Gottfried Schatz
Gottfried Schatz | 06. Oktober 2011

Das Leben ein Traum

Warum wir nicht Sklaven unserer Gene sind

Umwelt und Lebensweise hinterlassen Spuren in unseren Genen. Bei der Befruchtung einer Eizelle werden die meisten dieser Spuren gelöscht, doch einige bleiben bestehen. Eigenschaften, die wir während unseres Lebens erwerben, können deshalb erblich sein.

Ist unser Leben Schicksal? Mythen und antike Tragödien haben diese Frage meist bejaht, und Jahrtausende später schien ihnen die moderne Biologie recht zu geben. Je mehr wir über die Rolle der Gene bei der Entwicklung von Lebewesen lernten, desto zwingender schien der Schluss, dass Gene unseren Körper, unsere Begabungen und unser Verhalten bereits vor der Geburt festlegen und bis zu unserem Tode bestimmen. Erben wir also unser Schicksal?

Künstler und Philosophen haben sich gegen diese Vorstellung immer wieder aufgelehnt – so auch der spanische Dichter Pedro Calderón de la Barca. Sein 1635 uraufgeführtes Versdrama La vida es sueño (Das Leben ein Traum) handelt vom polnischen Königssohn Sigismund, der seine von den Sternen vorausbestimmte Gewalttätigkeit aus eigener Kraft überwindet und sich zum weisen Herrscher wandelt.

Vor einigen Jahrzehnten begannen auch einige Biologen daran zu zweifeln, dass wir Sklaven unserer Gene sind. Warum sind eineiige Zwillinge, die derselben befruchteten Eizelle entstammen und somit die gleichen Gene besitzen, nicht völlig identisch? Warum leidet manchmal nur einer von ihnen an einer Krankheit? Und warum werden sie mit dem Alter immer verschiedener? Zunächst begnügte man sich mit der Erklärung, dass die Umwelt zwar nicht die Gene, wohl aber deren Auswirkungen verändern kann.

Diese Erklärung ist jedoch nur ein Teil der Wahrheit – und diese ist überraschend und erhebend zugleich: Unsere Gene sind keine unabänderlichen Gesetze, sondern können sich als Antwort auf die Umwelt oder unseren Lebenswandel verändern. Natürlich wussten wir schon lange, dass Umweltgifte, Radioaktivität, Viren oder Fehler bei der Zellteilung die Reihenfolge der vier chemischen Buchstaben in unseren Genen verändern und damit erbliche „Mutationen“ auslösen können. Solche Mutationen sind jedoch sehr selten und treffen ein Gen rein zufällig. Nun aber wissen wir, dass im Verlauf unseres Lebens manche Gene auch durch die chemische Markierung einzelner Buchstaben gehemmt oder abgeschaltet werden können, und dass solche Markierungen sogar erblich sein können.

Das Markierungszeichen ist eine „Methylgruppe“: ein kleines Gebilde aus drei Wasserstoffatomen und einem Kohlenstoffatom, dem Chemiker die Formel -CH3 geben. Wenn sich eine Methylgruppe an einen Genbuchstaben anheftet, lockt sie Proteine an, die den „methylierten“ Genabschnitt umhüllen und damit hemmen oder ganz stilllegen. Im Gegensatz zu klassischen Mutationen verändert eine solche „epigenetische“ Markierung also nicht die Folge, sondern nur den Charakter einzelner Gen-Buchstaben. Verwendet man für die vier verschiedenen Gen-Buchstaben die Alphabet-Buchstaben a, b c und h, dann würde in einer klassischen Mutation das Wort „bach“ vielleicht zu „bbch“, „bcch“ oder „bhch“; in einer epigenetischen Veränderung hingegen zu „bäch“. Teilt sich eine Zelle, kopiert sie die methylierten Buchstaben getreulich und gibt sie an die Gene der Tochterzellen weiter. Wir wissen noch nicht, wie diese Methylierungen ausgelöst und gesteuert werden, können sie jedoch durch eine geeignete Ernährung fördern oder durch ein bestimmtes Antibiotikum teilweise wieder rückgängig machen.

Die Gene einer befruchteten Eizelle sind weitgehend unmethyliert und daher jederzeit bereit, auf Befehl ihre volle Wirkung zu entfalten. Entwickeln sich dann aus dem befruchteten Ei verschiedene Zelltypen, methylieren diese ihre Gene nach einem genauen internen Programm, um zu verhindern, dass Gene zur falschen Zeit oder am falschen Ort aktiv werden und die Entwicklung stören. Diese Methylierungen kommen selbst in einem erwachsenen Menschen nicht zur Ruhe, wobei sie dann aber nicht nur durch zellinterne Programme, sondern auch durch die Lebensgewohnheiten und die Umwelt bestimmt werden. Epigenetische Methylierung von DNS kann also sowohl durch innere als auch durch äussere Faktoren verursacht werden. Und diese äusseren Faktoren sind bunt gemischt: Essgewohnheiten, Drogen, Wechselwirkung mit anderen Menschen – sie alle können ihre Methyl-Spuren in unseren Genen hinterlassen.

In einer normalen Körperzelle verlöschen alle Methyl-Spuren mit dem Tod des Individuums. Auch in einer Ei- oder Samenzelle verschwinden die meisten von ihnen bei Reifung und Befruchtung; manche bleiben jedoch bestehen, sodass das befruchtete Ei einige Erinnerungen an das bewahrt, was vorher war. So kann es Eigenschaften, welche die Eltern im Verlauf ihres Lebens erwarben, an das neue Lebewesen und dessen Nachkommen weitergeben. Der französische Biologe Jean Baptiste Lamarck hatte bereits vor zweihundert Jahren vorgeschlagen, dass erworbene Eigenschaften erblich sein können, doch Charles Darwins Theorie der Evolution durch natürliche Zuchtwahl drängte Lamarcks Idee bis vor kurzem in den Hintergrund. Die grosse Pragmatikerin Natur kümmert sich jedoch nicht um Theorien und benützt beide Wege, um Lebewesen an ihre Umwelt anzupassen.

