Zusammenfassung
Im Jahr 1967 begann die Ausstrahlung der ersten Star-Trek-Serie (oft als „The Original Series“ bezeichnet, TOS). Zu dieser gehörte die sehr bekannte 26. Episode der 1. Staffel, „Horta rettet ihre Kinder“. Dort geht es darum, wie das Raumschiff Enterprise im Jahr 2267 zum Planeten Janus VI reist.
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Notes
- 1.
Im Fall von Sauerstoff wäre selbst das nur eingeschränkt möglich. Knüpft man Sauerstoffatom an Sauerstoffatom, so erhält man ein Peroxid. Diese Peroxide sind chronisch instabil und neigen sogar dazu zu explodieren.
- 2.
Basisch (oder auch oft alkalisch genannt) ist in der Chemie das Gegenstück von sauer. Es gibt verschiedene Definitionen von Basen und Säuren. Die wahrscheinlich bekannteste Definition ist die nach Brønsted. Eine Brønsted-Base ist ein Stoff, der positiv geladene Wasserstoffionen aufnehmen kann. Im Gegensatz dazu nimmt eine Brønsted-Säure sie auf. Solche Säure-Base-Reaktionen können mitunter sehr heftig ablaufen, spielen aber auch in der Biochemie eine große Rolle. Es wäre indes wenig hilfreich, wenn das Grundgerüst aller Moleküle basisch wäre. Dadurch würde der pH-Wert im Inneren der Lebewesen enorm steigen (sprich: das Wasser wird auch basisch) und alle Säuren würden neutralisiert. In der Folge fielen alle Säure-Base-Reaktionen damit für eine Nutzung durch die Biochemie faktisch aus, weil alle Brønsted-Säuren bereits ihre Protonen abgegeben hätten.
- 3.
Dieser Übersetzungsfehler tritt mitunter auch in der deutschen Synchronisation von Star Trek auf. In der 18. Episode der 1. TNG-Staffel, „Ein Planet wehrt sich“, ist in der deutschen Synchronisation ebenfalls die Rede davon, dass die Lebewesen auf dem Planeten Velara III auf Silikon basieren würden.
- 4.
Die Moleküle organischer Kunststoffe lassen sich durch chemische Bindungen ebenfalls verknüpfen und die Härte dadurch deutlich erhöhen. Man spricht dann von Duromeren statt von Thermoplasten. Duromere sind erheblich härter und schmelzen nicht (irgendwann zersetzen sie sich chemisch, wenn die Temperatur zu hoch wird). Die höhere Härte wird jedoch nicht nur durch schlechtere Verarbeitbarkeit, sondern auch durch eine gewisse Neigung zum Sprödbruch erkauft.
- 5.
Beim Traubenzucker sind die Kohlenstoffatome in der Regel strenggenommen nicht in einer langen Reihe angeordnet, sondern bilden einen Ring. Cyclohexan beziehungsweise Methylcyclopentan wären deshalb etwas treffendere Analoge zum Traubenzucker. Aus Gründen der Einfachheit tun wir hier mal so, als wäre es einfach eine lange, gerade Kette. Für den Effekt um den es hier geht, spielt es keine Rolle, ob die Kohlenstoffatome einen Ring oder eine lineare Kette bilden.
- 6.
Wasserstoffbrückenbindungen können nicht nur zu Hydroxylgruppen in anderen Zuckermolekülen gebildet werden. Sie werden genauso zu den (chemisch ähnlichen) Wassermolekülen gebildet. Dadurch wird Wasser von Zucker quasi angezogen, weswegen die Löslichkeit in Wasser sehr gut ist. Hexan hingegen bildet keine Wasserstoffbrücken zu Wasser und löst sich entsprechend schlecht darin.
- 7.
Ein Problem mit Blick auf die Energie würde das Volumen darstellen. Ein Liter flüssiges Benzin enthält sehr viel Energie. Beim Verdampfen dehnt es sich jedoch stark aus. Der Brennwert des Benzins ändert sich nicht. Der Raumbedarf hingegen steigt stark an. Da Hexan bei 69°C schon siedet, müssten die Excalbianer ständig neue Alkane aufnehmen, da sie aus Platzgründen kaum Vorräte im Körper haben können.
- 8.
Zumindest ist die Wichtigkeit von Enzymen zur reinen Beschleunigung der Reaktionen bei hohen Körpertemperaturen weniger wichtig. Durch die Beschleunigung der gewünschten Reaktionen verschaffen Enzyme diesen jedoch auch einen Vorteil gegenüber den unerwünschten. Auf diese Weise tragen Enzyme dazu bei, dass die richtigen Reaktionen im Organismus ablaufen und unerwünschte Reaktionen indirekt unterdrückt werden, weil sie gegenüber den erwünschten zu langsam sind.
