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So funktioniert eine feste Zahnspange

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Dieser spezielle Draht wird aus verschiedenen Metallen hergestellt und biegt sich tatsächlich von selbst wieder in seine gerade Form zurück. Die Brackets werden zunächst so auf die schiefen Zähne geklebt, dass der Draht nach dem Einlegen auf spezielle Weise gebogen ist. Da er nun wieder in seine Ursprungsform zurück möchte, übt er dauerhaft einen leichten Druck auf die Zähne aus. So werden die Zähne nach und nach in die gewünschte Position bewegt. Wenn die erreicht ist, ist auch der Draht wieder gerade.

ZDF/Tivi/1,2 oder 3/Peter Minden/Christoph Söhngen/Maximilian Heß

Der spezielle Draht aus verschiedenen Metallen biegt sich von selbst wieder in seine gerade Form zurück. Schiefe Zähne können mit dieser Technik begradigt werden.

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Die Geschichte des Hanfs

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Die Geschichte des Hanfs beginnt mit Cannabis als Medizin. 2700 v. Chr. wurde es erstmals aktenkundig: in den Schriften des chinesischen Kaisers und (Ur-)Arztes Shen-Nung. Von China aus trat Cannabis seine Reise nach Indien, in die arabische Welt und Griechenland an. Die Bandbreite seiner angeblichen Wirkungen: Augenleiden, Impotenz, Nierensteine, Blähungen und sogar Hexen sollte Cannabis vertreiben können. Dass es aber auch berauscht, nutzten rund 2000 v.Chr. die Hinduisten, rund 700 v.Chr. die Skythen und rund 600 v.Chr. die Anhänger Zarathustras. 1484 aber fand Papst Innozenz VIII: Hanf sei ein „unheiliges Sakrament der Satansmesse“ und hat den Genuss von Cannabis verboten. Als Medikament verschwand es deshalb auch schnell von den Rezeptblöcken der christlichen Ärzteschaft und geriet in Vergessenheit. Bis es im 19. Jh. als Medikament wiederentdeckt wurde. Gegen Rheumatismus sollte es helfen, gegen Tollwut, Cholera, Delirium und Schlafstörungen. Queen Victoria höchst selbst soll mit Cannabinoiden ihren postmenstrualen Stress behandelt haben. Pharmakonzerne wie Merck in Darmstadt, aber auch andere weltweit reagierten und warfen eine Reihe von Cannabis-Präparaten auf den Markt. Unter anderem gegen: Hühneraugen. Der Markt verleitet zu Missbrauch: Künstler wie Alexandre Dumas und Charles Baudelaire machten es der Welt vor und nutzten solche Drogerieprodukte als Freizeit-Droge. Doch Ende des 18. Jh. begannen erste Länder, das Kraut zu verbieten. 1929 entschloss sich auch Deutschland dazu. Der größte Cannabis-Gegner aber waren die USA. Als die nämlich 1933 die Prohibition von Alkohol an den Nagel hängten, drohte zehntausenden Ermittlern die Arbeitslosigkeit. Eine neue Aufgabe musste her. Die Jagd nach Cannabis. Eine wirksame Medienkampagne wurde gestartet: US-Behörden überzogen das Land mit Propaganda-Filmen, die die „Message“ verbreiteten: Unter Einfluss von Marihuana wird geprügelt, getötet und Selbstmord begangen. Schließlich hat 1961 die UN das Kraut in allen Mitgliedsstaaten verboten. Das kümmerte die Hippies der 60er allerdings erst mal wenig. Sie wollten weiterhin mit Hilfe von Cannabis im „Einklang mit Natur und Universum“ leben. Diese Beharrlichkeit der - inzwischen - Alt-Hippies zahlt sich aus. Weltweit lockert ein Land nach dem anderen seine restriktive Cannabis-Gesetzgebung. Bis 2022 schalteten aber nur zwei Nationen ihre Cannabis-Ampel komplett auf grün: Uruguay und Kanada.

ZDF/Terra X/J. v. Kalkreuth/D. da Cruz/Maximilian Mohr

Die Geschichte des Hanfs begann mit Cannabis als Medizin. 2700 v. Chr. wurde es erstmals aktenkundig. Lange Zeit umstritten und verboten, lockert heute weltweit ein Land nach dem anderen seine restriktive Cannabis-Gesetzgebung.

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Warum Medikamente bei Frauen anders wirken

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Die medizinische Forschung orientiert sich am Prototyp Mann: 1,77 Meter groß, 75 Kilogramm schwer, 40 Jahre alt. In Studien spielte der weibliche Körper lange eine nachgeordnete Rolle. Gründe dafür sind der weibliche Zyklus, Hormonschwankungen und eventuelle Schwangerschaften. Parameter, die Studien komplexer machen könnten. Trotzdem werden Medikamente in der Regel bei Männern und Frauen gleich hoch dosiert. Dabei gibt es nicht nur deutliche Unterschiede in Größe und Gewicht, die gesamte Biologie der Geschlechter unterscheidet sich grundsätzlich. Und das wiederum hat Einfluss auf die Wirkung von Medikamenten. Ein Beispiel: Das Schlafmittel Zolpidem. Nachdem es am Tag nach der Einnahme bei Frauen vermehrt zu Unfällen kam, wurde das Medikament am weiblichen Körper nachgetestet. Die Dosierung wurde für Frauen daraufhin auf die Hälfte reduziert. Auch bei der Impfung gegen Covid-19 wird vermutet, dass die Hälfte der Dosis für Frauen ausreichend sein könnte, da ihr Immunsystem sensibler reagiert.

ZDF/TerraXpress/Autorenkombinat/Lara Franke/Tobias Lenz/Philipp Keller/Jochen Schmidt

Medikamente werden in der Regel bei Männern und Frauen gleich hoch dosiert. Dabei gibt es nicht nur deutliche Unterschiede in Größe und Gewicht, die gesamte Biologie der Geschlechter unterscheidet sich grundsätzlich.

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Wann tritt der klinische Tod ein?

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Beim sogenannten „klinischen Tod“ bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Nach sieben Sekunden kommt es zur Bewusstlosigkeit. Das Herz pumpt das Blut nicht mehr richtig in die Blutgefäße. Die 100 Billionen Zellen im Körper sind aber noch lebendig, sie werden allerdings nun nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Im Gehirn entstehen nach drei bis fünf Minuten bleibende Schäden. Wird rechtzeitig reanimiert, kann der Prozess umgekehrt werden, und der Mensch überlebt. Bleibt allerdings die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig. Der Hirntod tritt ein. Alle Gehirnfunktionen sind erloschen. Ein Zurückkommen ist nicht mehr möglich.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Julia Nölker/Tobias Bauer/Maximilian Heß

https://www.organspende-info.de/organspende/hirntod/definition-und-ursachen/

Beim sogenannten klinischen Tod bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Die Zellen im Körper werden nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bleibt die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig.

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Schwangerschaftsabbruchmethoden

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In Deutschland sind Schwangerschaftsabbrüche bis zur zwölften Woche nach Empfängnis möglich. Das entspricht nach üblicher Zählweise der 14. Schwangerschaftswoche. Fast drei Viertel der Abbrüche werden aber vor der neunten Schwangerschaftswoche durchgeführt. Dabei gibt es sowohl medikamentöse als auch operative Methoden. Eine der in Deutschland gängigsten Methoden ist der medikamentöse Abbruch. Für diesen braucht es normalerweise mehrere Termine. Unter ärztlicher Aufsicht wird dabei das Hormon Mifepriston oral eingenommen. Mifepriston hemmt das körpereigene Hormon Progesteron. Das Gelbkörperhormon, das für den Erhalt der Schwangerschaft verantwortlich ist. Dadurch wird das Schwangerschaftsgewebe, sprich Plazentaanlage und Fruchthülle mit Embryo, zusammen mit der Gebärmutterschleimhaut von der Gebärmutter gelöst. Nach idealerweise 36 bis 48 Stunden wird zusätzlich ein weiteres Hormon, ein Prostagladin, eingenommen. Die Einnahme erfolgt oral, bukal, also in der Wangentasche oder vaginal. Dieser zweite Termin ist üblicherweise mit einem circa dreistündigen Praxisaufenthalt verbunden, um das Prostaglandinpräparat unter medizinischer Überwachung zu verabreichen. Die Gebärmutter zieht sich daraufhin zusammen und das Schwangerschaftsgewebe wird mit der Gebärmutterschleimhaut durch eine Blutung ausgestoßen. Die Dauer dieses Prozesses ist dabei sehr individuell. Nach kurzer Zeit beginnen üblicherweise die ersten Krämpfe und Blutungen, die mehrere Tage anhalten können. Nach etwa 14 Tagen erfolgt eine Nachuntersuchung. War der Schwangerschaftsabbruch nicht erfolgreich, muss eventuell medikamentös nachbehandelt werden oder zusätzlich ein operativer Eingriff erfolgen. Der Vorteil eines medikamentösen Abbruchs ist, dass er auch zu Hause in gewohnter Umgebung durchgeführt werden kann, was allerdings nicht der Standard ist. Außerdem erfordert ein medikamentöser Abbruch keine Narkose, und er ist für die Gebärmutter die schonendere Variante. Allerdings ist diese in Deutschland nur bis zur neunten Schwangerschaftswoche möglich, operative Eingriffe hingegen bis zur 14. Die häufigste operative Methode ist die Absaugmethode. Sie wird in der Regel ambulant durchgeführt, allerdings von noch weniger Kliniken oder Praxen angeboten als medikamentöse Abbrüche. Dabei wird der Gebärmutterhals mit einem Metallstäbchen geweitet, ein Saugschlauch durch die Vagina in die Gebärmutter eingeführt und das Schwangerschaftsgewebe durch eine etwa zehn Millimeter breite Kanüle abgesaugt. Der Eingriff dauert circa 15 Minuten je nach Schwangerschaftswoche und erfolgt entweder unter kurzer Vollnarkose oder seltener unter lokaler Betäubung. Hier treten meist eher leichtere Blutungen und Bauchschmerzen auf. Körperlich sind die meisten dazu in der Lage, bereits ein bis zwei Stunden nach dem Eingriff wieder nach Hause zu gehen. Die Ausschabungsmethode, auch Curettage genannt, bei der das Schwangerschaftsgewebe mit einer sogenannten Curette abgeschabt wird, ist weniger schonend und wird heutzutage meistens nicht mehr empfohlen. In Deutschland gelten sowohl medikamentöse als auch operative Schwangerschaftsabbrüche als sehr sicher. 2017 wurden nur bei knapp 0,4 Prozent der Patientinnen Komplikationen festgestellt. Auch das Risiko, nicht erneut schwanger werden zu können, erhöht sich durch einen komplikationsfreien Abbruch nicht. Im Normalfall muss die schwangere Person die Kosten unabhängig von der Methode selbst tragen. Diese liegen für einen medikamentösen Eingriff bei etwa 300 bis 450 Euro, für einen operativen Eingriff bei bis zu 600 Euro. Menschen, die keine oder ein geringes Einkommen haben, können über die gesetzliche Krankenkasse eine Kostenübernahme beantragen.

ZDF/Mai ThinkX/Kira Kock/Hannah Pfeiffer/Sara Lienemann/Dr. Mai Thi Nguyen-Kim/Ole Tillmann

In Deutschland sind Schwangerschaftsabbrüche bis zur 14. Schwangerschaftswoche möglich. Dabei gibt es sowohl medikamentöse als auch operative Methoden.

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Was unterscheidet Sars-CoV-2 von Sars-CoV-1?

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Die Erkrankungen SARS und Covid-19 werden durch Corona-Viren verursacht, deren Reservoir wahrscheinlich Fledertiere sind. Den Viren gelang der Sprung über die Artengrenze zum Menschen. Doch im Vergleich breitet sich das neue Virus schneller von Mensch zu Mensch aus. Was macht den Unterschied? Entscheidend ist der Weg der Ansteckung. So nimmt das für SARS verantwortliche Virus Sars-CoV-1 immer den Weg direkt in die Lunge. Dort vermehren sich die Viren. Eine Schlüsselfunktion hat dabei der sogenannte ACE2-Rezeptor der Zellen: Der Erreger heftet sich mit seinem Spike-Protein an den Rezeptor und verschafft sich so Einlass in die Zelle. Weil Lungenzellen sehr viele ACE2-Rezeptoren haben, kann sich Sars-CoV-1 in der Lunge gut vermehren. Das für Covid-19 verantwortliche Virus Sars-CoV-2 kann bereits im Rachenraum und in den oberen Atemwegen andocken. Offenbar ist es besser an die menschlichen Zellen angepasst als sein Vorgänger. Denn obwohl die Wirtszellen im Rachenraum weniger ACE2-Rezeptoren haben, nutzt Sars-CoV-2 diese sehr effektiv und verschafft sich so Zugang ins Zellinnere. Die Folge: Das Virus vermehrt sich schnell und ist leichter übertragbar.

ZDF/Terra X/WENDEVARGA/Christina Schrader, Albrecht M. Wendlandt

Die Erkrankungen SARS und Covid-19 werden beide durch Corona-Viren verursacht. Doch im Vergleich breitet sich das neue Virus schneller von Mensch zu Mensch aus. Was macht den Unterschied?

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Warum gibt es keine Coronaimpfung für Kinder?

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Ob Kinder den Corona-Impfstoff überhaupt vertragen, ist bisher kaum getestet worden. An Erwachsenen und Jugendlichen ab 16 wurde er aber bereits getestet, und das war auch Bedingung, damit der Stoff überhaupt erlaubt wurde. Solche Tests sind nicht ganz ungefährlich, da Nebenwirkungen wie zum Beispiel Allergien auftreten können. Darum testet man zuerst an starken und gesunden Menschen, meistens jungen Erwachsenen. Erst wenn diese den Stoff gut vertragen, kann man ihn an älteren oder kranken Menschen testen. Der Körper von Kindern ist aber mit dem von Erwachsenen nur schwer vergleichbar: Kinder reagieren auf viele Stoffe völlig anders als Erwachsene. Damit auch für sie der Impfstoff sicher ist und gut funktioniert, wird er bei ihnen mit großer Vorsicht und zu allerletzt getestet, wenn man genug Erfahrungen damit an Erwachsenen gesammelt hat. Es kann sein, dass die Forscher dann herausfinden, dass sie für Kinder den Wirkstoff verändern oder geringer dosieren müssen. Kinder gegen Corona zu impfen ist auch nicht so dringend. Denn man weiß, dass sie, selbst wenn sie sich mit dem Coronavirus anstecken, meistens kaum etwas von der Erkrankung spüren. Es sei denn, sie leiden unter einer Grunderkrankung. Alte Menschen werden durch das Coronavirus oft schwer krank. Daher ist es auch dringender, diese Menschen zu impfen.

ZDF/logo/Timo Amling/Marion Brand/Heidi Stifel/Jochen Schmidt

Ob Kinder den Corona-Impfstoff überhaupt vertragen, ist kaum getestet worden. Die Tests sind nicht ganz ungefährlich, da Nebenwirkungen auftreten können. Darum testet man zuerst an starken und gesunden Menschen, meistens jungen Erwachsenen.