Wird eine Pflanze ultraviolettem Licht ausgesetzt, aktiviert sie Reparaturmechanismen, um Strahlenschäden an den Genen wieder auszubügeln. Diese Mechanismen arbeiten dann auch in Abwesenheit von Ultraviolettlicht weiter und bleiben sogar über mehrere Generationen hinweg in den Nachkommen aktiv - selbst wenn diese nie von ultraviolettem Licht bedroht waren. Die Pflanze vermittelt so ihre Erfahrung „epigenetisch“ an die Nachkommen und wappnet sie für kommende Gefahren. Selbst komplexe Verhaltensmuster lassen sich auf diese Weise vererben: Rattenweibchen unterscheiden sich in der Zärtlichkeit, mit der sie ihre frisch geworfenen Jungen säugen. Zärtlich gesäugte Junge sind dann für den Rest ihres Lebens besonders unempfindlich gegenüber Stress, wobei es gleichgültig ist, ob sie von ihrer biologischen Mutter oder von einer Amme gesäugt wurden.

Diese vermittelte Stressresistenz geht mit einer verminderten Methylierung von Genen einher, welche die Wirkung von Stresshormonen im Gehirn steuern. Löscht man Gen-Methylierungen in den Ratten durch Verabreichung eines bestimmten Antibiotikums, verschwinden die Unterschiede zwischen zärtlich und weniger zärtlich gesäugten Ratten. Erhöhte Stressresistenz und Risikobereitschaft scheinen auch bei uns Menschen mit einer erhöhten Methylierung gewisser Gene einherzugehen. Wahrscheinlich spielt auch hier die Beziehung zwischen Mutter und Kind eine wichtige Rolle.

Man sagt, jeder alte Mensch habe das Gesicht, das er verdient. Ähnliches gilt wohl auch für meine Gene. Sie erzählen nicht nur von den Jahrmilliarden des Lebens vor mir, sondern auch von den siebeneinhalb Jahrzehnten meines eigenen Lebens: von der Fürsorge meiner Eltern, der Wärme meiner eigenen Familie, den wissenschaftlichen Kämpfen, den Krankheiten und Enttäuschungen und vielleicht sogar von meinem Bemühen, die Kunst des Violinspiels zu meistern. Auch ich bin dafür verantwortlich, was aus meinen Genen wurde. Es beruhigt mich zu wissen, dass die Natur die meisten meiner Lebensspuren aus ihnen löschte, bevor ich sie meinen Kindern vererbte. So gewährte sie diesen die Freiheit des Neuanfangs.

Ein befruchtetes Ei gleicht einem eingestimmten Orchester, das lautlos auf den Einsatz des Dirigenten wartet. Alles ist noch Versprechen und die Partitur ein Traum, der seiner Erfüllung harrt. Diese Erfüllung bestimmt nicht nur der Dirigent, sondern auch das Umfeld, das die Spielweise der Musiker und den Musikgeschmack der Zeit geprägt hat. Wie viel mehr braucht es, um aus einem befruchteten Ei einen Menschen zu schaffen! Es braucht den Körper der Mutter, die elterliche Fürsorge nach der Geburt und den Einfluss unzähliger anderer Menschen. „Ein Kind wird vom ganzen Dorf erzogen“ weiß ein altes Sprichwort. Erst die Wechselwirkung mit anderen Menschen schenkt dem Kind Sprache, Gemeinschaftssinn und sittliche Verantwortung. Ein befruchtetes menschliches Ei ist ein Traum, der sich nur mit Hilfe vieler anderer erfüllt. Wer unsere Gene als „Bauplan eines Menschen“ oder ein tiefgefrorenes befruchtetes menschliches Ei als „Menschen“ sieht, verleugnet den Genius unserer Spezies und beleidigt mein Menschenbild. Wenn wir ins Leben treten, sind wir nicht Sklaven, sondern Traum unserer Gene. Hat Calderons künstlerische Intuition dies geahnt, als er sein Versdrama schuf?

 

Anmerkungen der Redaktion:

Über den Autor:

Em. Univ.-Prof. Dr. Gottfried Schatz, geboren 1936, ist einer der bedeutendsten Biochemiker unserer Zeit. Er studierte Chemie und Biochemie an der Universität Graz und forschte an der Universität Wien, am Public Health Reseach Institute New York, an der Cornell University (Ithaca, NY) und am Biozentrum der Universität Basel zum zentralen Thema Mitochondrien. Er war Mitentdecker der mitochondrialen DNA und klärte den Mechanismus des Proteintransports in Mitochondrien auf.  Schatz ist Träger vieler hochrangiger Preise und Ehrungen, Mitglied zahlreicher wissenschaftlicher Akademien und Vorsitzender bedeutender Organisationen und Gremien. Mit dem Ziel: „Wissenschaft verständlich machen“ betätigt sich Schatz auch als Essayist und Buchautor.

Details: www.science-blog.at/Autoren

Leser-Kommentare
super rich | 30. November 2015 18:24
Deswegen bin ich mir (erstaunlich;) sicher - Gott ist eine Vorstellung unseres Gehirns. Die Buddhisten sind weit gekommen - mehr geht vermutlich (noch) nicht. Der evolutionäre Prozess wird es weisen.
Rae | 17. März 2015 11:56
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Erwin Tripes | 14. November 2011 16:12
Für jene Blogger,die den Eindruck vermitteln, mehr als rein materialistisch geprägte „wissenschaftliche“ Paradigmen,die ja bekanntlich immer wieder einem Wechsel unterliegen, zuzulassen und geistig offener sind, eine Buchempfehlung, die ebenso wie der Beitrag in diesem Blog die Epigenetik relativ populärwissenschaftlich darstellt:
Bruce Lipton, Intelligente Zellen; Der Geist ist stärker als die Gene;ISBN 978-3-86728-068-6
Interessant, allerdings nicht für Wissenschafter, die den Geist im Gehirn suchen, auch seine Gedanken im dortigen Epilog.
Hoffentlich geht jetzt VCP nicht allzu streng mit mir um, wenn ich meine, daß Gott keine Vorstellung des Gehirns,sonderen ein Konstrukt des Geistes ist.
In disem Sinne kommt man früher oder später zum Buddhismus und erfährt insbesonders im Vajrayana mehr zu solchen Themen.
1 | 12. Oktober 2011 13:16
Ein sehr grundlegender und erhellender Beitrag: Wir sind Produkte unserer Gene wie auch unserer Umwelt, und die neuen Ergebnisse der Epigenetik zeigen gleichsam eine Schnittmenge zwischen diesen beiden prägenden Faktoren. Nichts davon, was Schatz an Forschungsergebnissen zusammenfasst, ist ein Indiz, dass die sozialistischen Gleichmacher doch noch recht hätten (Oberforscher Faymann: "Alle Menschen kommen gleich intelligent zur Welt"). Wir kommen ungleich zur Welt, geprägt durch Gene und Epigenetik. Und wir werden noch ungleicher durch Erziehung, Liebe, Umwelt usw. Und diese Ungleichheit wird wieder via Epigenetik weiter vererbt.
Der einzige wirkliche belehrende Schluss daraus: Schau dir Deine Eltern gut an, bevor Du zur Welt kommst. Oder wenn man es moralisierend will: Lebe gesund, anständig und fleißig - zumindest bis Du Deine Kinder gezeugt hast.
durga | 12. Oktober 2011 13:58
@1

