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14.11.2018, 15:30 Uhr

Klasse für Naturwissenschaften und Medizin, 595. Sitzung

Vortrag 1: PD Dr. Frank Postberg, Heidelberg: Hydrothermalquellen im äußeren Sonnensystem? Die Raumsonde Cassini erforscht den spektakulären Ozeanmond Enceladus. Vortrag 2: Prof. Dr. Michael Schmittel, Siegen: Vernetzte molekulare Schalter und Maschinen – Auf dem Weg zu smart mixtures

Vortrag 1

Hydrothermalquellen im äußeren Sonnensystem? Die Raumsonde Cassini erforscht den spektakulären Ozeanmond Enceladus.

PD Dr. Frank Postberg, Heidelberg

Von 2004 bis 2017 erforschte die Raumsonde Cassini in einem Orbit das Saturnsystem. 2005 entdeckten die Instrumente der Sonde gewaltige Fontänen aus Eispartikeln und Gas auf dem Saturnmond Enceladus, die aus stark erwärmten Rissen am Südpol des Mondes hunderte Kilometer in die Höhe schießen. Seitdem ist der kleine Eismond in den Focus der Planetenforschung gerückt. Es zeigte sich, dass ein Ozean, der sich unter dem –200°C kalten Eispanzer verbirgt, die Quelle dieser „Cryo-Vulkane“ darstellt. Inzwischen geht man davon aus, dass es sogar heiße Gebiete am Grund des Ozeans gibt, ähnlich den Hydrothermalschloten am Grunde der irdischen Ozeane. In der kurzen Liste der Himmelskörper in unserem Sonnensystem, auf denen man Leben finden könnte, belegt Enceladus seit diesen Entdeckungen einen Spitzenplatz. Derzeit versucht man die organische Chemie am Grunde des Enceladusozeans zu ergründen und so der Frage nachzugehen, wie weit sich dort eine mögliche präbiotische Chemie entwickelt hat.

PD Dr. Frank Postberg studierte Chemie und Physik und leitet am Institut für Geowissenschaften der Universität Heidelberg die Forschungsgruppe „Raumfahrtbasierte Planetologie“. Der Planetologe erforscht seit 2004 mit Cassini die Zusammensetzung der Eispartikel der Enceladus Eisvulkane, hat aber auch fundierte Einblicke in die neuesten Resultate anderer Forscherteams. Im Jahre 2017 erhielt Dr. Postberg einen Consolidator Grant des European Research Council (ERC), um gezielt die Habitabilität von Ozeanmonden im Sonnensystem zu untersuchen. Neben der Erforschung von Enceladus bereitet sich seine Gruppe derzeit auf zukünftige NASA und ESA Missionen zu den Ozeanmonden Europa und Ganymed des Planeten Jupiter vor, die in den 2020er Jahren ihr Ziel erreichen sollen.

Vortrag 2

Vernetzte molekulare Schalter und Maschinen – Auf dem Weg zu smart mixtures

Prof. Dr. Michael Schmittel, Siegen

Was ist Leben? Von Aristoteles über Schrödinger und Prigogine haben große Geister diese zentrale Frage der Menschheit aus dem Blickwinkel der Naturwissenschaften reflektiert und unterschiedliche Paradigmen phrasiert, allerdings immer unter dem Eindruck der auf der Erde vorfindbaren Lebensformen. Keine dieser Definitionen hat jedoch die Stringenz wie die großartige biokybernetisch substantiierte Begriffsbestimmung von Korzeniewski (2001) und ihre gedankliche Erweiterung von Bielecki (2015): Leben ist ein Netzwerk aus regulatorischen Mechanismen, das fern des thermochemischen Gleichgewichts seine dissipative Struktur im Austausch mit der Umgebung aufrechterhält, sich reproduziert und zu höherer Ordnung strebt. Vereinfacht und anders ausgedrückt entsteht Leben aus dem Ablauf eines molekularen ComputerProgramms, dessen Befehlssequenzen von einem autonom operierenden und robusten regulatorischen Netzwerk komplexer Biomoleküle (smart mixture) ausgeführt werden.

Die Definition von Korzeniewski eröffnet viele zukunftsweisende Fragestellungen. Gibt es künstliches Leben? Wie müsste ein artifizielles molekulares Ensemble aussehen, um die Minimalanforderung an ein lebendes System zu erfüllen? Gibt es einen kontinuierlichen Übergang von lebenden zu nicht lebenden Systemen? Diese Fragen führen uns über die Systembiologie zur Systemchemie und leiten damit über zur Kybernetik artifizieller molekularer Systeme. Wo stehen wir in dieser Entwicklung? Was sind die Voraussetzungen für autonom agierende molekulare Mischungen? In unseren Arbeiten zu vernetzten molekularen Schaltern und Maschinen „übersetzen“ wir die Grundelemente der technischen Kybernetik (Homeostat, Effektor, etc.) in molekulare Bausteine und versuchen, den Informations-, Energie- und Materialaustausch zwischen Systemen und der Umgebung regulatorisch zu lösen.

Prof. Dr. Michael Schmittel studierte Chemie an der Universität Freiburg. Dort wurde er 1980 diplomiert und hat 1981 das Diplom der französischen Sprache und Zivilisation an der Sorbonne/Paris erhalten. 1985 wurde er an der Universität Freiburg promoviert und war von 1985 bis 1987 Postdoctorand an der University of Rochester/USA. 1992 habilitierte er sich in der Organischen Chemie an der Universität Freiburg. Von 1993 bis 1999 hatte er eine C3-Professur an der Universität Würzburg inne. Seit 1999 ist er C4-Professor an der Universität Siegen. Außerdem ist er seit 2005 Sprecher der DFG-Forschungsgruppe „Lap on Micro-Chip“ und ebenfalls seit 2005 Geschäftsführender Direktor des Forschungszentrums für Micro-/Nanochemie und -technologie. Seit 2007 ist er Sprecher des Forschungs- und Lehrkollegs „Heterosensoren“. Von 2009 bis 2010 war er Dekan des Fachbereichs 8, bis Februar 2011 außerdem Department-Sprecher.