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Impfreihenfolge bei Corona

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Das erste Ziel beim Impfen gegen Corona ist vor allem, diejenigen zu schützen, die besonders gefährdet sind: Also Menschen, die durch eine Ansteckung mit dem Virus sehr krank werden oder sogar daran sterben könnten. Zu allererst dürfen sich deswegen sehr alte Menschen impfen lassen, also alle ab 80 Jahren und alle, die in Altenheimen leben. Aber auch Ärztinnen und Ärzte oder Pfleger, die sich um diese alten oder kranken Menschen kümmern. Experten schätzen, dass es mindestens ein bis zwei Monate dauert, bis all diese Menschen geimpft sind. Danach dürfen sich alle Menschen ab 70 Jahren impfen lassen und zum Beispiel Menschen, die bestimmte Krankheiten haben oder diejenigen, die kranke Familienmitglieder betreuen. Zu der dritten Gruppe gehören zum Beispiel Menschen, die bestimmte Berufe ausüben wie die Polizei oder auch Lehrerinnen und Lehrer. Denn sie haben während ihrer Arbeit mit besonders vielen Menschen zu tun. Also: Impfen dürfen sich vor allem erst mal diejenigen, die besonders durch das Coronavirus gefährdet sind. Aber auch Menschen, die bei ihrer Arbeit mit genau solchen Risikogruppen oder mit vielen Menschen zu tun haben. Erst danach dürfen sich alle anderen Menschen impfen lassen, für die das Virus nicht ganz so gefährlich ist. Für Kinder und Jugendliche gibt es bisher noch keinen Impfstoff, sie werden durch das Coronavirus aber auch seltener krank.

ZDF/logo/Judith Vehar/Marion Brand/Tim Rizzo/Jochen Schmidt

https://www.zusammengegencorona.de/impfen/die-impfreihenfolge/

Erstes Ziel ist vor allem, diejenigen zu schützen, die besonders gefährdet sind: Menschen, die durch eine Ansteckung mit dem Virus sehr krank werden und daran sterben könnten oder bei ihrer Arbeit mit Risikogruppen oder mit vielen Menschen zu tun haben.

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Die Entstehung des Grundgesetzes

Biologie

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Deutschland von den Siegermächten in vier Besatzungszonen aufgeteilt. Die drei Zonen im Westen wurden durch die USA, Frankreich und Großbritannien verwaltet, die Zone im Osten durch die ehemalige Sowjetunion. Während in der Sowjetischen Besatzungszone mit dem Aufbau eines sozialistischen Staates begonnen wurde, schlossen sich die westlichen Alliierten nach und nach zusammen, um den Wiederaufbau Westdeutschlands voranzutreiben. Ihr gemeinsames Ziel: Es sollte ein friedlicher und demokratischer Bundesstaat entstehen. Die westlichen Bundesländer bekamen im Juli 1948 den Auftrag, eine demokratische Verfassung zu entwerfen. Hierzu wählten die Parlamente der elf Länder den sogenannten Parlamentarischen Rat. Am 1. September 1948 fand im Museum Alexander König in Bonn die feierliche Eröffnung statt. Das Gremium aus 65 stimmberechtigten Abgeordneten verschiedener Parteien entschied, statt einer „Verfassung“ ein vorläufiges Grundgesetz zu entwerfen. Der neue Staat sollte provisorischen Charakter haben – bis zu einer künftigen Wiedervereinigung des Deutschen Volkes. Acht Monate arbeiteten die 61 Väter und vier Mütter des Grundgesetzes an ihrem Werk, mit dem Ziel, Deutschland eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller zu geben. Am 8. Mai 1949 wurde das Grundgesetz in Bonn vom Parlamentarischen Rat mit 53 Ja-Stimmen gegen zwölf Nein-Stimmen verabschiedet. Auch die westlichen Besatzungsmächte stimmten zu. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949 und trat mit Ablauf des Tages in Kraft. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

ZDF/Terra X/Ellen Haas/Anna-Lena Neidlinger/Maximilian Heß/Bundesarchiv: Welt im Film Nr.172/1948: B-86630 und Nr. 207/1949: 41524, Bundesrepublik Deutschland

Acht Monate dauerte die Ausarbeitung. Ziel: eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

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Kleiderordnung im Mittelalter

Biologie

Wer sich wie zu kleiden hatte, war im Mittelalter vorgeschrieben. Oberste Regel: "Anständig" sollte jeder aussehen, also dem eigenen Stand angemessen. Vorgeschrieben wurde vor allem, was nicht getragen werden dürfte: spitze Schnabelschuhe beispielsweise. Die waren dem Adel vorbehalten. Bei Frauen war alles Offenherzige und Figurbetonte verpönt. Juden wurden in fast ganz Europa verpflichtet, einen gelben spitzen Hut zu tragen. Eine unverhohlene Stigmatisierung. Der Bauer trug indes tagein, tagaus dasselbe Gewand: Kittel, Hose, Bundschuh, die immer wieder geflickt wurden.

ZDF/Terra X/G. Graffe/C. Moroni/Gruppe 5/Maximilian Heß

Wer sich wie zu kleiden hatte, war im Mittelalter vorgeschrieben. Oberste Regel: "Anständig" sollte jeder aussehen, also dem eigenen Stand angemessen. Doch vorgeschrieben wurde vor allem, was nicht getragen werden durfte.

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So beeinflussen sich Lebewesen gegenseitig

Biologie

Diese Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen! Denn keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. So können auch die kleinsten Organismen große Effekte haben. Die ostafrikanische Flötenakazie lebt in einer Gemeinschaft mit Crematogaster-Ameisen. Der Baum bietet den Insekten in seinen angeschwollenen Stacheln Nektar und Lebensraum. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen den Baum gegen blätterfressende Elefanten. Ein Biss in die empfindlichen Schleimhäute schreckt ab. Doch die invasive Dickkopfameise Pheidole megacephala stört diese Symbiose und frisst die nützlichen einheimischen Ameisen. Zudem verteidigt diese Art die Bäume nicht mehr gegen Elefanten. Die Folge: Es werden mehr Bäume abgefressen, und die Savanne wird offener. Das wiederum geht an den Löwen nicht spurlos vorbei: Sie haben weniger Verstecke, um ihrer Beute aufzulauern - und erbeuten auch weniger Zebras.

ZDF/Terra X/Malte Jessl/Martin Schaaf/Maximilian Heß

Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen? Keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. Auch die kleinsten Organismen können große Effekte haben.

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Die Bedeutung von Fröschen im alten Ägypten

Biologie

Haben Frösche im alten Ägypten eine besondere Rolle gespielt? In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage: Natürlich mumifiziert – denn im Mumifizieren waren Ägypter wahre Meister. Hier allerdings wurde ihnen die Arbeit abgenommen. Denn Frösche trocknen ganz ohne menschliches Tun aus – ohne Wasser können sie nicht überleben. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben. So wurde die Geburtsgöttin Heqet oft froschköpfig dargestellt – der Frosch also mit Fruchtbarkeit in Verbindung gebracht. Der Grund: Nil-Überschwemmungen locken besonders Frösche an. Der Ruf des Wassers, Leben zu erzeugen, kam dem Frosch somit zugute. Gott Ptah wiederum galt als ein mächtiger Schöpfergott. Inspiriert vom Lebenszyklus der Amphibien, die aus Eiern zu Kaulquappen und dann zu Fröschen heranwachsen, wurde ihm die schöpferische Kraft der Wiedergeburt im Wasser zugeschrieben. Auch waren Amulette in Froschform als Schmuck sehr beliebt.

ZDF/Terra X/Daniela Busch/Kerstin Kockler/Maximiian Heß

In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben.

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Was sich hinter der Kreiszahl pi verbirgt

Biologie

Was sich hinter der Zahl “pi” verbirgt, lässt sich an jedem runden Alltagsgegenstand erklären. Man misst zum Beispiel von einer Kaffeetasse zuerst den Umfang und dann den Durchmesser. Teilt man dann Umfang durch Durchmesser, erhält man ungefähr 3,14 – also pi. Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante. Erst mit pi konnten Umfang und Fläche eines Kreises berechnet werden. Jährlich wird im dritten Monat, am 14. Tag, also am 14. März, der weltweite „pi-Day“ gefeiert.“ Dazu gibt es einen runden Kuchen – auf englisch “pie” - und es wird eine Runde im Kreis gelaufen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Lena Paul/Dirk Hagen/Saba Bussmann/Jochen Schmidt

https://de.serlo.org/mathe/2107/kreiszahl-pi

Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante.

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Wie funktioniert unser Gleichgewichtssinn?

Biologie

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich: das Vestibular- oder Gleichgewichtsorgan. Das nur wenige Zentimeter große Organ liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen, die alle mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind. Die drei fast kreisrunden Bogengänge nehmen Drehungen des Kopfes wahr. Je ein Bogen ist für eine Richtung zuständig: Neigungen nach oben und unten, seitliche Drehungen und nach links und rechts. Am Ende jedes Bogengangs befindet sich die “Ampulle”. In einer dünnen Membran, hier rosa eingefärbt, sind die Sinneshärchen eingebettet: Bewegt sich der Kopf, bleibt die träge Flüssigkeit erst einmal still. Die Membran “reibt” also an der Flüssigkeit entlang und reizt die Sinneshärchen. In Gehirn treffen die Signale aus den einzelnen Bogengängen aufeinander und werden zu einem Bild zusammengesetzt. Ebenfalls wichtig für den Gleichgewichtssinn sind die Vorhofsäckchen. Sie funktionieren ähnlich wie die Bogengänge über Sinneshärchen und nehmen Beschleunigungen wahr.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Paul Grumer/Fabian Brokmeier/Benjamin Calliari-Herzberg/Maximilian Heß

https://www.daserste.de/information/wissen-kultur/w-wie-wissen/Propriozeption-100.html

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich. Es ist nur wenige Zentimeter groß, liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen.

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Wie bewegen sich Schnecken fort?

Biologie

Schnecken werden in der Wissenschaft auch Gastropoden genannt, das heißt Bauchfüßer. Denn: Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Die Schnecke bewegt sich vorwärts, indem sie diesen breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung. Von der Seite sieht man davon nichts, weil der Rand des Fußes immer fest am Boden bleibt. Aber dass Schnecken tatsächlich über Rasierklingen kriechen können, liegt an ihrem Schleim. Er schützt nicht nur den Schneckenkörper vor dem Austrocknen, sondern ist so etwas wie eine selbst gemachte Fahrbahn. Durch eine Drüse am Fuß scheidet die Schnecke den Schleim aus, der zum größten Teil aus Wasser besteht, daneben aber auch Zucker und Eiweiß enthält. Diese Mischung verleiht dem Schleim eine besondere Eigenschaft: Er kann seine Konsistenz verändern! Eigentlich ist er zäh und klebrig. So gibt er der Schnecke Halt, sogar auf senkrechten Flächen. Doch dort, wo die Schnecke bei ihrer wellenförmigen Kriechbewegung den Fuß gegen den Untergrund presst, wird der Schleim unter dem Druck flüssig. So kann die Schnecke auf ihrem Schleim voran gleiten - auch über scharfe Rasierklingen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Tillman Graach/Ariel Sages/Kilian Vogl/Saba Bussmann/Moritz Frisch

Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Sie bewegt sich vorwärts, indem sie den breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung.

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Turniere im Mittelalter

Biologie

Aus zeitgenössischen Turnierdarstellungen können Historiker und Waffenkundler heute jede Menge ableiten. Den Pferden wurden Eisenringe vor die Augen gebunden, damit sie nicht scheuen, wenn sie aufeinander zurasen. Wilde Dekorationen – Puppen oder ausgestopfte Tiere – schmückten die Helme. An der Brust befestigte Haken sollten die Lanzen sicher ins Ziel führen. Zielte man zu hoch, löste sich die Lanze aus der Halterung und flog in hohem Bogen davon. Ein echter Hingucker: präparierte Schilde. Traf man die richtige Stelle, zersprangen sie – dank eines ausgetüftelten Feder-Mechanismus' – in alle Einzelteile.

ZDF/Terra X/G. Graffe/C. Moroni/Gruppe 5/Maximilian Heß

Ob Helmschmuck, Brusthaken, Eisenringe für Pferde oder präparierte Schilde: Aus zeitgenössischen Turnierdarstellungen können Historiker und Waffenkundler heute jede Menge ableiten.

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Lehnswesen im Mittelalter

Biologie

Die Ständegesellschaft im Mittelalter beruhte auf dem sogenannten Lehnswesen. Lehen kommt von Leihen. Denn der Lehnsherr verlieh sein Land. Der Lehnsmann versprach dafür Gefolgschaft. Oberster Lehnsherr war der König. An zweiter Stelle standen die Herzöge, Grafen und Bischöfe. Darunter folgte der niedere Adel: Edelfreie und Äbte. Am unteren Rand der Gesellschaft standen die Bauern. Und die Ritter? Auch sie hatten einen Platz in der berühmten Lehnspyramide – als Teil des niederen Adels.

ZDF/Terra X/G. Graffe/C. Moroni/Gruppe 5/Maximilian Heß

Die Ständegesellschaft im Mittelalter beruhte auf dem sogenannten Lehnswesen. Der Lehnsherr verlieh sein Land. Der Lehnsmann versprach dafür Gefolgschaft. Die berühmte Lehnspyramide zeigt die Hierarchien.

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Was verraten Baumringe?

Biologie

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten. Im Frühjahr wächst der Baum am schnellsten. In dieser Zeit bildet er die helle Schicht eines Rings. Im Herbst wächst er langsamer – die dunkle Schicht entsteht. Im Winter ist es zu kalt. Deshalb ist eine Wachstumspause angesagt. Das ist aber noch nicht alles: Denn die Ringe verraten uns noch mehr als nur das Alter eines Baumes. Sie sind auch ein Archiv für die Bedingungen unter denen er gewachsen ist. Wenn der Baum in einem Jahr genug Licht, Wasser und Nährstoffe bekommt und günstige Temperaturen herrschen, wächst er schneller. Dann bildet er mehr Holz – also einen breiteren Ring. Es kann aber auch sein, dass der Baum beim Wachstum gestört wird. Zum Beispiel, wenn es zu wenig regnet und sehr heiß ist. Dann bildet er nur einen schmalen Ring. Durch die Abfolge der Ringe kann man deshalb das Alter von Holz exakt bestimmen – sogar Jahrhunderte nachdem ein Baum gefällt wurde. Und man kann genau sagen, wann der Baum gelebt hat und in welchem Jahr er gefällt wurde. So lässt sich auch das Alter historischer Gebäude bestimmen. Dafür untersucht man die Jahresringe der Holzbalken, mit denen das Gebäude gebaut wurde.

ZDF/TerraX/Leon Altfeld/Julia Bruch/Maximilian Heß

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten.

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Wann tritt der klinische Tod ein?

Biologie

Beim sogenannten „klinischen Tod“ bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Nach sieben Sekunden kommt es zur Bewusstlosigkeit. Das Herz pumpt das Blut nicht mehr richtig in die Blutgefäße. Die 100 Billionen Zellen im Körper sind aber noch lebendig, sie werden allerdings nun nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Im Gehirn entstehen nach drei bis fünf Minuten bleibende Schäden. Wird rechtzeitig reanimiert, kann der Prozess umgekehrt werden, und der Mensch überlebt. Bleibt allerdings die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig. Der Hirntod tritt ein. Alle Gehirnfunktionen sind erloschen. Ein Zurückkommen ist nicht mehr möglich.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Julia Nölker/Tobias Bauer/Maximilian Heß

https://www.organspende-info.de/organspende/hirntod/definition-und-ursachen/

Beim sogenannten klinischen Tod bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Die Zellen im Körper werden nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bleibt die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig.

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Wie kann man Temperatur definieren?

Biologie

Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, den Atomen und Molekülen. Sie sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Also je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis hin zum absoluten Nullpunkt, dem kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen: Die Celsius-Skala ist zwar die geläufigste, aber in der Physik nutzen Forschende häufig die Kelvin-Skala – deren Grundlage der absolute Nullpunkt ist. An diesem – nur theoretisch erreichbaren – Punkt kommen alle Teilchen zum Stillstand, kälter geht es nicht: Hier herrschen 0 Kelvin. Im Gegensatz zur Celsius-Skala gibt es keine negativen Kelvin-Werte. Deshalb ist für die Temperatur auch Kelvin die international anerkannte Basiseinheit, kurz SI-Einheit – und nicht Grad Celsius. Die Unterschiede zwischen “einem Grad” sind bei Celsius und Kelvin gleich, die beiden Skalen sind nur verschoben: 0 Kelvin entsprechen etwa -273°C.

