (DNS) in kristallinem Zustand] lässt noch viele Fragen offen. Trotz der prinzipiellen Entschlüsselung der Struktur ist die mathematische Erfassung des Entdeckten sehr schwierig. Zum Beispiel kann die Faltung der Doppelhelixketten in Enzymen nicht 100 % ig vorherberechnet werden in einer künstlichen Rekonstruktion für eine industrielle Produktion der Enzyme.
Die mathematische Kalkulierbarkeit der Strukturen des Lebens ist noch nicht gänzlich geglückt, insbesondere die tertiären und quartären (i.e. die dreidimensionalen) Molekülstrukturen sind schwierig in ihrer mathematischen Berechenbarkeit, doch ist das genau die Lücke in unseren Metatheorien zur Beschreibung der Naturerscheinungen, die schon durch die Unterscheidung zwischen Organismus und Mechanismus im 18. und 19. Jahrhundert anerkannt wurde. Es stellte sich heraus, dass der Organismus oder eben im konkreten Fall das zu studierende Proteinmolekül viel schwieriger vollständig zu beschreiben oder zu berechnen und herzustellen ist, als eine isolierbare bloß mechanische Ursache-Wirkungs-Reaktion.
Zusammenfassung der Kapitel
TEIL A: Dieses Kapitel behandelt die wissenschaftstheoretischen Grenzen bei der Entschlüsselung biologischer Strukturen, insbesondere die Herausforderungen der Proteinfaltung und die historische Unterscheidung zwischen mechanistischen Naturmodellen und dem komplexen Organismusbegriff.
TEIL B: Dieses Kapitel vertieft das Konzept der Ganzheitskausalität und analysiert den aktuellen Stand der Genomforschung sowie die Frage, inwieweit das Mapping genetischer Daten die tatsächliche Komplexität lebendiger Organismen erfassen kann.
Schlüsselwörter
Organismusbegriff, Mechanismus, Ganzheitskausalität, DNS, Genomforschung, Proteinstruktur, AlphaFold, Naturphilosophie, Immanuel Kant, Epistemologie, Lebensprozesse, Systemtheorie, Zellbiologie, Genexpression, Molekülstruktur
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Forschungsarbeit grundlegend?
Die Arbeit untersucht das Spannungsfeld zwischen der modernen molekularbiologischen Forschung (insbesondere Genomanalyse) und den philosophischen Konzepten, die das Wesen eines lebendigen Organismus gegenüber einer Maschine abgrenzen.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die Schwerpunkte liegen auf der Wissenschaftsgeschichte, der philosophischen Begriffsarbeit zum Organismus, der Grenze mathematischer Berechenbarkeit in der Biologie und dem aktuellen Status der Genomsequenzierung.
Was ist das primäre Ziel oder die zentrale Forschungsfrage?
Das Ziel ist aufzuzeigen, dass trotz technologischem Fortschritt beim Mapping biologischer Daten der Organismus als "Ganzheit" nicht vollständig auf rein mechanistische Ursache-Wirkungs-Prinzipien reduzierbar ist.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es handelt sich primär um eine wissenschaftstheoretische und historisch-philosophische Analyse, die mit aktuellen empirischen Befunden aus der Genomik und der Proteinforschung konfrontiert wird.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fachliche Analyse der Proteinstruktur-Problematik (Teil A) und eine philosophische Reflexion der Ganzheitskausalität im Kontext der modernen Genetik (Teil B).
Welche Schlüsselbegriffe definieren die Arbeit?
Zentrale Begriffe sind die Ganzheitskausalität, die Unterscheidung von innerem und äußerem Mechanismus, das "Human Genome Project" sowie die philosophische Idee des Organismus nach Kant und Driesch.
Warum wird Immanuel Kant in dieser Arbeit so intensiv zitiert?
Kant liefert mit seiner "Kritik der Urteilskraft" das grundlegende erkenntnistheoretische Rahmenwerk, um biologische Phänomene als "Zweckmäßigkeit" zu verstehen, wenn eine rein mechanistische Erklärung an ihre Grenzen stößt.
Inwiefern beeinflusst das AlphaFold-Programm das Verständnis des Organismus?
AlphaFold dient als Beispiel dafür, wie Algorithmen zwar gute Annäherungen bei der Rekonstruktion von Proteinstrukturen liefern, aber aufgrund der ungelösten Frage nach der Definition des Lebens niemals eine hundertprozentige Vorhersage der organismischen Realität leisten können.
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- Aaron Fellbaum (Autor), 2022, Der Organismusbegriff und das Konzept der "Ganzheitskausalität", Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1554871