der noch zu erweiternde Schluß: Schau Dir die Eltern Deines Wunschpartners genau an, bevor Du Dich zu einer langfristigen Bindung entschließt; Du kannst damit spätere Enttäuschungen vermeiden!
ViennaCodePoet | 12. Oktober 2011 14:42
@und die neuen Ergebnisse
Außerhalb Österreichs wird das halt seit 1960 gewusst. http://en.wikipedia.org/wiki/Jacques_Monod

Klar - wir verstehen die Details immer besser

@Und diese Ungleichheit wird wieder via Epigenetik weiter vererbt
Ja, Natürlich - einmal Dolm/Nazi/Sozi immer Dolm/Nazi/Sozi -

lesen sei einfach ein paar gute Biologiebücher, bevor sie sich komplett blamieren

Ein Einstieg: http://en.wikipedia.org/wiki/The_Botany_of_Desire
inge schuster | 12. Oktober 2011 17:58
Lieber VPC,

im mission-statement unseres blogs haben Sie sicherlich auch den Zweck des blogs gelesen:

"Dieser Science-Blog soll Laien über wichtige naturwissenschaftliche Grundlagen und Standpunkte informieren, deren Grenzen in kritischer Weise abstecken und Vorurteilen fundiert entgegentreten."

Da wir alle in vielen der in diesem blog behandelten Themata - von "Mathematik, Physik und Chemie über die Biowissenschaften bis hin zur molekularen Medizin und zur angewandten Forschung" - Laien sind, sehe ich absolut kein Problem darin, daß postings eben diesem Umstand entsprechen. Von einem Blamieren kann hier keine Rede sein, im Gegenteil: es ist ja der ureigenste Sinn des blogs auch bei fachfremden Personen das Interesse an wissenschaftlichen Grundlagen zu erwecken und zur Diskussion einzuladen.

Zu Ihrer Bemerkung "ausserhalb Österreichs wird das halt seit 1960 gewußt":

Epigenetik ist tatsächlich ein neues Feld, ihre Mechanismen via DNA-Methylierung, Histon-Acetylierung non-coding RNA erst teilweise entdeckt und verstanden. Diesbezügliche Arbeiten füllen die highest-ranking journals, seit 10 Jahren gibt es ein eigenes Journal "Epigenetics", etwa zu dieser Zeit ist ein Human Epigenome Project initiiert worden, erst vor zwei Wochen berichtete die Nature: "The health-research division of the European Commission launches its largest-ever project ("Blueprint") next week with a €30-million (US$41-million) investment in understanding the human epigenome, the constellation of DNA modifications that shape how genes are expressed."(Nature 477, 518 (2011), Published online 28 September 2011).

(nb zu Ihrer Information: ich habe Monod bei mehreren Vorträgen erleben können.)
ViennaCodePoet | 12. Oktober 2011 19:18
Sehr geehrte Frau Schuster

Gelegentlich greife ich in diesem Land zu Sarkasmus. Die Blamage ist der voreilige Schluss "Und diese Ungleichheit wird wieder via Epigenetik weiter vererbt" der dann auch noch in Politik übersetzt werden möchte.

Das ging schon einmal ordentlich schief.

Die Implikationen werden bereits seit 1960 durchdacht und kontrovers debattiert.

99% dessen was heute unter "Epigenetik" läuft und finanziert wird nannte sich früher "Entwicklungsbiologie".

Das hat forschungspraktische Gründe und mit Zielgruppen Kommunikation zu tun.

Für einen Forschungsantrag in einem
eher religiösen Milieu verwende ich "epigenetics",
in einem neutralen Umfeld "developement biology" oder "cellular differentiation"
und gebenüber C.Venter artigen Investoren "gene expression"

Gene werden natürlich in einem chemischen Milieu expremiert. Prinzipiell nichts neues unter der Sonne. Ich bevorzuge den KISS Ansatz - Minimal Genome Project.

Die EU läuft aus weltanschaulichen Gründen wieder einmal absehbar in die Irre. Zumal sie keine Hardware/Software Synergien schöpfen wird können.
ViennaCodePoet | 11. Oktober 2011 11:10
Eine Trivialität - in umständlicher mystifizierender Sprache verpackt.

Die knappe - harte Zusammenfassung

Die Zellmaschine "erbt" natürlich auch das chemische Milieu von Mutter (über das Ei) und Vater (über den Samen der im Ei natürlich auch das chemische Milieu beeinflusst). Das hat mit Larmackismus nichts zu tun.

Die Theoretiker interessiert weniger die "geerbte" Chemie sondern der Informationsgehalt. Eine komplexe Zelle muss nicht notwendigerweise einen hohen Informationsgehalt haben - ein kontraintuitves Argument; ein Link für besonders Interessierte: http://en.wikipedia.org/wiki/Hutter_Prize

Genau das ist der epigenetische Effekt - und der ist zum "Glück" schwach. Das "Glück" hängt mit dem Hutter Preis zusammen.

Wäre er stark gäbe es uns nicht. Leben ist vor allem zäh - die Eigenschaften für Zähigkeit sind genetisch fixiert - deswegen kann Leben widrige Umstände erstaunlich leicht weg stecken und sofort wieder auf blühen wie die Umstände günstiger werden.

Wäre der epigenetische Effekt stark könnte ich mir z.B. die australische Geschichte überhaupt nicht erklären: http://en.wikipedia.org/wiki/The_Fatal_Shore

Wir sind auch Sklaven unserer Gene - das erschließt sich immer wieder wenn wir direkt oder indirekt mit Stoffwechselerkrankungen konfrontiert sind. Besonders tragisch sind Stoffwechselerkrankungen des Gehirns - gemeinhin Geisteskrankheit genannt.