ZDF/TerraX plus/Bilderfest/Paul Grumer/Moritz Krause/Maximilian Rügamer/Maximilian Heß

Atome und Moleküle sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis zum kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen.

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So wächst eine Rankpflanze wie eine Gurke

Biologie

Wie klettern Rankgewächse wie Gurken? In der Regel wachsen Pflanzen dem Licht entgegen! Doch Rankpflanzen sind zu instabil, um allein in die Höhe zu wachsen. Sie brauchen externe Stützen. Die Ranken sind zunächst eingerollt und strecken sich anschließend in die Länge. Durch „Suchbewegungen“ finden sie Haltemöglichkeiten. Bei Kontakt mit einer möglichen Stütze wird diese von der Ranke umgriffen. Reibung und Spiralbildung sind der Schlüssel. Für die Entstehung und Ausführung braucht die Pflanze keine Kraft. Vielmehr sind es physikalische Gesetze und eine passive asymmetrische Kontraktion von Zellen, die ihr die Form und das Klettern ermöglichen. Etwa auf halbem Weg weist jede Rankschraube einen Umkehrpunkt im Windungssinn auf. Auch das ist reine Physik und hilft der Gurke, in verschiedene Richtungen zu suchen. Dabei lassen Verholzungen keine Veränderungen zu und sorgen für Stabilität der Konstruktion.

ZDF/Terra X/Benjamin Scherer/Malte Röhrig/Maximilian Heß

Wie klettern Rankgewächse wie Gurken? In der Regel wachsen Pflanzen dem Licht entgegen! Doch Rankpflanzen sind zu instabil, um allein in die Höhe zu wachsen. Sie brauchen externe Stützen.

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So wirkt Dünger

Biologie

Pflanzen brauchen für ihr Wachstum wichtige Nährstoffe. Dazu zählen Stickstoff (N) sowie Kalium (K) für Wasserhaushalt und Widerstand gegen Krankheiten. Außerdem Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Phosphor (P) und Schwefel (S) für die Pflanzenqualität und den Aufbau von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen. Mit jedem Wachstumsprozess werden dem Boden Nährstoffe entzogen und in den Pflanzen gespeichert. Fehlen Nährstoffe reagiert die Pflanze direkt darauf. Damit der Boden nicht verarmt, wird gedüngt. Organischer Dünger von Pflanzen und Tieren enthält Nährstoffe in unterschiedlichen Konzentrationen. Diese müssen von Mikroorganismen zersetzt werden, bevor sie von den Pflanzen aufgenommen werden können. Mineraldünger dagegen basiert auf künstlich gewonnenem Ammoniak und enthält Nährstoffe in Form von Salzen. Diese sind wasserlöslich und stehen der Pflanze direkt zur Verfügung. Der Dünger wird industriell hergestellt und seine Nährstoffmenge ist genormt. So lässt sich exakt die Menge ausbringen, die auf die Bedürfnisse der Pflanzen abgestimmt ist. Lange Zeit nur mineralisch zu düngen hat negative Auswirkungen auf die Bodeneigenschaften und die Artenvielfalt. Egal ob organisch oder mineralisch: Wird zu viel oder zum falschen Zeitpunkt gedüngt, können die Nährstoffe nicht mehr von Pflanzen oder Boden aufgenommen werden. Die wasserlöslichen Bestandteile wie Nitrate landen langfristig im Grundwasser. Die Überdüngung schadet der Umwelt.

ZDF/Terra X/Veronika Schlosser/Julia Bruch/Maximilian Heß

Pflanzen brauchen für ihr Wachstum wichtige Nährstoffe. Mit jedem Wachstumsprozess werden dem Boden Nährstoffe entzogen und in den Pflanzen gespeichert. Fehlen Nährstoffe reagiert die Pflanze direkt darauf. Damit der Boden nicht verarmt, wird gedüngt.

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Die große Reblausplage im Weinanbau

Biologie

Frankreich Mitte des 19. Jahrhunderts. Der Weinanbau dehnt sich um 200.000 Hektar aus, davon 130.000 allein im Süden Frankreichs. Getreide, Oliven, Gemüse – alles muss den Reben weichen. 1863 zeigen Weinreben in Südfrankreich rätselhafte Symptome - sie verkümmern und sterben meist nach drei Jahren ab, und die Plage weitet sich aus. Zur gleichen Zeit als das Rebensterben in Europa einsetzt, lösen Dampfschiffe die Großsegler ab. Das ist kein Zufall. Denn auch Holzkisten mit Weinstecklingen aus Amerika finden so ihren Weg nach Europa. Sie transportieren "blinde Passagiere". Denn in ihren Wurzeln haben sich sogenannte Wurzelrebläuse eingenistet. Auf den Großseglern hatten sie keine Überlebenschance. Nach eineinhalb Monaten Seereise sterben sie ab, aber die modernen Dampfschiffe schaffen die Strecke in knapp zehn Tagen. Ein Kollateralschaden des Fortschritts: Die amerikanische Wurzelreblaus erreicht Europa! Auf den Spuren der bislang größten Katastrophe in der Geschichte des europäischen Weinbaus. Befallene Wurzeln, das Werk eines Schädlings, der Tausende von Winzern in den Ruin treibt: Die Reblaus! Prof. Joachim Schmid, Rebenzüchter, Hochschule Geisenheim "Die Reblaus sticht an der Wurzel an, sorgt dafür, dass Foramositäten und anschließend auch Tumorösitäten entstehen. Das sind dann kleine Löcher an Verdickungen. Die Reblaus saugt weiter, aber gleichzeitig öffnet sie Eintrittspforten für Bakterien und Pilze, die dann ganze Wurzelstränge zum Absterben bringen, weil die Leitungsbahnen blockiert sind." Bis 1870 werden mehr als 500 Vertilgungstechniken diskutiert, keine kann überzeugen. Auf einem „Internationalen Reblaus Kongress“ wird die Entwurzelung aller befallenen Flächen und der Einsatz von Schwefelkohlenstoff - einem Nervengift - beschlossen. In vielen Weingebieten werden so Böden, Flora und Fauna systematisch verseucht - auch die Reblaus! Zumindest für den Moment, denn die Larven überleben trotzdem, und die Plage geht weiter. Rund 70 Prozent der gesamten europäischen Anbaufläche sind von der Reblausplage befallen. In Frankreich vor allem die Toplagen in Bordeaux und Burgund, in Deutschland rund ein Viertel aller Weinberge. Jules-Emile Planchon ist Professor für Pharmazie an der Universität Montpellier und Insektenforscher. Er macht schließlich die entscheidende Entdeckung. Es ist nicht weniger als die Rettung für den europäischen Weinbau bis in die Gegenwart. Die Erkenntnis, dass bestimmte amerikanische Rebsorten gegen die Wurzelreblaus resistent sind, während umgekehrt die Läuse, die nur die Blätter befallen, europäischen Sorten nicht viel anhaben können. Prof. Joachim Schmid "Die Idee, dass eine Amerikaner Rebe an der Wurzel resistent ist und die Europäer am Blatt gute Resistenzen aufzeigt, hat dazu geführt, dass man beide Partner durch eine Pfropfung vereinigen konnte und somit eigentlich eine ideale Lösung und biologisch technologische Lösung gefunden hat, die wirklich super gut funktioniert." Die Rettung vor dem Schädling ist genial wie einfach: Aus zwei Reben wird eine Pflanze: Der untere amerikanische Teil, der in den Boden gelangt, ist gegen die Wurzelreblaus resistent, der obere europäische, der die Trauben trägt, gegen die Blattreblaus. Die Geschichte des Weinbaus ist eine Kette von Innovationen und Rückschlägen. Doch sie hat die Qualität und auch die Haltbarkeit des Weines kontinuierlich verbessert. Nach der Reblausplage hält die Wissenschaft Einzug in die Weinproduktion. Und der Fortschritt in den Weinbergen und - kellern geht auch nach 10.000 Jahren Weinproduktion kontinuierlich weiter.

ZDF/Terra X/Stein Filmproduktion/Martin Papirowski/Timm Westen/Roxana Ardelean/Jann Holzapfel/Maximilian Heß

Auf modernen Dampfschiffen erreicht im 19. Jahrhundert die amerikanische Wurzelreblaus als "blinder Passagier" Europa und befällt die heimische Rebe. Die Rettung vor dem Schädling: Aus zwei Reben wird eine Pflanze.

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Schimmelpilze in der Wohnung

Biologie

Wo kommt denn dieser ekelige Schimmelpilz her? Schimmelpilze sind Mikroorganismen, die ein typisches Pilzgeflecht ausbilden. Sie vermehren sich hauptsächlich durch Sporen. Der kleinste Windhauch trägt diese Sporen überall hin, so gelangen sie auch in unsere Wohnungen. Hier finden sie meist ideale Bedingungen. An vielen Wänden befinden sich Tapeten oder Dispersionsanstriche, die einen hohen Anteil an Zucker und Eiweiß besitzen – sie bieten einen wunderbaren Nährboden. Doch der wichtigste Faktor für das Schimmelpilzwachstum ist die Feuchtigkeit. Die überhöhte Innenraumfeuchte entsteht zum Beispiel durch Baumängel wie Risse in den Wänden, undichte Dächer, aufsteigende Feuchtigkeit oder durch Kondenswasser. Ein weiterer Grund für Schimmel kann ein zu geringer Luftaustausch in den Räumen sein. Gerade hinter Schränken, wo recht wenig Frischluft hinkommt, kann sich der Schimmel sehr gut ausbreiten. Bei optimalen Wachstumsbedingungen verdoppelt sich der Schimmel in nur zwei bis drei Stunden.

ZDF/3sat/nano/Autorenkombinat/Josephine Blume, Holger Barthel, Ingo Schwarz/Alex Balzien/Maximilian Heß

https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/umwelt-haushalt/wohnen/schimmel-in-der-wohnung-das-koennen-sie-tun-6794

Schimmelpilze sind Mikroorganismen und vermehren sich hauptsächlich durch Sporen. Der kleinste Windhauch trägt diese Sporen überall hin, so gelangen sie auch in unsere Wohnungen. Hier finden sie meist ideale Bedingungen.

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Die Superkräfte der Eukalyptusbäume

Biologie

Der australische Eukalyptus ist ein wahrer Wunderbaum. Er ist robust, anspruchslos und bringt Rekord-Erträge: bis zu 24 Tonnen Holz pro Hektar und Jahr, dreimal so viel wie ein mitteleuropäischer Laubwald. Seine globale Verbreitung hat ein Deutscher vorangetrieben: Der Botaniker Ferdinand von Mueller, der 1847 nach Australien ausgewandert war. Er lobte das forstwirtschaftliche Potential der Eukalypten, schrieb Bücher darüber und verschickte Samen rund um die Welt. Seitdem ist der Eukalyptus auf einem Erfolgszug: Es gibt Plantagen in Brasilien, Südafrika, Asien - zum Beispiel in Thailand - und auch in Portugal.

ZDF/Terra X/S. Armsen/Marc Trompetter/Maximilian Heß

Der australische Eukalyptus ist ein wahrer Wunderbaum. Er ist robust, anspruchslos und bringt Rekord-Erträge: bis zu 24 Tonnen Holz pro Hektar und Jahr, dreimal so viel wie ein mitteleuropäischer Laubwald.

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Was ist Permakultur?

Biologie

Permakultur gilt als Gegenmodell zur industriellen Landwirtschaft. Das Prinzip: Vielfalt statt Monokultur. Die in den 70er Jahren entwickelte Anbaumethode soll die Kreisläufe der Natur nachahmen. Mit einem ausgeklügelten System werden die unterschiedlichsten Gewächse nebeneinander angepflanzt. Haselnussbäume und Beerensträucher, Kräuter und Zierblumen. Laut einer aktuellen Studie in 45 Permakulturbetrieben werden im Schnitt pro Farm 42 Pflanzenarten vereint. Diese Vielfalt ist der Schlüssel: Sie macht Pflanzen robuster und weniger anfällig für Schädlinge. Zugleich entstehen fruchtbarere Böden. Monokulturen dagegen sorgen für ausgelaugte, nährstoffarme Böden. Durch abgestorbenes Pflanzenmaterial bildet sich Humus. Und der ist als gigantischer Speicher von CO2 auch gut für das Klima. Doch bislang hat sich Permakultur nur in kleineren Gärten bewährt. Und der Anbau verlangt viel Handarbeit. So scheint es mehr etwas für Liebhaber und Kleingärtner zu sein. Nicht vergleichbar mit der konventionellen Landwirtschaft, bei der große Maschinen, Pestizide und riesige Felder für maximalen Ertrag sorgen. Ist das der einzige Weg, um die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren? Befürworter sind überzeugt: Auch mit Permakultur lässt sich Obst und Gemüse in großen Mengen produzieren. Denn die Anbaumethode hat zwei große Vorteile: Erstens: Der Humus sorgt auf Dauer für höhere Erträge. Und die Anordnung im System macht Pflanzen widerstandsfähiger. Zweitens: Der Anbau ist auch auf kleinesten Flächen möglich sogar mitten in der Stadt. So entsteht ein Zuwachs an landwirtschaftlicher Nutzfläche. Gute Gründe, die Permakultur zu einer vielversprechenden Alternative zu machen.

ZDF/TerraXpress/Luisa Zech/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Maximilian Mohr

https://www.permakultur.de/was-ist-permakultur

Permakultur gilt als Gegenmodell zur industriellen Landwirtschaft. Das Prinzip: Vielfalt statt Monokultur. Die in den 70er Jahren entwickelte Anbaumethode soll die Kreisläufe der Natur nachahmen.

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Vier Arten von Dürre

Biologie

Dürre ist nicht gleich Dürre. Der Deutsche Wetterdienst unterscheidet vier Arten extremer Trockenheit: Unter der meteorologischen Dürre versteht man einen Mangel an Niederschlag im Vergleich zu einer Referenzperiode* (*z.B. innerhalb von 30 Jahren). Ist es mindestens vier Monate trockener als üblich, spricht man von einer hydrologischen Dürre. Grundwassermangel tritt ein, und die Wasserstände von Seen und Flüssen sinken deutlich. Eine landwirtschaftliche Dürre kann schon nach zwei Monaten eintreten. Denn dann drohen bereits Ernteeinbußen. Die sozioökonomische Dürre bedeutet rund ein Jahr Wassermangel, durch den die produzierende Wirtschaft gebremst wird. Eine große Rolle spielen bei Trockenheit auch die Böden, der Bewuchs und der Wind, der Böden noch schneller austrocknen lässt.

ZDF/TerraX/Sabine Müller/Anna-Lena Neidlinger

Dürre ist nicht gleich Dürre. Der Deutsche Wetterdienst unterscheidet vier Arten extremer Trockenheit: meteorologische, hydrologische, landwirtschaftliche und sozioökonomische Dürre.

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Autarke Ernährung in Deutschland

Biologie

Kann sich Deutschland selbst ernähren? Oder müssten wir den Gürtel enger schnallen, wenn wir keine Lebensmittel importieren könnten? Die gute Nachricht vorweg: Getreide, Kartoffeln, Fleisch, Milch und Käse produzieren wir zu 100 Prozent und mehr im eigenen Land. Für Menschen, die sich vegetarisch ernähren, hingegen könnte es eng werden. Denn Gemüse kommt zu über 60 Prozent aus dem Ausland, Obst sogar zu 80 Prozent. Erstaunlicherweise gilt das sogar für Produkte, die hier gut wachsen: Bei Tomaten zum Beispiel importieren wir 95 Prozent und bei heimischen Nüssen wie der Haselnuss 98 Prozent. Am wenigsten Sorgen müssen wir uns um den Hopfen machen. Hier produzieren wir sogar das Fünffache unseres eigenen Bedarfs.