- 9.
Hydroxylradikale besitzen am Sauerstoffatom jeweils ein einzelnes Elektron. Das ist die Bindung „ins Nichts“. Wenn zwei Radikale aufeinandertreffen, dann verknüpfen sie sich so, dass sich die zwei „halben Bindungen“ zu einer „ganzen Bindung“ vereinigen. Im Fall zweier Hydroxylradikale würde sich also ein Molekül bilden, bei dem zwei Sauerstoffatome mit einander verknüpft sind (dieser Molekültyp wird Peroxid genannt). Da an jedem der Sauerstoffatome noch ein Wasserstoffatom hängt, wäre die entstehende Verbindung Wasserstoffperoxid. Wie alle Peroxide ist dieses aber eher instabil, weswegen seine Zersetzung in der Folge nicht überraschend wäre. Bei der Zersetzung würde unter anderem Wasser entstehen.
- 10.
Der Begriff Plasma bezeichnet ein Gas, bei dem die Atome zumindest einen Teil ihrer Elektronen abgegeben haben. Auf gewisse Weise besteht das Gas dann aus zwei Arten von Teilchen: Anionen und Elektronen (plus oft einem gewissen Teil nicht ionisierter Atome beziehungsweise Moleküle). Die Anionen sind die Atomrümpfe, die übrigbleiben, wenn ein Teil der Elektronen abgegeben wurde. Im Extremfall wurden alle Elektronen abgegeben. Dann ist der Atomrumpf nur noch der Atomkern. Da ein Wasserstoffatom nur ein Elektron hat, handelt es sich bei Wasserstoffplasma zwangsläufig um Atomkerne. Teilweise ionisieren kann man ein Wasserstoffatom nämlich nicht. Ein Plasma kann beispielsweise durch hohe Temperaturen, aber auch durch Strahlung entstehen.
- 11.
Auf das Thema Isotope werden wir nochmal zu sprechen kommen. Theoretisch könnte man sich noch vorstellen, dass es bei der neuen Dilithiumform um Isomere geht. Isomerie ist eigentlich ein Begriff, der in der Chemie eine große Rolle spielt, aber nichts mit den Eigenschaften der Atome selbst zu tun hat, sondern mit deren Anordnung im Molekül. Der Begriff der Isomere findet aber auch in der Kernphysik Anwendung und bezeichnet Atomkerne, die sich weder in der Protonen- noch in der Neutronenzahl unterscheiden, aber unterschiedliche Energieniveaus aufweisen. Energetisch angeregte Zustände von Atomkernen wandeln sich, selbst wenn sie sehr langlebig sind, normalerweise innerhalb von Nanosekunden wieder in den Grundzustand um. Dabei wird Gammastrahlung frei. Doch vielleicht gibt es im Delta Quadrant ja ein weiteres stabiles Isomer von Dilithium.
- 12.
Darwins berühmte Formulierung „survival of the fittest“ meint dementsprechend im Deutschen nicht die Auswahl (also die Überlegenheit) des Stärksten, sondern des Bestangepassten. Das englische Wort „fit“ hat an dieser Stelle nichts mit Fitness im Sinn von körperlicher Stärke zu tun, sondern kommt von „to fit“ (passen). Wenn Größe und Stärke das sind, was bei den gegebenen Umweltbedingungen am besten ist, dann setzt sich der Größte und Stärkste durch. Wenn die Bedingungen anders sind, dann setzt sich eventuell der Kleinste durch. Denn unter geänderten Bedingungen, z. B. mit Nahrungsknappheit, bedeutet Größe vielleicht einen echten Nachteil, weil sie einen großen Bedarf an Nahrung nach sich zieht.
- 13.
Hier liegt ein zweites, weitverbreitetes Missverständnis zur Evolution. Es geht dabei nicht in erster Linie darum, selbst zu überleben, sondern darum, sich fortzupflanzen. Überleben ist insofern wichtig, dass es in gewisser Weise eine Voraussetzung für erfolgreiche Fortpflanzung ist. Wer zehn Nachkommen hat, aber letztlich recht früh stirbt, ist evolutionär trotzdem erfolgreicher als jemand, der uralt wird, aber nur ein oder zwei (überlebende) Nachkommen hat.
- 14.
So ist es zumindest im Fall der DNA. Bei der RNA, die dazu dient, die Erbinformation in Proteine umzusetzen, wird statt Thymin Uracil verwendet. Die beiden Moleküle sind sich chemisch recht ähnlich. Thymin hat lediglich eine zusätzliche Methylgruppe.
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Müller, K. (2022). Die Chemie außerirdischer Lebensformen. In: Chemie und Science Fiction. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-64385-3_1
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