Es ist denk möglich, dass der epigenetische Effekt schnell stärker wird - wenn wir nämlich per wirtschaftlicher Freiheit unbedacht weiter de novo Substanzen wie die Irren freisetzen.
Zraxl | 12. Oktober 2011 18:34
@ViennaCodePoet

Welchen Informationsgehalt meinen Sie jetzt. Ich lebe noch immer in der Vorstellung, dass der Bruttoinformationsgehalt des menschlichen Genoms bei ca. 10 hoch 1 Milliarde Bits liegt. Das Heraussuchen, welche Codeworte davon gültig sind, ist vermutlich doch aufwändig. Meines Erachtens gibt es jedenfalls viel zu wenige Menschen mit fünf Händen, obwohl das ungeheuer praktisch wäre.

Der Hutter Prize beschreibt m.E. ein viel kleineres Problem, da hier die Struktur des Codegenerators festliegt.

Bevor man darüber spekuliert ob wir Sklaven unserer Gene sind, müsste man m.E. einmal klären, ob es überhaupt so etwas wie einen freien Willen gibt.
ViennaCodePoet | 12. Oktober 2011 19:43
Also - das mit den Sklaventum bei Stoffwechselkrankheiten - falls sie das Pech haben, sie sind in der Regel Sklave. Es gibt natürlich Pfade die immer besser verstanden werden um der Sklaverei zu entgehen: Psychoneuroimmunology

Die Buddhisten haben hier einen gewissen kulturellen Vorteil - die Orangen Mönche machen eine Show - und "wir" halten Stigmata für "Wunder".

Hutter: in dem Feld haben auch die Bio- und Theoretischen Informatiker ein Wort.
Vergessen wir einmal den Samen und nehmen nur das Ei, ferner stellen wir uns den Zellkern ohne DNA vor.

Wie viel Information steckt in dem Ei - und wird so epigenetisch vererbt???
Und wie viel davon darf variable sein??? Letztlich geht es um ein Maß für die epigenetische Variabilität - damit ließe sich dann die relative Bedeutung gut messen.

In "Kernbereichen" darf es keine Variabilität geben sonst wäre die Zelle tot. Deswegen halte ich das Minimal Genom Project für so vernünftig.

Mittlerweile wird ja Protein/Enzym-Prediction wettkampfmäßig betrieben und es gibt Computerspiele die man downloaden kann.

Die Abiogenese ist in Reichweite - überhaupt seit die Gamer dieser Welt darauf abfahren. In NZ ist da jetzt irgendetwas total irres geplant.

Und die EU zeppelt mit Epigenetik herum - ich nenne keine Namen ...
ViennaCodePoet | 12. Oktober 2011 19:47
@so etwas wie einen freien Willen gibt.
my best guess: the universe is an engine, digital physics is right, we are mere machines - and it does not make a difference.

Ich konnte vermutlich nicht anders als so antworten - life is a deadly funny joke
Zraxl | 13. Oktober 2011 09:13
@ViennaCodePoet

Wenn ich das Prinzip der Epigenetik aus dem Aufsatz von Prof. Schatz richtig verstanden habe, dann werden einzelne Teile aus der DNS maskiert, die DNS selbst bleibt aber unverändert. Daraus folgt auch die maximal erreichbare epigenetische Variabilität. Die Information des Eis ist jedenfalls auch in der DNS codiert (doch wer weiß wo?).

Wenn man nach einer minimalen Codierung sucht, muss man zuerst das Kriterium festlegen. Selbstverständlich kann man einen fehlersichernden Code reduzieren, ohne Information zu verlieren.

Spannend am Konzept der Epigenetik scheint mir, dass es irgendwo im Körper eine Stelle geben muss, die aus einer mutmaßlich willentlichen Verhaltensänderung herausfindet, wo die entsprechenden Methylgruppen zu setzen sind.

ad "digital physics": Wie funktioniert eine digitale Bifurkation?
ViennaCodePoet | 13. Oktober 2011 10:24
Da geht es einfach um beinharte weltanschauliche Positionen

Dass die Gen Expression vom Zustand der Zelle abhängt ist ein alter Hut. Die DNA hängt ja nicht im luftleeren Raum. Natürlich beeinflussen Genprodukte dann wieder die Genexpression... Code - Meta Code - Meta Meta Code - ad infinitum.

Das hieß früher einfach alles Entwicklungsbiologie und Zellbiologie und bekommt heute auch den Epigenetik Stempel.

Die Epigenetik im engeren Sinn ist jener "funktioneller Teil" von Ei und Samen der wieder in einem Ei und Samen landet - genau dann liegt epigenetische Vererbung über Generationen vor. Wie bedeutend der "funktionelle Teil" ist wird versucht zu verstehen.

Intuitiv sind wir also eher weiblich angelegt - was auch noch zu Debatten führen wird.
ViennaCodePoet | 14. Oktober 2011 14:21
die Intuition ist natürlich ein Luder

die epigenetische Nettoinformation über den Samen kann durchaus größer sein - das würde auch besser zur unterschiedlichen Entwicklung von Ei & Samen passen.

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=secrets-of-the-phallus
durga | 15. Oktober 2011 16:55
@VCP 14.10.2011

Diesen Literaturhinweis finde ich amüsant, sehe ihn aber nicht im Zusammenhang mit Epigenetik.

Für den Einfluß von Zusammensetzung und Modifikationen des "väterlichen" Chromatins auf die epigenetische Programmierung der Zygote gibt es bereits durchaus seriöse Literatur, z.B. einen recht guten Review von D.Miller et al., (Reproduction (2010) 139 287–301): "Paternal DNA packaging in spermatozoa: more than the sum of its parts? DNA, histones, protamines and epigenetics".
ViennaCodePoet | 15. Oktober 2011 21:54
@sehe ihn aber nicht im Zusammenhang mit Epigenetik
so war es auch nicht gemeint - gemeint war die unterschiedlichen Entwicklung von Ei & Samen.
Das hat "handfeste" Gründe:-), und ist auch noch amüsant :-)

Schönes Beispiel dafür wie Wissenschaft das offensichtlich hinterfragt. Und der Größenunterschied zwischen Ei und Samen ist offensichtlich.
durga | 18. Oktober 2011 17:52
@ VPC 15.10. 21:54

Es ist nicht nur der Größenunterschied zwischen Ei-und-Samenzelle, es ist auch die ungleich dichtere (ungleichmäßige) Packung des Chromatins und das (nur in geringen Mengen vorhandene) Cytoplasma der Samenzellen, die einen epigenetischen Effekt dieser Zellen auf die Zygote denkbar machen.
Paige | 10. Oktober 2011 08:24
Danke für den Beitrag!