ZDF/Terra X/Autorenkombinat/Birthe Heer/Tobias Lenz/Dennis Heislitz/Maximilian Mohr

https://www.ima-agrar.de/wissen/nachrichten/1010-deutschland-kann-sich-weitgehend-gut-selbst-versorgen

Kann sich Deutschland ohne Lebensmittelimporte ernähren? Die gute Nachricht: Getreide, Kartoffeln, Fleisch, Milch und Käse produzieren wir zu 100 Prozent und mehr im eigenen Land. Für Vegetarier hingegen könnte es eng werden.

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Felsen als Wasserspeicher für Pflanzen

Biologie

Nicht nur auf erdreichem Untergrund, auch auf Gesteinen und Felsen können Pflanzen wachsen und gedeihen. Die unter der oberen dünnen Bodenschicht liegenden Gesteinsschichten können aufgrund ihrer Porosität Wasser speichern. Oftmals reichen die Wurzeln der Pflanzen bis in das Gestein im Untergrund hinein. So werden Bäume und andere Gehölze auch in Zeiten von Dürre regelmäßig mit Wasser versorgt. Gesteine im Untergrund können teilweise mehr Wasser speichern als die darüberliegenden Bodenschichten. Dieses Naturphänomen haben Forschende der Universität Texas in Austin (USA) untersucht. Sie konnten beweisen, dass Felsen und Gesteine eine besondere Funktion als Wasserspeicher in unserem Ökosystem haben. Felsenwasser ist ein entscheidender Bestandteil des weltweiten Wasser-Kreislaufs und muss in Untersuchungen zur Auswirkung des Klimawandels auf die Wälder berücksichtigt werden.

ZDF/Terra X/Florian Roth/Thomas Kuschke/Jochen Rall/Maximilian Mohr

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03761-3.epdf

Nicht nur auf erdreichem Untergrund, auch auf Gesteinen und Felsen können Pflanzen wachsen und gedeihen. Die unter der oberen dünnen Bodenschicht liegenden Gesteinsschichten können aufgrund ihrer Porosität Wasser speichern.

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So trinken Bäume

Biologie

Wenn es im Wald in Strömen regnet, veranstalten viele Bäume ein wahres „Saufgelage“. Das hört sich einfacher an, als es ist. Wie transportieren Bäume eigentlich das Wasser aus dem Boden 30, 40 Meter hoch bis in ihre Krone? Um zu sehen, wie alles beginnt, tauchen wir hinab in das Reich der Wurzeln, die oft ausladender sind als die Baumkronen. Den Feinwurzeln geht es hier unten wie den Blättern in der Krone. Jeden Herbst sterben sie ab, jedes Frühjahr werden sie neu gebildet. Ist eine Wurzel trockener als das Erdreich, dringt automatisch Wasser ein, ganz nach den Regeln der Osmose. Es diffundiert zur inneren Wurzelleitung, wo ein Schutzschild alle Schadstoffe abblockt. Nährstoffe und Wasser dürfen dagegen passieren in die dünnen Pipelines im verholzten Inneren der Wurzeln. Hier nimmt das Wasser mit allen Nährsalzen aus dem Boden Fahrt auf. Was wir im Zeitraffer zeigen, dauert in Wirklichkeit eine Minute pro Zentimeter. Hochgesaugt wird es durch den Kapillareffekt. In engen Röhren steigt die Flüssigkeit nach oben. In der Buche bis auf die Höhe von einem Meter. Doch wie bekommt ein Baum das Wasser bis hoch hinauf in die Krone? Durch eine ausgewachsene Buche wie diese Baumgreisin in der Schorfheide strömen Tag für Tag über 500 Liter, denn ihre Blätter brauchen Wasser für die Photosynthese, ebenso wie das CO2 aus der Luft. Tausende von Spaltöffnungen an der Unterseite sorgen dafür, dass einerseits das CO2 aufgenommen wird, aber auch das Wasser verdunstet. Jedes Wassermolekül, das entweicht, zieht einen Nachfolger nach oben. Und so entsteht ein Sog, der das Wasser von der Stammbasis in die Krone zieht. Bäume versorgen sich gewissermaßen mit Wasser, indem sie ständig welches abgeben. Doch das klappt nur, wenn die Perlenkette der Wassermoleküle niemals abreißt. Dringt etwa durch einen Insektenbiss Luft ein, kommt es zu einer Embolie. Die beschädigte Minileitung verstopft und bleibt für immer tot. Um Frostschäden zu vermeiden und um Wasser zu sparen, wirft unsere Buche im Herbst die Blätter ab. Der Wassertransport kommt zum Erliegen. Der Baum geht in den Winterschlaf. Kommt der Frühling, sind die ersten Knospen hoch oben in der Krone auf Wasser angewiesen. Aber es gibt jetzt noch keine Blätter, um es hinaufzuziehen. Vor allem nachts pumpen die Baumwurzeln jetzt regelrecht das Wasser in den Stamm. Ein Kraftakt, die den Baum Energie kostet, die er nicht ewig aufbringen kann. Sobald die Blätter ausschlagen, läuft die Wasserpumpe Baum wieder von allein. Dass Bäume Wasser aus dem Boden bis in die Krone pumpen, ist nicht nur ein kleines Wunder. Es lässt über unseren Wäldern auch neue Wolken entstehen. 45 Prozent aller Niederschläge in Deutschland gehen vermutlich auf unsere Wälder zurück.

ZDF/TerraX/Colourfield Tell A Vision/Petra Höfer, Freddie Röckenhaus/Tobias Kaufmann/422 south/Johannes Fritsche/Jochen Schmidt

Wenn es im Wald in Strömen regnet, veranstalten viele Bäume ein wahres „Saufgelage“. Das hört sich einfacher an, als es ist. Wie transportieren Bäume eigentlich das Wasser aus dem Boden hoch bis in ihre Krone?

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Warum schauen Sonnenblumen in eine Richtung?

Biologie

Junge Sonnenblumen richten ihren Kopf nach der Sonne aus. Dieses Phänomen ist bekannt als Heliotropismus. Tagsüber folgen die Blütenstände der Blumen der Sonne, um deren Licht optimal auszunutzen. Nachts drehen sie sich wieder zurück. Verantwortlich für diese Bewegung ist wechselseitiges Wachstum: Tagsüber wachsen die Stämme der jungen Pflanzen mehr auf der Ostseite, nachts mehr auf der Westseite. Ausgewachsene Sonnenblumen sind ganz Richtung Osten fixiert. Insekten schätzen ihre vorgewärmten Blütenstände.

ZDF/Terra X/Sabine Müller/Malik Alpoguz/Maximilian Mohr

Junge Sonnenblumen richten ihren Kopf nach der Sonne aus. Dieses Phänomen ist bekannt als Heliotropismus. Verantwortlich für diese Bewegung ist wechselseitiges Wachstum.

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Warum färben sich im Herbst die Blätter?

Biologie

Im Herbst werden Blätter von Laubbäumen bunt, unsere Wälder farbenfroh. Der Grund dafür ist, dass Bäume den kalten Winter nur überleben, wenn sie einige Vorkehrungen treffen. Von Frühjahr bis Spätsommer lässt der Farbstoff Chlorophyll Blätter grün erstrahlen. Chlorophyll ist notwendig für die Photosynthese der Pflanze. Es fängt Sonnenlicht ein und bildet aus CO2 und Wasser Glucose, also Zucker und Sauerstoff. Die Glucose brauchen Pflanzen zum Leben, den Sauerstoff geben sie an ihre Umwelt ab. Wenn im Herbst die Tage kürzer werden und die Temperaturen sinken, kann der Baum kaum noch Photosynthese betreiben. Zudem droht durch Frostschäden der Verlust des Chlorophylls. Um den wertvollen Farbstoff auch in der nächsten Saison zur Verfügung zu haben, entzieht ihn der Baum den Blättern und lagert ihn in Wurzeln, Ästen und Stamm an. Dadurch kommen nun Pigmente zum Vorschein, welche sonst durch das Chlorophyll verdeckt werden, und geben den Blättern die charakteristischen Herbstfarben. Carotinoide, Xantophyll und das rote Pigment Anthozyan. Als Letztes werden Nährstoff- und „Wasserzufuhr“ der Blätter unterbrochen, der Kontakt zwischen Blatt und Ast wird instabil und ein Windstoß reicht aus, um den Baum zu entlauben.

ZDF/TerraX/Katharina Kohl/Florian Roth/Thomas Kutschke/Malik Alpoguz/Maximilian Mohr

Im Herbst werden Blätter von Laubbäumen bunt, unsere Wälder farbenfroh. Der Grund dafür ist, dass Bäume den kalten Winter nur überleben, wenn sie einige Vorkehrungen treffen.

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Riesenpflanzen auf Madeira

Biologie

Auf der Insel Madeira gibt es Bäume, die auf dem europäischen Kontinent schon vor Millionen Jahren ausgestorben sind: Lorbeerbäume bis zu 40 Meter hoch. Warum hat der Lorbeerwald hier überlebt? Auf dem europäischen Festland drängten Eiszeiten die Wälder immer wieder zurück. Es wurde kalt und trocken, denn das Wasser war im Eis gebunden. Auf den Kanarischen Inseln und Madeira dagegen herrschte immer ein gemäßigtes, ozeanisches Klima – perfekte Bedingen für Wälder. Hier hat so manche Pflanze einen ungewöhnlichen Riesenwuchs entwickelt, wie zum Beispiel die Glockenblume oder der Löwenzahn. Denn ohne Fressfeinde wie Rehe oder Hasen führen die Pflanzen auf der Insel nur einen Kampf: den Kampf ums Licht. Der Löwenzahn wird hier mehr als drei Meter hoch – es ist seine Strategie, um im Lorbeerwald zu überleben.

ZDF/Terra X/E. z. Eulenburg, I. Zink, Oliver Roetz, WENDEVARGA, Region Five

Auf der Insel Madeira gibt es Bäume, die auf dem europäischen Kontinent schon vor Millionen Jahren ausgestorben sind: Lorbeerbäume bis zu 40 Meter hoch. Warum hat der Lorbeerwald hier überlebt?

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Heilpflanzen als Medizin

Biologie

Die medizinische Wirkung vieler Pflanzen ist belegt. Fenchel etwa fördert die Milchbildung und ist bis heute Bestandteil entsprechender Produkte. Die Gerbstoffe im Gänsefingerkraut wirken krampflösend bei Geburten und Menstruation. Andorn hilft bei Magenbeschwerden und befreit die Bronchien.

ZDF/Terra X/ Story House Productions/ Jochen Ruderer, Jens Afflerbach/ Jürgen Rehberg, Arsenij Gusev/ Franziska Menz, Ronald Rist/ Fritz Göran Vöpel, Martin Wolkinger, Stefan Matlik

Ob Fenchel, Gänsefingerkraut oder Andorn. Die medizinische Wirkung vieler Pflanzen ist belegt.

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Was verraten Baumringe?

Biologie

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten. Im Frühjahr wächst der Baum am schnellsten. In dieser Zeit bildet er die helle Schicht eines Rings. Im Herbst wächst er langsamer – die dunkle Schicht entsteht. Im Winter ist es zu kalt. Deshalb ist eine Wachstumspause angesagt. Das ist aber noch nicht alles: Denn die Ringe verraten uns noch mehr als nur das Alter eines Baumes. Sie sind auch ein Archiv für die Bedingungen unter denen er gewachsen ist. Wenn der Baum in einem Jahr genug Licht, Wasser und Nährstoffe bekommt und günstige Temperaturen herrschen, wächst er schneller. Dann bildet er mehr Holz – also einen breiteren Ring. Es kann aber auch sein, dass der Baum beim Wachstum gestört wird. Zum Beispiel, wenn es zu wenig regnet und sehr heiß ist. Dann bildet er nur einen schmalen Ring. Durch die Abfolge der Ringe kann man deshalb das Alter von Holz exakt bestimmen – sogar Jahrhunderte nachdem ein Baum gefällt wurde. Und man kann genau sagen, wann der Baum gelebt hat und in welchem Jahr er gefällt wurde. So lässt sich auch das Alter historischer Gebäude bestimmen. Dafür untersucht man die Jahresringe der Holzbalken, mit denen das Gebäude gebaut wurde.

ZDF/TerraX/Leon Altfeld/Julia Bruch/Maximilian Heß

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten.

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Wasserkreislauf im Regenwald

Biologie

Der Regenwald liegt sehr nah am Äquator. Daher scheint die Sonne dort schon früh am Morgen fast senkrecht auf die Bäume. Die Luft im Regenwald wird so schon vormittags stark erwärmt. Wasser verdunstet und steigt aus dem Wald nach oben. Gegen Mittag pusten die sogenannten Passatwinde kühlere, feuchte Luft vom Meer heran. Diese trifft auf die warmfeuchte Luft über dem Regenwald. So bilden sich riesige Regenwolken, die schließlich am Nachmittag wolkenbruchartig abregnen. Danach scheint dann wieder die Sonne bis es Nacht wird. Und am nächsten Tag beginnt alles von vorne!

ZDF/Tivi/1, 2 oder 3/Barbara Minden /Tom Büscher/Christoph Söhngen/Maximilian Heß

https://www.faszination-regenwald.de/info-center/oekosystem-regenwald/wasserwelten/

Die Luft im Regenwald wird schon vormittags stark erwärmt. Gegen Mittag pusten Passatwinde kühlere, feuchte Luft vom Meer heran. So bilden sich riesige Regenwolken, die am Nachmittag abregnen. Danach scheint wieder die Sonne.

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Photosynthese der Algen

Biologie

Algen betreiben wie Pflanzen Photosynthese. Das klimaschädliche Kohlenstoffdioxid (CO2), das aus einem Kohlenstoff- und zwei Sauerstoffatomen besteht, wird dabei von den Algen aufgenommen. Mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser wandeln sie den Kohlenstoff in Zucker um und geben Sauerstoff in die Atmosphäre ab.

ZDF/Tivi/1, 2 oder 3/Barbara Minden /Tom Büscher/Christoph Söhngen/Maximilian Heß

https://news.rub.de/wissenschaft/2018-07-17-biologie-neuer-stoffwechselweg-gruenalgen-entdeckt

Algen betreiben wie Pflanzen Photosynthese. Das klimaschädliche CO2 wird dabei von den Algen aufgenommen. Mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser wandeln sie den Kohlenstoff in Zucker um und geben Sauerstoff in die Atmosphäre ab.

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Die Fotosynthese der Bäume

Biologie

Mit der Fotosynthese beherrschen Bäume den wichtigsten biologischen Vorgang der Welt. Und zwar in ihren Blättern. Hier stellen sie ihre eigene Nahrung her. Mit Hilfe des grünen Farbstoffs Chlorophyll. Dafür sind nur drei Zutaten nötig: Wasser, das Treibhausgas CO2, das durch spezielle Blattporen eindringt, und Sonnenlicht. Mit der Energie des Lichtes setzt das Chlorophyll die Fotosynthese in Gang. Heraus kommt dabei: Zucker. Den Zucker speichert der Baum zunächst in seinen Wurzeln und schickt ihn von dort überall hin, wo er ihn braucht. Zum Beispiel um Holz, neue Blätter und, wenn es ein Obstbaum ist, auch Nahrung für uns Menschen herzustellen. Aber das ist noch nicht alles: Bei der Fotosynthese entsteht nämlich noch etwas, das der Baum selbst zunächst gar nicht braucht. Wir Menschen aber umso mehr: Sauerstoff. Das heißt: Bäume holen das Treibhausgas CO2 aus der Luft und speichern es. Heraus kommt dafür nichts als frischeste Atemluft.

ZDF/pur/Brigitte Böttcher/Autorenkombinat: Tobi Schönke, Daniel Beißmann/Jochen Schmidt

https://www.kindersache.de/bereiche/wissen/natur-und-mensch/was-ist-photosynthese

Mit der Fotosynthese beherrschen Bäume einen der wichtigsten biologischen Vorgänge der Welt. Mit Hilfe ihrer Blätter und dem Farbstoff Chlorophyll stellen sie mit nur drei Zutaten ihre eigene Nahrung her und produzieren dabei noch frischen Sauerstoff.

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Wann wachsen Bäume?

Biologie

Bäume wachsen ihr ganzes Leben lang - in die Höhe und in die Breite. Doch wann genau wachsen Bäume und welche Faktoren sind dafür verantwortlich? Welche Rolle spielen Licht-, Wasser-, und Temperaturverhältnisse und die Photosynthese? Bei der Photosynthese bildet der Baum mithilfe von Sonnenlicht und CO2 Sauerstoff und Zucker. Letzteren braucht er als Energielieferant für Stoffwechselvorgänge und Wachstum. Wachsen Bäume dann also nur bei Licht am Tag? Das und noch weitere Faktoren haben Schweizer Forscher*innen mit einem Punkt-Dendrometer vermessen. Sie befestigten die empfindlichen Geräte an verschiedenen heimischen Bäumen und sammelten acht Jahre lang Daten zu Stammwachstum, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Boden-Wassergehalt. Das überraschende Ergebnis: Die Bäume sind vor allem nachts gewachsen, allerdings nicht kontinuierlich, sondern nur in 15 bis 30 Nächten jährlich. Immer dann, wenn in der Umgebung eine hohe Luftfeuchtigkeit herrschte. In diesen Nächten bleibt das über die Wurzeln aufgenommene Wasser im Baum und geht weniger stark durch Transpiration, also Verdunstung über die Blätter verloren, als es bei trockener Außenluft der Fall wäre. Nachts hat der Baum also einen höheren Wasseranteil, den die Zellen in Holz und Rinde für ihre Teilung, also ihr Wachstum benötigen.

ZDF/Terra X/Björn Raddatz/Malte Röthig/Jochen Schmidt

https://www.wsl.ch/de/newsseiten/2021/06/warum-baeume-nachts-wachsen.html

Bäume wachsen ihr ganzes Leben lang - in die Höhe und in die Breite. Doch wann genau wachsen Bäume, und welche Faktoren sind dafür verantwortlich?

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Die klimatische Funktion des Regenwaldes

Biologie

Tropische Regenwälder ziehen sich wie ein grünes Band rund um den Planeten. Die flächendeckenden, dichten Regenwälder entziehen der Luft besonders effektiv CO2, nutzen den Kohlenstoff fürs Wachstum und setzen Sauerstoff frei. Zudem sind sie eine natürliche Klimaanlage. Denn die Regenwälder verdunsten viel Wasser, das für einen wichtigen Kühl- und Feuchtigkeitskreislauf in der Atmosphäre sorgt. Doch für Landwirtschaft und Viehhaltung wird Regenwald in gewaltigem Ausmaß gerodet. Allein im Jahr 2020 wurden 4,21 Millionen Hektar zerstört - eine Fläche größer als die Schweiz. Seine Vernichtung führt zu einer dramatischen Verstärkung des Klimawandels. Besonders verheerend ist die Brandrodung: Dabei entweicht der in den Pflanzen gespeicherte Kohlenstoff in Form von Kohlendioxid in die Atmosphäre. Inzwischen gibt der Amazonas-Regenwald mehr CO2 ab als er binden kann.

ZDF/TerraXPress/Christiane Mayer/Anna-Lena Neidlinger

Die flächendeckenden, dichten Regenwälder entziehen der Luft besonders effektiv CO2, nutzen den Kohlenstoff fürs Wachstum und setzen Sauerstoff frei. Seine Vernichtung führt zu einer dramatischen Verstärkung des Klimawandels.

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Wie kamen die Pferde nach Amerika?

Biologie

Ursprünglich gab es auf dem nordamerikanischen Kontinent keine Pferde. Sie wurden erst mit den spanischen Eroberern über den Atlantik verschifft. An Bord wurde ein Mix an robusten iberischen Pferderassen verladen. Die Tiere mussten sehr widerstandsfähig sein, um die mehrwöchige Atlantikpassage zu überstehen. Die an Hitze und Trockenheit gewöhnten spanischen Pferde fanden in den Steppen ideale Lebensbedingungen. Immer wieder entkamen einige Tiere und vermischten sich mit anderen ebenfalls entflohenen Pferden. Die Spanier nannten sie wilde Streuner, „mesteños“. Daraus wurde: Mustangs. Die amerikanischen Ureinwohner, vor allem nomadisch lebende Völker, erkannten den Nutzen des Pferdes als Reit- und Transporttier. In den Weiten der Prärien war die Fortbewegung auf schnellen Pferden ein großer Vorteil. Die Ureinwohner Amerikas lernten reiten und erfanden neue Jagdmethoden. So konnten sie den Bisons besser hinterherziehen, quer durchs ganze Land. Dank der Menschen verbreiten sich die Pferde in nur 300 Jahren über den gesamten nordamerikanischen Kontinent.

ZDF/Terra X/Christine Haak/Oliver Roetz/Nikolai Holzach/Maximilian Heß

Ursprünglich gab es in Nordamerika keine Pferde. Sie wurden erst mit den spanischen Eroberern über den Atlantik verschifft. Die amerikanischen Ureinwohner, vor allem nomadisch lebende Völker, erkannten den Nutzen des Pferdes als Reit- und Transporttier.

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Bedrohte Alpensteinböcke

Biologie

Vor 200 Jahren war der Alpensteinbock fast ausgerottet – hätte es nicht einen König und einen Wilderer gegeben. Die Tiere wurden gnadenlos gejagt. Sie galten als wandelnde Apotheke. Ihr Blut sollte gegen Blasensteine helfen, die Hörner gegen Krämpfe. Nur hoch oben in den italienischen Alpen im Aostatal konnte eine Population von rund 100 Steinböcken überleben. Ihr Versteck verdankten sie ihrer Vorliebe für eisige Regionen. Da Steinböcke nicht schwitzen können, bevorzugen sie Nordhänge und ziehen sich in höchste Gefilde zurück. Aber das allein konnte sie nicht retten. 1856 erklärte der italienische König Vittorio Emanuele II. das Gebiet der Steinböcke zum exklusiv königlichen Jagdrevier. Das verringerte das wahllose und unkontrollierte Abschießen der Tiere. Etwa 50 Jahre später gab es Bestrebungen, den Steinbock auch in den Schweizer Alpen wieder anzusiedeln. Doch der jetzige König wollte keinen herausrücken. Da erhielt der italienische Wilderer Joseph Bérard einen geheimen Auftrag. Bérard begibt sich in das gut bewachte königliche Revier, stiehlt drei Kitze und schmuggelt sie über die Grenze in die Schweiz. In den nächsten 30 Jahren wurden in St. Gallen laut Überlieferung 59 Kitze aufgezogen und in Schutzgebieten freigelassen. Dank drei gestohlener Kitze vom König können bis heute immer wieder Steinböcke im Alpenraum angesiedelt werden Und so gibt es heute in der Alpenregion wieder rund 50.000 Steinböcke.

ZDF/Terra Xpress/Luisa Zech/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Jochen Schmidt

Vor 200 Jahren war der Alpensteinbock fast ausgerottet. Die Tiere wurden gnadenlos gejagt, denn sie galten als wandelnde Apotheke. Ein König und ein Wilderer retteten sie vor dem Aussterben.

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Esel als Bodenmanager

Biologie

Esel lieben es, sich ausgiebig zu wälzen. Mit dieser Angewohnheit können die Tiere den Boden schützen. Durch das viele Hin und Her entstehen sogenannte Störstellen, wo Pflanzen einfacher wachsen können. Außerdem treten Esel mit ihren Hufen Nischen in den Boden, die sich gut für Brutplätze eignen. Zudem sorgen die Tiere durch ihre Ernährung für gesunde Böden, denn auf ihrem Speiseplan stehen auch einige unerwünschte Pflanzen. Esel sind keine Wiederkäuer. Ihr Verdauungssystem ist perfekt daran angepasst, karge Nahrung optimal auszunutzen. Sie können sogar Holz fressen. So wirken Esel der Verbuschung entgegen. Auch der Esel-Mist schont den Boden, weil er einen guten Nährstoffmix enthält. Im Kot anderer Tierarten ist dagegen oft zu viel Stickstoff.

ZDF/TerraX/Luisa Zech, Lara Franke/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Maximilian Mohr

Esel lieben es, sich ausgiebig zu wälzen. Mit dieser Angewohnheit können die Tiere den Boden schützen und ermöglichen Pflanzen, besser zu wachsen.

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Wild lebende Mustangs

Biologie

Kaum ein anderes Tier verkörpert den Freiheitsmythos des Wilden Westens so sehr wie der Mustang. Ab dem 16. Jahrhundert brachten europäische Eroberer die Vorfahren der Mustangs in die neue Welt. Ihre verwilderten Nachkommen galoppieren bis heute über die nordamerikanische Prärie. Interessant ist aber: Ihr Ur-Ahn stammt tatsächlich aus Nordamerika. Vor etwa einer Million Jahren zogen die Pferde über die Beringbrücke nach Eurasien und breiteten sich dort aus. Deren Nachfahren wanderten dann Jahrtausende lang über denselben Weg zurück nach Nordamerika und vermischten sich mit der dortigen Population. Aus bislang ungeklärten Gründen starb das nordamerikanische Ur-Pferd vor rund 11.000 Jahren aus. Von 1900 bis 1971 wurde der Bestand dramatisch verkleinert: von ungefähr zwei Millionen Mustangs auf nur noch 17.000.

ZDF/Terra X/Susanne Hillmann/Iris Gesang/Spiegel TV/Maximilian Mohr

Kaum ein anderes Tier verkörpert den Freiheitsmythos des Wilden Westens so sehr wie der Mustang. Ab dem 16. Jahrhundert brachten europäische Eroberer seine Vorfahren in die neue Welt.

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Wie kommunizieren Wale?

Biologie

Für Wale spielt Schall eine zentrale Rolle. Bei der Kommunikation mit Artgenossen oder der Partnerwahl müssen ihre Gesänge über viele Hunderte Kilometer weit zu hören sein. Durch geringe Sichtweiten unter Wasser setzen Wale auch bei der Jagd auf Schallwellen, mit deren Hilfe sie ihre Beute lokalisieren. Doch in den Meeren wird es zunehmend lauter. Der menschengemachte Lärm aus unterschiedlichsten Quellen übertönt die Rufe der Wale immer mehr – und stört damit ihren Orientierungssinn.

ZDF/Terra X/Gruppe 5 Filmproduktion/Tamar Baumgarten/Scope VFX/Maximilian Mohr

Für Wale spielt Schall eine zentrale Rolle. Doch in den Meeren wird es zunehmend lauter. Der menschengemachte Lärm aus unterschiedlichsten Quellen übertönt die Rufe der Wale immer mehr – und stört damit ihren Orientierungssinn.

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Wale als CO2-Speicher

Biologie

Vor 50 Millionen Jahren eroberten die Wale den Ozean als Lebensraum. Heute kommen sie in fast allen Meeren vor und haben eine entscheidende Rolle für dieses Ökosystem. Die riesigen Säuger vertilgen täglich tonnenweise Futter. Zum Fressen tauchen viele in die Tiefe ab. Verdauungs- und Stoffwechselvorgänge hingegen finden meist in oberen Meeresschichten statt. Durch das ständige Auf- und Abtauchen kommt es zu einer regelmäßigen vertikalen Durchmischung des Wassers und einem Nährstofftransport durch die unterschiedlichen Schichten – auch Walpumpe genannt. Bei der Verdauung scheiden die Wale wertvollen Kot aus, der als Dünger dient. Denn die darin enthaltenen Nährstoffe wie Eisen, Nitrat oder Phosphor sind eine wichtige Wachstumsquelle für das Phytoplankton, also winzige Algen und Pflanzenpartikel. Das Phytoplankton wiederum gilt als Wald des Meeres, indem es durch Photosynthese der Atmosphäre Kohlenstoffdioxid entzieht, Sauerstoff frei gibt und Kohlenstoff bindet. Ein Groß-Wal nimmt im Laufe seines Lebens über die Nahrungsaufnahme etwa 33 Tonnen CO2 auf. Stirbt ein Wal, sinkt sein Kadaver auf den Meeresboden und lagert dort Hunderte von Jahren. Der Kohlenstoff in seinem Körper ist langfristig gebunden, daher kann sich daraus kein klimaschädliches CO2 bilden. Zudem ist er Nahrungsquelle für eine Vielzahl von Tiefseeorganismen. Ein großer Meeressäuger hat eine ähnliche Klimawirkung wie 1375 Bäume. Wale spielen daher eine wichtige Rolle im Klimaschutz.

ZDF/Terra Xpress/Luisa Zech/Tobias Lenz/Sebastian Kerz/Maximilian Mohr

Vor 50 Millionen Jahren eroberten die Wale den Ozean als Lebensraum. Heute kommen sie in fast allen Meeren vor und haben eine entscheidende Rolle für dieses Ökosystem und auch für den Klimaschutz.

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Bedrohte Löwenpopulationen

Biologie

Löwenfamilien spielen in ihren Lebensräumen eine wichtige Rolle im ökologischen Gleichgewicht. Das war schon immer so. Vor rund zwei Millionen Jahren tauchte der Löwe in Ostafrika auf. Von dort eroberte er den Kontinent und breitete sich bis nach Europa aus. Die prähistorischen Raubkatzen waren mähnenlos, rund ein Drittel größer als die heutigen Löwen und äußerst erfolgreich: Sie verbreiteten sich bis zum amerikanischen Kontinent. Bei uns in Europa waren die eiszeitlichen Löwen vor rund 11.000 Jahren noch zahlreich vertreten. Doch am Ende der Eiszeit starben ihre Beutetiere aus. Ohne Nahrungsgrundlage begann ihr Niedergang. Auch der Mensch griff ein. Löwen wurden zu Nahrungskonkurrenten von sesshaften Bauern. Die Raubkatze wurde gnadenlos bejagt. Die Folge: Vor circa 2000 Jahren starb der Löwe in Europa endgültig aus. Weltweit nahm die Zahl der Menschen zu, sie brauchten immer mehr Land. Schusswaffen machten die Jagd effizient. Mitte des 20. Jahrhunderts verschwand auch der asiatische Löwe. Lediglich in Indien hat bis heute eine sehr kleine Population überlebt. In Afrika kommen Löwen nur noch südlich der Sahara vor. Doch auch sie sind bedroht. Besonders kritisch ist die Situation in West - und Zentralafrika: Hier leben nur noch wenige hundert Tiere in isolierten Restpopulationen. Nur Schutzgebiete verhindern noch das Aussterben von Löwen.

ZDF/Tango Film, Pelorus Jack Filmprods LLC/Eva-Maria Gfirtner, Judith Adlhoch/Markus Strobel, Tim Henkel/Jan-Philipp Stahl/Magnet fx/Jochen Schmidt

Löwen spielen in ihren Lebensräumen eine wichtige Rolle im ökologischen Gleichgewicht. Das war schon vor zwei Millionen Jahren so. Inzwischen sind viele Populationen vom Aussterben bedroht. Besonders kritisch ist die Situation in West- und Zentralafrika.

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Wo leben Grindwale?