Mir kam die Geschichte vom reinen Zufall auch immer sehr unglaubwürdig vor, so meinte ich schon vor langer Zeit, es müsse der "Merkwürdige Zufall" als naturwissenschaftliche Komponente eingeführt werden.

Allerdings glaube ich nicht, dass die Vererbung erworbener Eigenschaften wesentliche Bereiche - wie etwa ein ganzes Schulwissen (was natürlich toll wäre) oder den Charakter und Begabung einer Person - betreffen kann. Es sind wohl eher kleinere Adaptierungen im physischen Bereich. Die Umwelt hat jedoch auf die Entwicklung einer Person selbstverständlich Einfluss. Es hängt von unserer Veranlagung ab, WIE wir auf die Umwelt reagieren, aber wir reagieren - wir bleiben eben kein unbeschriebenes Blatt. Kaum wird man an sich selbst etwas ändern können, aber wohl kann man den Umgang mit gewissen Eigenschaften erlernen, z.B. mit der Aggressivität. Die negativen Auswüchse kann man hintan halten (die positiven wollen wir allerdings behalten).

Früher faszinierten mich die Passionsblumen, Orchideen (bilden nicht nur die Form von Insekten nach, sondern haben sogar deren (tierische) Pheromone geknackt) und Schnabelzeichnungen der Vögel - die Eltern achten auf das innere Muster der Küken-Schnäbel, Kuckucksjunge haben die gleiche Zeichnung wie die Jungen der betrogenen Eltern (die sich ausschließlich an diesem Muster orientieren). Neuderdings muss es gar nicht mehr so spektakulär sein, weil es im Prinzip schon klar ist. Auch auf unserer Terrasse lässt sich die Epigenetik beobachten. Sie besteht aus Natursteinplatten. Die Fugen haben sich da und dort gelockert, so sprießt auch stellenweise Unkraut hervor, das ich in regelmäßigen Abständen mit dem Trimmer beseitige. Siehe da! Jetzt habe ich Mutanten. Das Gras und auch der Löwenzahn hat es gelernt, seine Blätter möglichst flach am Boden auszulegen. Die Pflänzlein sind komplett plattgedrückt, sodass ich sie viel schlechter schneiden kann. Wenn da keine Absicht dahinter steckt, dann weiß ich es nicht. Das ist eben auch so ein "Merkwürdiger Zufall"... :-)
phaidros | 10. Oktober 2011 09:14
Würde ich für klassischen Selektionsdruck halten, den Sie da höchstpersönlich mit dem Trimmer ausübten: die »Flachblättler« haben einfach bessere Chancen, Ihren Trimmer zu überleben! »Absicht« braucht da keine dahinter zu stecken, obwohl es im Nachhinein so aussehen mag.

Die gleiche Strategie wenden übrigens die Elefanten zu ihrer Selbstrettung an: da sie wegen ihres Elfenbeins immer noch geschossen werden, werden die Stoßzahnlosen heraus selektiert. In den letzten Jahr(zehnt?)en wurde eine deutliche Zunahme stoßzahnloser Elefanten beobachtet. (Soviel ich weiß, bezieht sich das auf Afrika)

Und das Beispiel der in der Umgebung von Industrieanlagen dunklen Birkenspanner (eine an sich helle, weil perfekt an die Birkenrinde angepasste, Schmetterlingsart) ist Legende - hier ein paar Bilder: http://tinyurl.com/68o6bgg

BG phaidros.vie@gmail.com
Paige | 10. Oktober 2011 10:09
Ich weiß, Phaidros, das ist die gängige Schul-Meinung.

Was ich weiter dazu beobachtet habe, ist, dass nicht nur verschiedene Pflanzenarten (Gras, Löwenzahn, Donnerblümchen usw.) diesen Falchwuchs zeigen - sie drücken sich regelrecht auf die Platten, als klammerten sie sich dort fest - sondern dass auch ihre Blüten/Samen nur noch sehr niedrig emporsprießen. Der Löwenzahn ist praktisch "halslos". Dass diese Anpassung derart schnell geschieht, erscheint mir jedenfalls als merkwürdig. Ich halte es durchaus für möglich, dass auch eine Art "Denken" in den Pflanzen ist, so sind ja auch die einzelnen Zellen neben ihrer Aufgabe im Verbund - ähnlich wie bei staatenbildenden Insekten - als Teile eines Ganzen gleichzeitig selbst ein Ganzes und damit Individuen. Das Geheimnis der Information ist sicher faszinierend und noch lange nicht geklärt. Das winzige Samenkorn "weiß", dass es ein Apfelbaum wird. Die Information, die ich meine, spielt sich auf der feinstofflichen (chemischen) Ebene ab. Auch bei Pflanzen gibt es daher eine Kommunikation mit der Umwelt.

Darwins Evolutionstheorie - Anpassung durch Selektion und zufällige Mutation - halte ich natürlich nicht für falsch, sondern für nicht ganz ausreichend, um alle diesbzgl. Phänomene zu erklären.
Reinhard | 10. Oktober 2011 10:37
Werte Paige, bitte nicht die Anpassung des einzelnen Individuums an Umweltbedingungen mit der genetischer Codierung von Eigenschaften verwechseln.
Phantastischerweise haben alle Lebewesen die Fähigkeit, sich an geänderte Umweltbedingungen anzupassen. Da Ihr Trimmer nur das Grün, aber nicht die Wurzel erfasst, bleibt die Pflanze, die "gelernt" hat, sich unter den Faden zu ducken, immer die gleiche. Wenn sie ihren Samen verteilt und dieser z.B. auf den vor Nährstoffen strotzenden Komposthaufen fällt, werden Sie aber eine Pflanze mit riesiegem, saftigem Wuchs erleben.
Die Erbinformation beinhaltet entgegen der weit verbreiteten Meinung vom alles entscheidenden Gen nämlich keine feste Entscheidung, sondern einen Entscheidungsspielraum, der es Lebewesen ermöglicht, in seinem Rahmen flexibel auf Umwelteinflüsse zu reagieren. Erst das generationenlange ständige Wiederholen der gleichen Entscheidung führt zu deren endgültiger Fixierung bzw. einer Einschränkung des Spielraums im Genom.
Erst wenn der Spielraum überschritten wird, verschwindet das Lebewesen aus dem entsprechenden Biotop. Andere Pflanzen als die von Ihnen genannten, deren Spielraum Zwergenwuchs und mehrmaliges Abtrennen des Grün zulässt, werden die harte Behandlung auf Ihrer Terrasse nicht überstehen.
Paige | 10. Oktober 2011 11:15
Lieber Reinhard, na, das glaube ich eben nicht. Bei so einer "zielgerichteten" Sache gehts eben schnell.