Biologie

Normalerweise ziehen Grindwale Tausende von Kilometern um den Globus, damit sie ihren täglichen Bedarf von etwa 50 Kilogramm an Nahrung decken. Doch zwischen Madeira, den Azoren und den Kanaren leben mehr als 1000 Grindwale das ganze Jahr über. Sie sind sesshaft geworden. Nur gelegentlich ziehen sie zwischen den Inseln umher. Der Grund: Inselflanken sind für Wale ein Schlaraffenland. An den Sockeln der Inseln wird kaltes, nährstoffreiches Wasser nach oben gezwungen. So können hier Kleinstlebewesen, das Plankton, gedeihen. Es ist die Basis der Nahrungspyramide im Meer. Das Wasser vor den Küsten wird so zum idealen Futtergebiet, zum Beispiel für Kalmare, die Leibspeise der Grindwale.

ZDF/Terra X/E. z. Eulenburg, I. Zink, Oliver Roetz, WENDEVARGA, Region Five

Zwischen Madeira, den Azoren und den Kanaren leben mehr als 1000 Grindwale. Sie sind dort sesshaft geworden. Denn das Meer um die Inselflanken bietet ideale Futterbedingungen.

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Die Rüsselnasen der Saiga-Antilopen

Biologie

Die Rüsselnasen der Saiga-Antilopen sind riesig. Die Nasen haben eine wichtige Funktion für die Tiere. Auf ihren langen Wanderungen durch die Steppen Kasachstans können die Saigas 80 Kilometer und mehr an einem Tag zurücklegen. Dabei sind sie erstaunlich ausdauernd. Selbst bei Temperaturschwankungen von -30 °C im Winter bis weit über 30 °C im Sommer. Dabei hilft den Antilopen ihr enormer Rüssel. Ein dichtes Netz aus Nasenhaaren und Schleimdrüsen wirkt wie ein Staubfilter mit eingebautem Luftbefeuchter. Damit das Blut der Saiga beim Laufen nicht überhitzt, funktioniert die Nase wie ein Wärmetauscher. Im Sommer kühlt die stark durchblutete Nasenschleimhaut das Blut ein paar Grad herunter. Im Winter wird die eisige Atemluft im gewundenen Inneren der Nase auf eine angenehme Temperatur vorgewärmt. Doch die Nase kann noch mehr. Zur Brunftzeit schwellen die Rüsselnasen der Saiga-Männchen stark an. Der vergrößerte Resonanzkörper verstärkt ihre Laute. So zeigen sie den Weibchen wie groß und kräftig sie sind und demonstrieren den Rivalen wem der Harem gehört.

ZDF/Terra X/Viking Film/Iris Gesang/Andreas Kieling, Frank Gutsche/Christian R.Timmann/Richard Sako, Boris Bürgel, Markus Tanz, John-Christian Kultzscher

Saiga-Antilopen sind erstaunlich ausdauernd. Auf ihren langen Wanderungen durch die Steppen Kasachstans können die Saigas 80 Kilometer und mehr an einem Tag zurücklegen. Dabei hilft ihnen ihr enormer Rüssel. Doch die Nase kann noch mehr.

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Die Sinne der Katze

Biologie

Katzen verfügen über hohe Sinnesleistungen. Kaum eine Bewegung oder ein Geräusch entgeht ihnen. Tasthaare, Nase, Augen und Ohren sind eine perfekte Ausstattung für die Jäger. Katzenaugen sind auffallend groß und sehr leistungsfähig. Bei Dunkelheit weiten sich die Pupillen stark, um den Lichteinfall zu maximieren. Eine reflektierende Pigmentschicht im Augenhintergrund verstärkt die Sehfähigkeit. Durch die nach vorne gerichteten Augen überschneiden sich die Sehachsen, das ermöglicht gutes räumliches Sehen. Das Gehör von Katzen zählt zu den besten unter den Säugetieren. Selbst das Geräusch eines Nachtfalters können sie wahrnehmen. Zahlreiche Muskeln bewegen ihre Ohren unabhängig voneinander, um fast 80 Grad. Wie mit zwei Hör-Rohren orten sie Beutetiere exakt. Und Katzen riechen ausgezeichnet. Sie erkennen einander am Körpergeruch, den sie mit der Nase und über eine Riechhöhle im Gaumen wahrnehmen. Katzen sondern körpereigene Duftstoffe – Pheromone – über Drüsen ab und reiben sie an Gegenstände. So markieren sie ihr Revier und informieren ihre Artgenossen über ihr Geschlecht oder den Hormonstatus. Für ihren herausragenden Tastsinn sind sie mit Borstenhaaren an Wangen, Kinn, über den Augen und an den Vorderbeinen ausgestattet. Vor allem im Dunkeln funktionieren die Haare wie Antennen: messen Abstände und loten Hindernisse aus. Ein Katzenschnurrbart spürt geringste Erschütterungen oder Luftwirbel - nicht nur von Beutetieren.

ZDF/Terra X/Spiegel TV/ Nanje de Jong-Teuscher, Kirsten Hoehne/Anja Schütze, Uli Weinlein/Tricky

Katzen verfügen über hohe Sinnesleistungen. Kaum eine Bewegung oder ein Geräusch entgeht ihnen. Tasthaare, Nase, Augen und Ohren sind eine perfekte Ausstattung für die Jäger.

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Infraschall - Wie Elefanten kommunizieren

Biologie

Elefanten leben in einer engen Gemeinschaft, in der Kommunikation eine wichtige Rolle spielt. Wir Menschen bekommen von der Sprache der Elefanten nur sehr wenig zu hören, denn die Tiere verständigen sich oft in sehr tiefen Tonlagen. Der sogenannte Infraschall ist für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar. Elefanten senden Infraschall mit dem Rüssel durch die Luft aus. Aber noch effizienter ist es, wenn sie dabei den Rüssel auf den Boden pressen. Denn die tieffrequenten Töne breiten sich im Boden weiter aus als in der Luft - ähnlich wie seismische Wellen eines Erdbebens. Elefanten können diese Vibrationen mehr als zehn Kilometer weit wahrnehmen und verstehen. Auf diese Weise tauschen Elefanten Informationen aus: über lohnende Nahrungsquellen, Gefahren oder mögliche Partner. Aufgenommen werden die Vibrationen über Druckrezeptoren in den Fußsohlen und in der Rüsselspitze. Von dort gelangt die Information ins Gehirn. Und das ist eines der größten im gesamten Tierreich, es wiegt bis zu fünf Kilogramm. Ein Elefantenhirn bildet und verknüpft stetig neue Nervenbahnen, es entwickelt sich und lernt: Ein Leben lang.

ZDF/Tango Film/Eva-Maria Gfirtner, Judith Adlhoch/Markus Strobel/Jan-Philipp Stahl/Magnet fx

Elefanten leben in einer engen Gemeinschaft, in der Kommunikation eine wichtige Rolle spielt. Die Tiere verständigen sich oft in sehr tiefen Tonlagen. Der sogenannte Infraschall ist für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar.

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Welche Giraffenarten gibt es?

Biologie

Im 18. Jahrhundert waren Giraffen in Afrika südlich der Sahara noch weit verbreitet. Inzwischen ist ihr Lebensraum stark geschrumpft. Bis 2016 ging die Wissenschaft davon aus, dass es sich nur um eine einzige Art mit neun Unterarten handelt. Die DNA-Tests belegen jedoch vier unterschiedliche Arten: Die Nord-Giraffe, die Netz-Giraffe, die Massai-Giraffe und die Süd-Giraffe. Als gefährdet werden alle Giraffenarten eingestuft, doch besonders die Nord-Giraffe ist akut vom Aussterben bedroht, ebenso die Netz-Giraffe.

ZDF/Terra X/R.Marel/C.Gerisch/SpiegelTV/Jochen Schmidt

Im 18. Jahrhundert waren Giraffen in Afrika südlich der Sahara weit verbreitet. Inzwischen ist ihr Lebensraum stark geschrumpft. Bis 2016 kannte man nur eine einzige Art mit neun Unterarten. DNA-Tests belegen jedoch vier unterschiedliche Arten.

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Aufbau und Funktion eines Giraffenhalses

Biologie

Giraffen leben in den Steppen und Savannen Afrikas. Sie können eine Höhe von bis zu sechs Metern erreichen. Ihr Hals ist bis 2,50 Meter lang und wiegt rund 250 Kilogramm. Der Hals wird nur von einer einzigen Sehne gehalten. Doch obwohl sie einen so langen Hals haben, besitzen Giraffen nur sieben Halswirbel, so wie nahezu alle anderen Säugetiere auch. Allerdings sind die Halswirbel stark verlängert. Das Herz der Giraffe wiegt bis zu elf Kilogramm und ist besonders leistungsstark. Es kann bis zu 60 Liter Blut pro Minute durch den Körper pumpen. Eine besondere Herausforderung an das Gefäßsystem ist es, wenn die Giraffe den Kopf zum Trinken nach unten beugt. Eigentlich würde das Blut ungehindert in den Kopf schießen. Das wäre lebensgefährlich. Ein Netz elastischer Blutgefäße sitzt nahe am Hirn. Es nimmt zusätzlich Blut auf und führt somit zur Entlastung.

ZDF/Terra X/R.Marel/C.Gerisch/SpiegelTV/Jochen Schmidt

Der Hals einer Giraffe ist bis 2,50 Meter lang, wiegt rund 250 Kilogramm und wird nur von einer Sehne und sieben Halswirbeln gehalten. Eine besondere Herausforderung an das Gefäßsystem ist es, wenn die Giraffe den Kopf zum Trinken nach unten beugt.

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Wie leben Korallen?

Biologie

Korallen gehören zu den Hohltieren. Das einzelne Tier nennt man Polyp. Der sitzt fest an einer Stelle und ernährt sich von vorbei schwimmenden kleinen Lebewesen – dem Plankton. Weil das Plankton aber nicht reicht, um satt zu werden, brauchen Korallen die Hilfe von Algen. Die sind winzig klein und sitzen in der Außenhaut der Korallen. Die Algen können mithilfe von Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid (also CO2) Zucker und jede Menge Sauerstoff produzieren – beides brauchen die Korallen zum Überleben. Die Algen helfen den Korallen auch dabei, einen Mantel aus Kalk - ein Kalk-Skelett - herzustellen. Deshalb sind Korallen eigentlich weiß. Ihr buntes Aussehen bekommen sie nur von den Algen, die verschiedene Farben haben. Wenn Korallen und Algen so viele, viele Jahre zusammenleben, dann wächst ein großes Korallenriff heran. Steigt jedoch die Wassertemperatur im Meer um ein bis zwei Grad an, beginnen die Algen auf den Korallen giftige Stoffe zu produzieren. Die Korallen stoßen die Algen dann ab und verlieren somit ihre Färbung. Forscher nennen das „Korallenbleiche“. Halten die hohen Temperaturen über mehrere Wochen an, sterben die Korallen ab.

ZDF/Tivi/pur+/Ute Mattigkeit/gomie production/Stefan Bürke/Manos Dosis/Maximilian Heß

Korallen gehören zu den Hohltieren. Das einzelne Tier nennt man Polyp. Dieser sitzt fest an einer Stelle und ernährt sich von Plankton. Weil das aber nicht reicht, um satt zu werden, brauchen Korallen die Hilfe von Algen.

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Zitteraal funktioniert wie eine Batterie

Biologie

Der Zitteraal erzeugt Strom durch elektrische Organe. Damit verteidigt er sich, ortet und lähmt Beutetiere. Das Hauptorgan, das Hunter’sche Organ und das Sachs’sche Organ machen 80 Prozent seiner gesamten Körperlänge aus. Diese Elektroorgane bestehen aus tausenden sogenannter Elektrozyten. Das sind flache, scheibenförmige Zellen – eigentlich umgebildete Muskelzellen – die stapelförmig angeordnet sind. Zwischen diesen Zellen sind elektrisch geladene Teilchen, so genannte Ionen unterwegs. Im Ruhezustand sondern die Elektrozyten laufend weitere positiv geladene Ionen ab. So herrscht innerhalb der Zelle eine negative und außerhalb eine positive Ladung. Ein ausgeglichener Zustand. Wenn die Elektrozyten nun über Nervenbahnen das Signal zum „Abfeuern“ erhalten, öffnen sie die Ionenkanäle in ihrer hinteren Zellmembran. Positiv geladene Ionen fließen nur auf dieser einen Seite zurück in die Zelle. Die Elektrozyte ist jetzt auf der einen Seite positiv, auf der anderen Seite negativ geladen und wird so zu einer Mini-Batterie mit einem Pluspol und einem Minuspol. Elektrischer Strom beginnt zu fließen. Eine einzelne Zelle baut dabei eine Spannung von 150 Millivolt auf. Das ist nicht besonders viel. Aber in den elektrischen Organen sind Tausende dieser Zellen in Reihen hintereinandergeschaltet, ähnlich wie die Batterien in einer Taschenlampe. Dadurch können Zitteraale Spannungen von mehreren Hundert Volt erzeugen! Der Strom verlässt den Körper des Fisches an der Vorderseite und fließt am Schwanzende wieder zurück. Der Zitteraal ist wie eine lebende Batterie!

ZDF/Terra X+/Bilderfest/Tillman Graach/Sabine Fink/Benjamin Herzberger/Moritz Krause/Phillip Becker, Maximilian Mohr

https://www.unifr.ch/news/de/18315/der-zitteraal-inspiriert-unsere-forschenden?&p=1

Der Zitteraal erzeugt Strom durch elektrische Organe. Darin sind Tausende "Batterie"-Zellen in Reihen hintereinander geschaltet. Damit kann er Spannungen von mehreren Hundert Volt erzeugen. Der Zitteraal ist wie eine lebende Batterie.

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Anatomie Oktopus

Biologie

Der Oktopus gehört zu den Weichtieren und besitzt weder Schale noch Knochen. Er gilt als sehr intelligent und lernfähig. In seinem Körper schlagen drei Herzen. Besonders ist das Nervensystem: Im Kopf ist das Haupthirn, acht weitere Zentren sind in seinen Armen. Sein Verdauungstrakt zieht sich mitten durch das Gehirn. Oktopusblut ist blau. Geht ein Körperteil verloren, kann es von selbst wieder nachwachsen.

ZDF/Terra X/N. Bergenthal/O. Roetz/WENDEVARGA/Michel Cren Pietsch

Der Oktopus gehört zu den Weichtieren und besitzt weder Schale noch Knochen. In seinem Körper schlagen drei Herzen. Auch sein Nervensystem ist besonders: Im Kopf ist das Haupthirn, acht weitere Zentren sind in seinen Armen.

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Geruchssinn bei der Partnerwahl

Biologie

Die Partnerwahl dient evolutionär und biologisch gesehen einem Zweck: gesunde Nachkommen zu zeugen. Bei Tieren – zum Beispiel Stichlingen – hilft der Geruchssinn. Die Weibchen erschnuppern sich einen Partner, dessen MHC-Gene sich möglichst stark von ihren eigenen unterscheiden. MHC-Gene als wichtige Teile des Immunsystems bewirken eine individuelle Duftnote. Eltern mit möglichst unterschiedlichen Immungenen bekommen so widerstandsfähigere Nachkommen. Tiere und Menschen folgen bei der Partnerwahl der Nase. Allerdings scheint dieses Prinzip für langfristige Bindung beim Menschen wenig wichtig.

ZDF/Terra Xplore/Labo M/Jochen Ruderer/Patryk Puchalski/Gideon Becker/Maximilian Mohr

Tiere und Menschen folgen bei der Partnerwahl der Nase. Bei Tieren – zum Beispiel Stichlingen – hilft der Geruchssinn, widerstandsfähigere Nachkommen zu zeugen.

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Wunderwerk Hai-Gebiss

Biologie

Die schärfste Waffe der meisten Haie ist das Gebiss. Ein Wunderwerk. Auf der Innenseite des Kiefers stehen viele Zähne bereit: Hinter jedem Vorderzahn liegen zehn bis 15 Reihen mit Ersatz-Zähnen. Fällt einer aus – altersbedingt, beim Jagen oder Fressen -, richtet sich der dahinterliegende Zahn durch mechanische Spannung auf. Im Laufe seines Lebens wachsen einem Hai bis zu 30.000 Zähne.

ZDF/Terra X/R. Marel/S. Hillmann/C. Gerisch/A. Kindler/SpiegelTV/Maximilian Mohr

Die schärfste Waffe der meisten Haie ist das Gebiss. Auf der Innenseite des Kiefers stehen viele Zähne bereit: Hinter jedem Vorderzahn liegen bis zu 15 Reihen mit Ersatz-Zähnen. Im Laufe seines Lebens wachsen einem Hai bis zu 30.000 Zähne.

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So entsteht Bienenhonig

Biologie

Vom Frühjahr bis zum Herbst sammeln Honigbienen Pollen und Nektar. Dabei erreichen sie eine Geschwindigkeit von circa 20 km/h. Sie saugen den süßen Nektar aus der Blüte in ihren Honigmagen. Dieser ist nach etwa 200 Blüten gefüllt. Dann kehrt die Sammelbiene zurück in den Bienenstock und übergibt den Inhalt des Honigmagens an die Stockbiene. Im Bienenstock geben sich weitere Arbeiterinnen den Nektar von „Rüssel zu Rüssel“ weiter. Dabei werden dem Pflanzensaft körpereigene, wertvolle Enzyme beigemischt und Wasser entzogen. Die Bienen wissen instinktiv, wann sie den noch halb reifen Honig in die offenen Waben zum Trocknen einlagern müssen. Um die Verdunstung des restlichen Wassers zu beschleunigen, fächeln die Insekten mit ihren Flügeln und erzeugen so einen Luftstrom. Enthält der Honig weniger als ein Fünftel Wasser, verschließen die Bienen die Waben mit einem wasserdichten Wachsdeckel. Jetzt kann der Honig rausgeschleudert werden.

ZDF/TerraX/Ioanna Engel/ Anna-Lena Neidlinger

Vom Einsammeln der Pollen und des Nektars bis zum Verschließen der Waben im Bienenstock. So entsteht Bienenhonig.

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Warum sind Insekten wichtig?

Biologie

Insekten sind für uns Menschen und für die Natur wichtig – denn alles hängt miteinander zusammen. Die Biene zum Beispiel sammelt auf ihrer Tour durch die Pflanzenwelt Blütenstaub. Auf ihrem Weg streift sie ihn auf anderen Blüten wieder ab. So befruchtet sie die Pflanzen und sorgt dafür, dass zum Beispiel Apfelbäume Äpfel tragen. Und auch, dass Tomaten wachsen können. Je weniger Bienen es gibt, desto weniger Pflanzen werden befruchtet. In der Natur halten sich Tiere und Pflanzen gegenseitig im Gleichgewicht. Zum Beispiel fressen Marienkäfer Blattläuse. Wenn die Marienkäfer fehlen, gibt es zu viele Blattläuse. Und die zerstören dann wiederum immer mehr Pflanzen. Das Gleichgewicht in der Tierwelt ist wichtig, damit es nicht zu viele Schädlinge gibt und nicht zu viele Pflanzen zerstört werden. Außerdem werden Insekten von größeren Tieren wie zum Beispiel von Vögeln gefressen. Fehlen Insekten, fehlt den größeren Tieren ihre Nahrungsgrundlage – denn in der Natur hängt vieles miteinander zusammen.

ZDF/logo/Maral Bazargami/Jochen Schmidt

https://www.oekoleo.de/artikel/kleine-tiere-grosse-leistung-insekten/

Insekten sind für uns Menschen und für die Natur wichtig – denn alles hängt miteinander zusammen. Je weniger Bienen es zum Beispiel gibt, desto weniger Pflanzen werden befruchtet. Und fehlen Insekten, fehlt den größeren Tieren ihre Nahrungsgrundlage.

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Das Jagdgeheimnis der Florfliege

Biologie

Dieses Tier hat ein duftendes Geheimnis: Perlenflorfliegen legen ihre Eier in der Nähe von Termitenbauten ab. Sind die Larven geschlüpft, schleichen sie in den Bau. Stößt eine Larve dort auf Termiten, schwingt sie die Spitze ihres Hinterteils auf Kopfhöhe ihrer Opfer und pupst. Dabei stößt sie ein Allomon, also eine besondere chemische Substanz aus, mit der sie ihre Beute lahmlegt. Mit einem einzigen Pups kann die Larve gleich mehrere Insekten erledigen. Das Allomon führt nur zu einer Lähmung der Termiten, so dass diese lebend von den Larven gefressen werden. Auf andere anwesende Insekten hat die Substanz keinerlei Einfluss.

ZDF TerraX/Daniela Busch/Anna-Lena Neidlinger

https://www.kindernetz.de/wissen/tierlexikon/steckbrief-florfliege-100.html

Perlenflorfliegen legen ihre Eier in der Nähe von Termitenbauten ab. Sind die Larven geschlüpft, schleichen sie in den Bau. Stößt eine Larve dort auf Termiten, schwingt sie die Spitze ihres Hinterteils auf Kopfhöhe ihrer Opfer und pupst.

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Termiten - großartige Architekten

Biologie

Ein Termitenbau ist ein unterirdisches Labyrinth aus Gängen und Schächten. In den Kammern ziehen die Termiten ihren Nachwuchs auf und züchten Pilze, die ihnen als Nahrung dienen. Sie haben ihren Bau so angelegt, dass die Bedingungen im Inneren selbst bei extremer Hitze und Trockenheit konstant bleiben und der Innenraum gleichzeitig mit Frischluft versorgt wird. Von der einen Seite strömt die frische Luft durch feine Kanäle in den Bau. Sie nimmt heiße, abgestandene Luft aus dem unterirdischen Teil des Baus mit. Der Wind, der außen entlangströmt, erzeugt einen Sog. Dieser zieht die verbrauchte Luft aus dem Bau, wie ein Kamin.

ZDF/Terra X/C. Haak/Nikolai Holzach/Maximilian Mohr

Ein Termitenbau ist ein unterirdisches Labyrinth aus Gängen und Schächten. Die Termiten legen ihn so an, dass die Bedingungen im Inneren auch bei extremer Hitze und Trockenheit konstant bleiben und der Innenraum gleichzeitig mit Frischluft versorgt wird.

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So beeinflussen sich Lebewesen gegenseitig

Biologie

Diese Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen! Denn keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. So können auch die kleinsten Organismen große Effekte haben. Die ostafrikanische Flötenakazie lebt in einer Gemeinschaft mit Crematogaster-Ameisen. Der Baum bietet den Insekten in seinen angeschwollenen Stacheln Nektar und Lebensraum. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen den Baum gegen blätterfressende Elefanten. Ein Biss in die empfindlichen Schleimhäute schreckt ab. Doch die invasive Dickkopfameise Pheidole megacephala stört diese Symbiose und frisst die nützlichen einheimischen Ameisen. Zudem verteidigt diese Art die Bäume nicht mehr gegen Elefanten. Die Folge: Es werden mehr Bäume abgefressen, und die Savanne wird offener. Das wiederum geht an den Löwen nicht spurlos vorbei: Sie haben weniger Verstecke, um ihrer Beute aufzulauern - und erbeuten auch weniger Zebras.

ZDF/Terra X/Malte Jessl/Martin Schaaf/Maximilian Heß

Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen? Keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. Auch die kleinsten Organismen können große Effekte haben.

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Wie bewegen sich Schnecken fort?

Biologie

Schnecken werden in der Wissenschaft auch Gastropoden genannt, das heißt Bauchfüßer. Denn: Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Die Schnecke bewegt sich vorwärts, indem sie diesen breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung. Von der Seite sieht man davon nichts, weil der Rand des Fußes immer fest am Boden bleibt. Aber dass Schnecken tatsächlich über Rasierklingen kriechen können, liegt an ihrem Schleim. Er schützt nicht nur den Schneckenkörper vor dem Austrocknen, sondern ist so etwas wie eine selbst gemachte Fahrbahn. Durch eine Drüse am Fuß scheidet die Schnecke den Schleim aus, der zum größten Teil aus Wasser besteht, daneben aber auch Zucker und Eiweiß enthält. Diese Mischung verleiht dem Schleim eine besondere Eigenschaft: Er kann seine Konsistenz verändern! Eigentlich ist er zäh und klebrig. So gibt er der Schnecke Halt, sogar auf senkrechten Flächen. Doch dort, wo die Schnecke bei ihrer wellenförmigen Kriechbewegung den Fuß gegen den Untergrund presst, wird der Schleim unter dem Druck flüssig. So kann die Schnecke auf ihrem Schleim voran gleiten - auch über scharfe Rasierklingen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Tillman Graach/Ariel Sages/Kilian Vogl/Saba Bussmann/Moritz Frisch

Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Sie bewegt sich vorwärts, indem sie den breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung.

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Warum fallen schlafende Vögel nicht vom Baum?

Biologie

Ein Blick hoch in den Baum und wir fragen uns erstaunt: Warum fallen Vögel beim Schlafen nicht vom Ast? Das finden wir deshalb so bemerkenswert, weil wir uns nur sehr schwer an einem Ast halten können. Umklammern wir Menschen einen Ast, dann müssen wir dazu die Muskeln von Händen und Armen anspannen. Wenn wir gut austrainiert sind, dann können wir das eine ganze Weile aushalten. Aber schlafen wir ein, entspannt der Körper und damit die Muskeln – wir würden vom Baum fallen. Für Vögel ist das kein Problem. Selbst im Schlaf umklammern ihre Krallen fest den Ast. Denn ihre Füße haben einen angeborenen Verschlussmechanismus. Setzt sich ein Vogel auf einen Ast knickt er seine Beine ein – dadurch spannt sich die Sehne, und die Zehen werden zusammengezogen. Sie umschließen den Ast. Je tiefer der Vogel sich hinhockt, desto fester wird sein Griff. Noch verstärkt durch das Körpergewicht. Will der Vogel weiterfliegen, muss er zuerst seine Beine strecken – erst dann löst sich der Verschlussmechanismus – seine Zehen öffnen sich, und er kann wieder losdüsen.

ZDF/3sat/nano/Autorenkombinat/Holger Barthel und Daniel Beißmann/Markus Wohn/Maximilian Heß

Setzt sich ein Vogel auf einen Ast knickt er seine Beine ein – dadurch spannt sich die Sehne und die Zehen werden zusammengezogen. Sie umschließen den Ast. Je tiefer der Vogel sich hinhockt, desto fester wird sein Griff.

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Ausbreitung der Komodowarane

Biologie

Komodowarane leben hauptsächlich auf der Insel Komodo, nach der sie benannt sind. Doch Fossilien belegen, dass sie einst noch weiter verbreitet waren: Ihre Vorfahren stammen aus Australien. Während der Kaltzeiten, als der Meeresspiegel niedriger war, verbreiteten sie sich über Neuguinea bis auf die Insel Komodo. Vielerorts – auch in Australien – starben die Tiere aus, nur nicht auf dem schwer zugänglichen Komodo und den nahegelegenen Inseln. Wahrscheinlich waren sie dort besser vor Menschen geschützt, die einst wie Forschende vermuten, Echseneier aßen.

ZDF/Terra X/R. Rauert/Marc Trompetter/Maximilian Heß

Komodowarane leben hauptsächlich auf der Insel Komodo, nach der sie benannt sind. Doch Fossilien belegen, dass sie einst viel weiter verbreitet waren: Ihre Vorfahren stammen aus Australien.

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Intelligente Vögel

Biologie

Warum gelten Vögel im Vergleich zu vielen anderen Lebewesen als intelligent? Ihr Körper ist leicht und aerodynamisch - ganz aufs Fliegen ausgerichtet. Daher besitzen Vögel ein viel kleineres Gehirn als beispielsweise Menschen. Ihnen fehlt zudem die Großhirnrinde, in der beim Menschen das Denken stattfindet. Doch im unscheinbar wirkenden Vorderhirn von Vögeln – wie bei diesem Goffinkakadu – finden sich auf kleinstem Raum sehr viele Nervenzellen. Die Dichte an Neuronen ist höher als beim Menschen. Das heißt: Vögel haben mehr Brainpower auf weniger Raum.

ZDF/Terra X/N. Bergenthal/O. Roetz/WENDEVARGA/Maximilian Heß

Vögel besitzen ein viel kleineres Gehirn als Menschen. Ihnen fehlt zudem die Großhirnrinde, in der beim Menschen das Denken stattfindet. Doch dafür ist die Dichte an Neuronen im Vogelhirn höher. Das bedeutet mehr Brainpower auf weniger Raum.

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Brutstrategie der Maulbrüterfische

Biologie

Eine erstaunliche Strategie der elterlichen Fürsorge. Bei den Maulbrüterfischen Glossamia aprion und Neoarius graeffei schließen die Männer die befruchteten Eier in ihrer Mundhöhle ein Das erfordert viel Disziplin: In dieser Zeit können Maulbrüter-Männchen kaum etwas essen. Die Larven werden so vor Fressfeinden geschützt. Dabei ist nicht gesagt, dass die Eier nur das eigene Erbgut enthalten. Das kann auch von anderen Männchen stammen. Oder die Männchen tragen die Eier von mehr als einem Weibchen aus. Ob es Nachwuchs gibt? Hängt davon ab, ob sich das Männchen beherrschen kann.

ZDF/Terra X/Hannah Aagard/Anna-Lena Neidlinger/Maximilian Mohr

Bei Maulbrüterfischen schließen die Männer die befruchteten Eier in ihrer Mundhöhle ein. Die Larven werden so vor Fressfeinden geschützt.

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Wie atmet eine Boa beim Erwürgen der Beute?

Biologie

Warum erstickt die Boa nicht, während sie ihre Beute erwürgt? Dabei hilft ihr eine spezielle Atemtechnik. Wenn Würgeschlangen ihre gefangene Beute zu Tode quetschen, lastet dabei der gesamte Druck auf ihrem Brustkorb. Anders als Säugetiere haben Schlangen kein Zwerchfell: Sie atmen, indem sie ihre Rippenbögen bewegen. Schlangen können gezielt einzelne Rippen bewegen. Sie verwenden die Rippen, die sich im nicht blockierten Teil des Brustkorbes befinden. Kleine Bereiche der Lunge werden zu einer Art Blasebalg und saugen Luft in die blockierten Zonen.

ZDF/Terra X/Jochen Rall/Daniela Busch/Maximilian Mohr

https://www.avogato.net/post/warum-sich-schlangen-nicht-selbst-erwuergen

Beim Erwürgen der Beute hilft der Boa eine spezielle Atemtechnik. Anders als Säugetiere haben Schlangen kein Zwerchfell: Sie atmen, indem sie ihre Rippenbögen bewegen.

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Flugstrategie der Zebrafinken

Biologie

Woher wissen alle Vögel im Schwarm wohin sie fliegen müssen? Viele Vogelarten fliegen in Schwärmen, um große Flugstrecken sicher zu überwinden. Zebrafinken zeigen ihren Artgenossen den Richtungswechsel mit Blicken. Bereits kurz vor dem Ausscheren drehen die Vögel ihren Kopf um rund 90 Grad. Dadurch schaut ein Auge in die Richtung des geplanten Manövers, das andere nach vorn. Das konnten Wissenschaftler:innen jetzt beobachten. Beim Wechsel der Flughöhe nutzen die Vögel dagegen oft spezielle Rufe. Das Team konnte beobachten, dass sich nach einem solchen Ruf die Fluggeschwindigkeit der anderen Zebrafinken kurzzeitig verringerte. Dies könnte es ihnen erleichtern, die Flugbahn des rufenden Vogels zu beobachten und Kollisionen zu vermeiden.

ZDF/Terra X/Jochen Rall/Daniela Busch/Maximilian Mohr

https://www.nature.com/articles/s41559-022-01800-4

Woher wissen alle Vögel im Schwarm, wohin sie fliegen müssen? Zebrafinken zeigen ihren Artgenossen den Richtungswechsel mit Blicken. Beim Wechsel der Flughöhe nutzen die Vögel dagegen oft spezielle Rufe.