Ich kann Ihnen nicht widersprechen, da ich meine Terrassen-Mutanten nicht restlos erforscht habe - das könnte ich ja auch gar nicht. Ich gebe aber zu bedenken, dass ich auch in der Wiese davor - also zur Mauer hin - ein vermehrtes Auftreten von Flachblättrigen beobachten kann und würde schon meinen, dass diese einen Teil der Nachkommenschaft bilden, denn in diesem Bereich trimmere ich nicht mehr, sondern brause mit meinem Scooter herum... :-)

Natürlich ist Ihre Erklärung sehr plausibel. Es gefällt mir aber doch besser, auch andere Möglichkeiten, die ja denkbar sind, nicht einfach auszuschließen.
phaidros | 10. Oktober 2011 11:27
Liebe Paige, lieber Reinhard,

R. hat in einem natürlich recht: es handelt sich immer um dieselbe Pflanze (der »nur« die Blätter abgeschlagen werden). Da nehme ich natürlich sofort alles zurück!

Aber es ist kein mehrere Generationen lang andauernder Einfluss, den Schatz hier beschreibt, wenn ich ihn richtig verstehe: die Einflüsse eines Lebenszeitalters finden ihren Niederschlag in Markierungen mittels Methylgruppen! Und werden eben größtenteils wieder gelöscht, aber eben nicht alle.

Die Annahme einer Veränderung über mehrere Generationen wäre ja eben Lamarckismus pur. (Und ist durch an Ohren und Schwänzen kupierte Hunderassen widerlegt, die viele Generationen lang trotzdem mit entzückenden Ohren und Schwänzen auf die Welt kommen, die sie so gar nicht martialisch aussehen lassen, wie ihre cerebral kupierten Herrchen das gerne hätten)

Was die Weitergabe von Intelligenz betrifft tippe ich auf einen simplen Trainingseffekt: in »intelligenten« Haushalten (wobei auszustreiten wäre, was das ist), herrscht tendenziell einfach ein Umfeld, in dem die entsprechenden kognitiven Fähigkeiten stärker gefordert, gefördert und damit auch entwickelt werden. Das beginnt schon damit, ob man als abendliche Familienbeschäftigung fernglotzt, würfelpokert oder Stadt/Land spielt.
Paige | 11. Oktober 2011 08:51
Phaidros, das kann man nicht sagen, dass es sich immer um ein und dieselbe Pflanze handelt. Unsere Terrasse ist sehr groß und nicht nur aufgrund der Natursteine sehr natürlich. Den Trimmer halte ich schräg, sodass ich die Wurzeln damit völlig zertrümmere. Ich weiß, das bringt sie natürlich nicht um. Pflanzen vermehren sich auch aus Wurzelstückchen. Ab und an kriege ich aber schon einen Anfall und reiße die Pflänzchen mitsamt den Wurzeln aus, sogar Unkrautvernichtungsmitteln brachte ich schon zum Einsatz. Die Terrassenvegetation steht also unter Dauerbeschuss. Die Terrasse ist nicht völlig verwuchert, sondern die Pflänzchen treten sehr vereinzelt in kleinen Grüppchen auf, weshalb ich ja auch manchmal darauf pfeife. Da kriegen sie Zeit, sich über die Samen zu vermehren. Ich meine nicht, dass es immer die selbe Pflanze ist, sondern eher die gleiche. :-)

Ich glaube und habe das auch so beobachtet - nicht nur auf meiner Terrasse :-) - die Veränderung geht dann schnell, wenn sie notwendig wird. Da muss es eine Art Information geben. Das spielt sich nicht blind und zufällig ab. Die Passionsblume bildet z.B. an ihren Blättern gelbe Knötchen aus, die Insekteneiern sehr ähnlich sehen. Besagte Insekten betrachten dieses Pflanze als bereits besetzt und verschonen sie. Das soll man mit zufälliger Mutation und dann Selektion erklären? Man kann das natürlich, aber mir fehlt da was.

Zur Intelligenz, lieber Phaidros, natürlich lässt sie sich fördern, aber ob sich das dann auch noch vererbt, was erworben wurde, ist schon fraglich. Aber auch Erziehung "vererbt" sich. So gibt es bei angesehenen Familien ja immer wieder Ableger, die es nicht so weit bringen. Dennoch haben ihre Kinder immer noch die gute Erziehung aus vergangenen Tagen, ev. aber auch die guten Gene. Lorenz sprach immer vom "Kulturerbe". Die Menschheit heute ist genetisch nicht intelligenter als vor ein paar tausend Jahren, aber insgesamt sind wir es aufgrund des Wissens, das weitergegeben wurde. Müssten wir alle immer das Rad neu erfinden, wären wir als Art sicher nicht so erfolgreich. So nützen wir die Vorarbeit der Vorfahren und entwickeln alles weiter. Dieses Kulturerbe ist in gewissen Familien, deren Niveau höher ist, intensiver. Sie stellen sozusagen diesbzgl. einen Extremwert dar.

Intelligenz und Wissen ist wohl nicht gleichzusetzen, aber für einen Intelligenten ist es wohl zum Vorteil, wenn er mehr weiß. Es stellt sich nur die Frage, wie kann man das Wissen so vermitteln, dass möglichst viel davon hängen bleibt? Da meine ich halt, wenn die Latte zu hoch liegt, wird weniger behalten, als wenn das Pensum bewältigbar ist. So wird ja wenigstens das erlernt und der Erfolg gibt Mut, sich auch an Größeres heranzuwagen.
ViennaCodePoet | 11. Oktober 2011 11:45
@"Merkwürdiger Zufall"
Das ist genau die Eigenschaft von Weidepflanzen - nämlich Beweidung zu überstehen. Die genomische Intelligenz der Pflanzen ist ein eigenes Thema.

Die Evolution der Gräser ist ein Kapitel für sich. Dazu gibt es einen berühmten Kalauer, mit theoretischem Hintergrund.

Was ist eine Savanne? Ein Regenwald ohne Holz. Die chemische Energie die im Regenwald im Holz gebunden ist hüpft in der Savanne als Gazelle herum.
Undine | 03. Dezember 2011 22:27
@Paige
@Reinhard
@phaidros

Welch feine, spannende Diskussion, durch Zufall leider erst heute entdeckt! *********!
Reinhard | 09. Oktober 2011 10:27
Dieses Phänomen der Veränderung der Erbinformation durch Umwelteinflüsse ist die Geheimwaffe der Gleichmachereifetischisten. Ihre logisch klingende Schlussfolgerung: Wenn man nur genug Generationen immer und immer wieder den gleichen gesellschaftlichen Umweltbedingungen aussetzt, dann wird die Gleichheit praktisch in den Genen verankert.
Grauenhafte Vision. Bisher konnten wir die menschliche Vielfalt und die daraus resultierenden progressiven Reibungskräfte nur durch gesellschaftliche und kulturelle Unterschiede in allen Gesellschaftsordnungen der Menschheitsgeschichte bewahren. Gleichmachende Gesellschaftsformen sind immer wieder gescheitert, denn das Ende der progressiven Reibungskräfte ist auch das Ende des Fortschritts. Stagnation, Degeneration, únd wenn man den Gedanken der genetischen Angleichung weiterspinnt auch Inzucht, sind der Tod jeder Entwicklung.
durga | 09. Oktober 2011 16:12
Man kann das ganze auch von der anderen Warte sehen.

Etablierten Ergebnissen zufolge spielen epigenetische Veränderungen ja auch eine fundamentale Rolle in Nervenzellen (Neuronen) und können dort offensichtlich nicht nur Gedächtnis und Lernprozesse maßgeblich beeinflussen, sondern auch über Generationen vererbt werden. (Wie dies mechanistisch zu verstehen ist, kann ich zur Zeit allerdings noch nicht nachvollziehen.)

Wenn nun kognitive Leistungsfähigkeit (= Intelligenz) vererbbar ist, so spricht dies nicht für sondern gegen Gleichmacherei. Bei ansonsten vergleichbaren Umweltsbedingungen wird es verständlich wie und warum Menschen höherer Intelligenz diese Eigenschaft selektiv an ihre Nachkommenschaft weitergeben!
Neppomuck | 09. Oktober 2011 20:12
In welchem Ausmaß die Erbinformation durch Umwelteinflüsse verändert wird, ist reine Spekulation.
Was allerdings die Linke nicht hindern wird, weiterhin am "Ameisenmenschen" zu arbeiten.
Reinhard | 09. Oktober 2011 20:43
Werte Durga, natürlich ist Intelligenz vererbbar, sonst wäre die ganze menschliche Evolution ad absurdum geführt.
Wie man einerseits die These von der Evolution hochhalten und andererseits die Vererbbarkeit von Intelligenz bestreiten kann ist nur eines jener seltsamen widersprüchlichen Phänomene linker Denkungsart. Das eine kann ohne das andere nicht existieren.
Selbst im Tierreich ist auch erwiesen, dass einzelne Individuen einer Art oder Rasse unterschiedlich entwickelt sind. Es gibt keine Gleichheit der Individuen bei Lebewesen unserer Entwicklungsstufe oberhalb der "Ameisen", die Neppomuck so treffend ins Spiel führt. (Dass die Linken, in jeder praktischen Umsetzung bisher in brutalen Diktaturen landend, den "Ameisenmenschen" als höchstes Evolutionsziel sehen, kann ich mir nur so erklären, dass die "revolutionären Eliten", im Diesseits eher das Leben von Drohnen bevorzugend, in ihrem kommunistischen Traumbau die Königinnen darzustellen glauben.)

Naturwissenschaftliche Erkenntnisse bewusst zu ignorieren, wenn sie nicht in das Schema der eigenen Ideologie passen, ist eigentlich eine Eigenart religiöser Glaubensgemeinschaften und Sekten. Deshalb ist für mich der Kommunismus in all seinen Ausformungen, samt Heiligenverehrung, undiskutierbaren Dogmen, messianischer Attitüde fanatischer Missionare eine Religion, ein Opium fürs Volk, wie einer seiner eigenen Propheten einst feststellte. Und im Opiumrausch sind Fakten unwichtig und Realitäten verschwimmen; im Heiligen Krieg, geführt im Drogenrausch der eigenen moralischen Überlegenheit, sind alle Mittel recht und Opferzahlen unwichtig...
durga | 10. Oktober 2011 00:14
@Neppomuck

Zahlreiche Untersuchungen zeigen, daß Umweltprodukte (Nahrung, Umweltgifte,...) epigenetische Veränderungen hervorrufen können, die über mehrere Generationen vererbt werden. Ein gutes Beispiel ist dabei das (bei uns nicht zugelassene) Pflanzenschutzmittel Vinclozolin.

@Reinhard

Das ist eben der wesentliche Unterschied zwischen Religionen - Kommunismus miteingeschlosssen - und Wissenschaft: Während Religionen an ihren Dogmen -auch gegen besseres Wissen - striktest festhalten, hinterfragen Wissenschafter ihre Hypothesen und sind bereit diese täglich umzustoßen, wenn sie besser passende Konzepte finden.
Schani | 07. Oktober 2011 02:30
Ein wunderbarer Beitrag - danke!
Aber gestatten Sie mir trotzdem eine kritische Frage: Ab wann ist man ein Mensch?
phaidros | 09. Oktober 2011 09:36
Gute Frage! (Aber inwiefern kritisch?) Ich glaube nicht, dass sich irgendeine positivistische / mechanistische Antwort finden lässt. So ungefähr alles, was wir bislang als Alleinstellungsmerkmal definiert haben, stellte sich im Laufe der Zeit als die gleiche Art von Eitelkeit heraus, mit der wir seinerzeit die Erde in den Mittelpunkt des Universums gerückt hatten.

Vielleicht müssen wir zu Kenntnis nehmen, dass wir in *keiner* Hinsicht etwas Besonderes sind (was Ihre Eingangsfrage natürlich auch nicht beantworten kann, sondern nur geringfügig relativiert).

BG phaidros.vie@gmail.com
Reinhard | 09. Oktober 2011 10:17
"Ab wann ist man ein Mensch?" lässt sich nur dann beantworten, wenn wir eine Definition gefunden haben, WAS überhaupt ein Mensch ist. Diese Definition lässt sich jedoch erst suchen, wenn der Zweck dieser Definition bekannt ist.
Geht es um die Unterscheidung zum Tier, das wir straflos töten dürfen?
Geht es um die Rechtfertigung dafür, sich als "Krone der Schöpfung" zu sehen?
Geht es um die Grenzziehung, wann Sterbehilfe notwendig ist?
Geht es um rassische Einteilung, um Unterteilung in wertes und unwertes Leben, wie sie auch von Wissenschaftlern und Ärzten in den verschiedensten Diktaturen der Menschheitsgeschichte vorgenommen wurden?
So viele Gründe es gibt, so viele Definitionen gibt es.
Das menschliche Leben beginnt mit der Befruchtung der Eizelle. Aber ist sie bereits vor der ersten Teilung ein Mensch?
Meiner Meinung nach ja, da die Zugehörigkeit zur menschlichen Rasse bereits genetisch festgelegt ist; somit beginnt Mord für mich bereits bei der Abtreibung. Aber dies ist nur meine Meinung, es gibt sicher tausende andere...
Zraxl | 10. Oktober 2011 10:25
@phaidros
Auf die konkrete Frage von "Schani" gibt es eine klare Antwort. Die Grenze zum Menschen liegt dort, wo die Beleidigungsgrenze von Professor Schatz liegt.

In anderem Kontext mag es aber natürlich völlig unterschiedliche Grenzfestlegungen geben. Bemerkenswert scheint mir immerhin eine Festlegung, die z.B. auch von der Katholischen Kirche verwendet wird: Man benutzt eine quasi rekursive Definition, dehnt diese weitest möglich aus (ab Befruchtung des Eis bis zum Tod), und verbietet Genmanipulation mit menschlichem Erbgut. Dieses Verfahren ist zwar unflexibel, aber einigermaßen konsistent.

Der Mittelpunkt des Universums ist übrigens der Schwerpunkt meines Schreibtischs. Die Herren Thirring und Lense seien meine Gewährsmänner.
ViennaCodePoet | 11. Oktober 2011 14:57
@WAS überhaupt ein Mensch ist.
Alles was den Turing-Test besteht. Stellen sie sich per Gedankenexperiment einfach vor "durga" sei faktisch ein Bot.

Und jetzt versuchen sie für sich Klarheit zu schaffen: Nein - durga ist ein Mensch - das ist noch kein Softwareagent.

Falls ich mich nicht innerhalb von fünf Minuten klar entscheiden könnte, wer ist der Mensch - wer ist die Maschine - dann hätte ICH ein Problem.

Wer MEIN Problem dann nicht versteht hat den Turing-Test und seine Implikationen nicht verstanden.

http://longbets.org/1/ - a must read für jeden neugierigen Menschen
durga | 12. Oktober 2011 00:14
@ViennaCodePoet

schön, daß sie mich noch nicht ganz für ein Bot halten obwohl ich zugeben muß, daß ich mich beim Turing Test als völlig unkooperativ erweisen würde.
ViennaCodePoet | 12. Oktober 2011 14:57
@als völlig unkooperativ erweisen würde
ein alter Einwand gegen die Validität - eine Maschine die den Test passiert hätte notwendig die gleichen Zweifel und strategischen Optionen.
Zraxl | 12. Oktober 2011 18:07
@ViennaCodePoet

Der Turing-Test ist vielleicht als Benchmark für AI Systeme ganz brauchbar. Diesen Test zur Definition des Menschseins heranziehen zu wollen, halte ich für skurril. Aber immerhin: Die Kosten für das Gesundheitssystem würden sich drastisch reduzieren.
ViennaCodePoet | 12. Oktober 2011 20:36
@Zraxl

reingefallen - anders herum - welche "Rechte" gestehen sie einer Maschine zu die den Test "passiert".

Sie sollten eine Krise bekommen wenn sie sich nicht innerhalb von ein paar Minuten entscheiden können. Und wenn sie sich nach zwei Stunden noch immer nicht entscheiden können??? Dann ist es unentschieden - oder?
Zraxl | 13. Oktober 2011 09:28
@ViennaCodePoet

Der Turing-Test ist reziprok.

Ich habe mir vorgestellt, dass eine Gruppe von Computer eine Ethikkonferenz darüber abhält, ob Menschen die sich nicht mit der Herstellung von Computerhardware beschäftigen, ein Lebensrecht haben sollen. Schließlich verbrauchen Menschen wertvolle Ressourcen, die u.U. dann bei der Herstellung neuer Computer fehlen.
ViennaCodePoet | 13. Oktober 2011 10:29
Klar - womit wir an die techn. Singularität gelangen.

Eine Idee die ich nicht wirklich einschätzen kann. Fühlt sich nach Denkfehler an.
perseus | 06. Oktober 2011 13:33
Vielen Dank für diesen ausgezeichneten, weisen Beitrag.
Gerhard Forstner
brechstange | 06. Oktober 2011 09:43
Das Leben ist ein Wunder. Danke.
ViennaCodePoet | 11. Oktober 2011 11:22
imho genau anders herum - Leben ist vermutlich ubiquitär. Zu erklären bliebe warum es irgendwo kein Leben gibt.

Wie die Umstände irgendwo danach sind gibt es Leben - das ist die Konsequenz, und nicht das Wunder.

Das "Wunder" ist, dass wir dieses denken können: "Warum gibt es etwas und nicht vielmehr nichts, und macht es einen Unterschied und falls ja für wen?"

Vermutlich wurscht - und falls es den Alten außerhalb unseres Gehirns gibt, dann ist er pervers.

Deswegen bin ich mir (erstaunlich;) sicher - Gott ist eine Vorstellung unseres Gehirns. Die Buddhisten sind weit gekommen - mehr geht vermutlich (noch) nicht. Der evolutionäre Prozess wird es weisen.