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Warum wir weinen

Biologie

Die Forschung geht davon aus, dass das menschliche Weinen auf Trennungsrufe zurückgeht, die man auch bei allen Säugetieren und vielen Vögeln beobachten kann. Babys schreien, wenn sie Hunger oder Schmerzen haben, wenn sie frieren oder wenn ihnen die Zuwendung ihrer Eltern fehlt. Auch im Tierreich. Aber nur beim menschlichen Nachwuchs kommt etwa nach dem ersten Lebensmonat zum akustischen Signal: „Schreien“ noch ein visuelles dazu: „Tränen“! Das macht evolutionär auch Sinn: Babys können nämlich so auf sich aufmerksam machen, ohne mit lautem Geschrei potentielle Feinde anzulocken. Bei Menschen ist das besonders wichtig, weil der Nachwuchs sehr lange von seinen Eltern abhängig ist. Babys signalisieren mit Tränen also zusätzlich, dass sie Hilfe brauchen.

ZDF/Terra X/Labo M./Kristin Kassen/Dominik Wolf/Maximilian Heß

Die Forschung geht davon aus, dass das menschliche Weinen auf Trennungsrufe zurückgeht, die man auch bei allen Säugetieren und vielen Vögeln beobachten kann.

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Feuer revolutioniert Leben

Biologie

Das Leben unserer Vorfahren in Afrika war entbehrungsreich. Um Vorräte anlegen zu können, mussten sie die erbeuteten Fleischmengen haltbar machen. Dazu nutzten sie Feuer und Rauch. Die Beherrschung des Feuers revolutionierte unsere Ernährung: Gegart waren Fleisch oder Pflanzen leichter verdaulich, hatten mehr Nährwerte und weniger Keime. Die Folge: Wir wurden kräftiger und unser Gehirn konnte sich besser weiterentwickeln.

ZDF/Terra X/ S. Armsen / Marc Trompetter/Maximilian Heß

Die Beherrschung des Feuers revolutionierte unsere Ernährung: Gegart waren Fleisch oder Pflanzen leichter verdaulich, hatten mehr Nährwerte und weniger Keime. Die Folge: Wir wurden kräftiger und unser Gehirn konnte sich weiterentwickeln.

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Wie entstand unser Fleischhunger?

Biologie

Vor rund zwei Millionen Jahren wird der Mensch zum Jäger. Jagen ist schwierig und anstrengend - primär für die Männer wird Fleisch zum Symbol der Macht. Es soll die Fruchtbarkeit fördern und wird nebenbei auch noch gegen Sex getauscht. Fleisch - ein Booster für die Evolution, denn die hochwertige Nahrung lässt auch das Gehirn wachsen. Mehr Hirn, mehr kluge Ideen: Das öffnet die Tür zu neuen Erfindungen. Vor gut 10.000 Jahren stabilisiert sich das Klima, das ist die Geburtsstunde des Ackerbaus – und bald gelingt auch die Domestizierung von Tieren. Eine Erfolgsgeschichte mit dem Effekt, dass die Bevölkerung wächst und wächst. Die Industrialisierung beschleunigt die Entwicklung. Immer mehr Menschen ziehen in die Stadt. Konsument und Tier entfernen sich voneinander. Und: Alle haben Hunger! Die zweite Tür für den Massenkonsum von Fleisch öffnet sich: Maschinen und erste Kunstdünger steigern die Erträge rapide. Tiere werden so gezüchtet, dass ihre Muskelmasse zunimmt. Zerlegt werden sie nun industriell in Schlachthäusern und von dort aus verteilt. Nach den Depressionen der Kriege wird ab den 50ern mit Fleisch Frieden, Freiheit und Wohlstand zelebriert. Die symbolische Überhöhung öffnet die nächste Tür. Zucht und Technik trimmen das Tier zur Hochleistungsfabrik. Die Intensivierung der Viehwirtschaft lässt die Preise rasant fallen. Es folgt die Kapitalisierung. Fleisch wird zum "global Business". Und "verschlingt" weltweit gewaltige Agrarflächen für den Anbau von Futter. Und heute? Noch nie musste der Mensch so wenig für Fleisch arbeiten. Es ist billiger denn je. Was einst Luxus war, ist heute Standard auf dem Esstisch. Durchschreiten wir damit die letzte Tür, die in eine Sackgasse führt? Unser übermäßiger Konsum könnte nun den Planeten selbst "grillen".

ZDF/Terra X/C. Schrader/M. Jänig/David da Cruz/Maximilian Heß

Vor rund zwei Millionen Jahren wird der Mensch zum Jäger. Fleisch ist ein Booster für die Evolution, denn die hochwertige Nahrung lässt auch das Gehirn wachsen. Doch unser übermäßiger Konsum heute ist eine Gefahr für den Menschen und den Planeten.

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Warum hat ein Zebra Streifen?

Biologie

In Afrika sind die Tsetsefliegen eine echte Plage. Besonders verbreitet sind sie im sogenannten Tsetsegürtel. Sie übertragen die Schlafkrankheit auf Menschen und die damit verwandte Nagana-Seuche auf Tiere. Doch die Facettenaugen der Fliege können Streifenmuster nicht zu einem klaren Bild zusammensetzen. Also werden Zebras seltener gebissen. Und deshalb leben hier die gestreiften Zebras. Ihre Verwandtschaft außerhalb der Tsetse-Region ist ungefährdet: Diese Tiere bleiben einfarbig. Im Grenzbereich lebte einst das mittlerweile ausgerottete Quagga: Es war vorne gestreift und hinten einfarbig. Doch wie schaffte es die Evolution, ein Tier anzumalen? Schon der gemeinsame Vorfahre von Pferd und Zebra trug ein dezentes Muster. Bei jeder Paarung wurden die Gene neu gemischt. Der Nachwuchs hatte mal mehr, mal weniger Streifen. Doch im Spiel des Lebens waren die Chancen ungleich verteilt. Die Stechfliegen fassten die einfarbigen Tiere ins Auge und infizierten sie mit Seuchen. Während die einen erkrankten, blieben die Zebra-Ahnen gesund. Und vermehrten sich prächtig. Ein Beispiel für natürliche Selektion. Irgendwann trugen alle Pferde im Tsetsegürtel Streifen. Eine neue Art war entstanden: das Zebra. Eine Art hatte eine andere erfolgreich ausgetrickst. Und die Tsetsefliegen suchten sich neue Opfer.

ZDF/TerraX/R.Schlosshan/F.Haedecke/C.Ruby/F.Wienke/Gruppe5/Jochen Schmidt

Schon der gemeinsame Vorfahre von Pferd und Zebra trug ein dezentes Muster. Im Laufe der Zeit setzten sich die Streifen bei den Nachkommen durch. Die Tsetsefliege sorgte für diese Auslese, da sie nur einfarbige Tiere erkannte und mit Seuchen infizierte.

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Y-Chromosom und der Stammbaum des Menschen

Biologie

Das Y-Chromosom wird - nahezu unverändert - immer direkt vom Vater auf den Sohn übertragen. Entsteht eine Mutation, wird diese an alle folgenden Generationen weitergegeben. Forscher können so anhand der Abfolge der Mutationen einen Stammbaum erstellen. Alle Männer weltweit lassen sich auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückführen.

ZDF/Terra X/Tobias Schultes/Albrecht M. Wendlandt

Das Y-Chromosom wird - nahezu unverändert - immer direkt vom Vater auf den Sohn übertragen. Entsteht eine Mutation, wird diese an alle folgenden Generationen weitergegeben.

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Warum wir sprechen können

Biologie

Anatomische Funde und genetische Forschung weisen darauf hin, dass der Neandertaler wohl ähnlich sprechen konnte wie der Homo sapiens. 1989 wurde bei den Überresten eines Neandertalers ein so genanntes Zungenbein gefunden, das in der Mitte des Halses sitzt. Beim Menschen ist das Zungenbein die entscheidende anatomische Voraussetzung für eine seiner wichtigsten Begabungen: nämlich der Fähigkeit, zu sprechen. Die Grundlage für Sprache ist das Zusammenspiel von Anatomie, geistigem Vermögen und der Existenz eines besonderen Gens: FoxP2, besser bekannt als „Sprach-Gen“. Schon die Neandertaler besaßen diesen Erbgutabschnitt, der beim modernen Menschen für die Sprachentwicklung zuständig ist. Der Höhlenmensch Neandertaler war ähnlich sprachgewandt wie der Homo sapiens.

ZDF/Terra X/Film Produktion Stein e.K./Alexander Hogh/Martin Papirowski/Timm Westen, Roxana Ardelean/Golem Studio/Guido Leuck/Frauenhofer Intitut für Graphische Datenverarbeitung/Christofori u.Partner

Schon die Neandertaler besaßen das Sprach-Gen FoxP2, das beim modernen Menschen für die Sprachentwicklung zuständig ist. War also der Höhlenmensch ähnlich sprachgewandt wie Homo sapiens?

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Y-Chromosom und Wanderwege des Menschen

Biologie

Alle Männer, die einst aus Afrika auswanderten, haben die gleiche Mutation auf dem Y-Chromosom. Mit der Zeit traten weitere Mutationen auf, die heute noch nachgewiesen werden können. So lässt sich die zeitliche Abfolge der Wanderwege und Gabelungen rekonstruieren, an denen sich einzelne Gruppen trennten.

ZDF/Terra X/Tobias Schultes/Albrecht M. Wendlandt

Alle Männer, die einst aus Afrika auswanderten, haben die gleiche Mutation auf dem Y-Chromosom. Mit der Zeit traten weitere Mutationen auf, die heute noch nachgewiesen werden können.

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Dinosaurierspuren in Deutschland

Biologie

In einem Deutschland vor unserer Zeit streiften Riesenechsen durch Seenlandschaften und Urwälder. Noch heute lassen sich viele Spuren ihrer Vergangenheit finden. In der Trias vor über 200 Millionen Jahren stapfte der Langhals-Dino Plateosaurus durch Gebiete, die heute zu Deutschland gehören. Skelette des bis zu vier Tonnen schweren und sieben Meter langen Pflanzenfressers wurden zum Beispiel in Baden-Württemberg gefunden. Der Emausaurus lebte vor 180 Millionen Jahren. Seine Fossilien wurden unter anderem in Mecklenburg-Vorpommern entdeckt. Der etwa rabengroße Archaeopteryx wies Merkmale von Reptilien und Vögeln auf. Seine rund 150 Millionen Jahre alten Überreste fand man vor allem in Süddeutschland. Die meisten Skelettteile des Raubsauriers „Wiehenvenator albati“ aus der Jurazeit kamen in Norddeutschland ans Licht. Der neun Meter lange Riese lief auf zwei Beinen.

ZDF/TerraX/Andreas Sommer/Martin Schaaf/Jochen Schmidt

In einem Deutschland vor unserer Zeit streiften Riesenechsen durch Seenlandschaften und Urwälder. Noch heute lassen sich viele Spuren ihrer Vergangenheit finden.

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Die Entstehung des Lebens

Biologie

Damit Leben überhaupt entstehen kann, müssen unter günstigen Bedingungen mindestens zusammentreffen: Aminosäuren, Zucker, Basen und Fette. Sie prallen aufeinander, gehen chemische Verbindungen ein, die schnell wieder zerbrechen. Das Spiel wiederholt sich über Jahrmillionen. Immer wieder entsteht dabei Ribonucleinsäure, RNA, eine enge Verwandte unseres Erbmaterials. Das Ketten-Molekül speichert Informationen, und zwar durch die Reihenfolge, in der die Bausteine auf der Kette angeordnet sind. Fast wie ein chemischer Morse-Code – aber das ist noch kein Leben. Doch die Kette kann noch mehr: Sie kann sich selbst kopieren. So bleibt der "Code“ erhalten und vervielfältigt sich. Zum "Leben" fehlt noch etwas: ein Schutz gegen die Umwelt, damit die Kette nicht sofort wieder zerfällt. Die Lösung dieses Problems: Eine Fetthülle legt sich um die RNA - fertig ist die erste Zelle. Luca wird sie genannt - "the Last Universal Common Ancestor": der letzte gemeinsame Urahn aller jemals existenten Lebewesen. Mit einer einzigen Zelle im Meer hat es angefangen, im Laufe von mehr als drei Milliarden Jahren ist daraus die ungeheure Vielfalt geworden, die uns heute umgibt. Wenn man sich die gesamte Erdgeschichte auf ein Jahr zusammengepresst vorstellt, dann erscheint Luca bereits im Februar. Bis in den Sommer gibt es nichts als einzellige Lebewesen im Meer. Erst am 20. November im Kambrium explodiert das Leben. Am 29. Dezember trennt sich die Linie von Mensch und Schimpanse. Und Homosapiens betritt den Planeten am 31. Dezember, etwa eine halbe Stunde vor Mitternacht. Wir sind die Neuankömmlinge.

ZDF/TerraX/R. Schlosshan/F. Haedecke/C. Ruby/F. Wienke/Gruppe 5/Jochen Schmidt

Damit Leben überhaupt entstehen kann, braucht es Aminosäuren, Zucker, Basen und Fette. Dazu RNA, eine Säure und eine Art chemischen Morsecode - so entstehen Ketten mit Bausteinen. Doch erst eine schützende Fetthülle macht die Ketten zu einer Zelle.

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Die Entstehung des Grundgesetzes

Geschichte

Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Deutschland von den Siegermächten in vier Besatzungszonen aufgeteilt. Die drei Zonen im Westen wurden durch die USA, Frankreich und Großbritannien verwaltet, die Zone im Osten durch die ehemalige Sowjetunion. Während in der Sowjetischen Besatzungszone mit dem Aufbau eines sozialistischen Staates begonnen wurde, schlossen sich die westlichen Alliierten nach und nach zusammen, um den Wiederaufbau Westdeutschlands voranzutreiben. Ihr gemeinsames Ziel: Es sollte ein friedlicher und demokratischer Bundesstaat entstehen. Die westlichen Bundesländer bekamen im Juli 1948 den Auftrag, eine demokratische Verfassung zu entwerfen. Hierzu wählten die Parlamente der elf Länder den sogenannten Parlamentarischen Rat. Am 1. September 1948 fand im Museum Alexander König in Bonn die feierliche Eröffnung statt. Das Gremium aus 65 stimmberechtigten Abgeordneten verschiedener Parteien entschied, statt einer „Verfassung“ ein vorläufiges Grundgesetz zu entwerfen. Der neue Staat sollte provisorischen Charakter haben – bis zu einer künftigen Wiedervereinigung des Deutschen Volkes. Acht Monate arbeiteten die 61 Väter und vier Mütter des Grundgesetzes an ihrem Werk, mit dem Ziel, Deutschland eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller zu geben. Am 8. Mai 1949 wurde das Grundgesetz in Bonn vom Parlamentarischen Rat mit 53 Ja-Stimmen gegen zwölf Nein-Stimmen verabschiedet. Auch die westlichen Besatzungsmächte stimmten zu. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949 und trat mit Ablauf des Tages in Kraft. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

ZDF/Terra X/Ellen Haas/Anna-Lena Neidlinger/Maximilian Heß/Bundesarchiv: Welt im Film Nr.172/1948: B-86630 und Nr. 207/1949: 41524, Bundesrepublik Deutschland

Acht Monate dauerte die Ausarbeitung. Ziel: eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

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Kleiderordnung im Mittelalter

Geschichte

Wer sich wie zu kleiden hatte, war im Mittelalter vorgeschrieben. Oberste Regel: "Anständig" sollte jeder aussehen, also dem eigenen Stand angemessen. Vorgeschrieben wurde vor allem, was nicht getragen werden dürfte: spitze Schnabelschuhe beispielsweise. Die waren dem Adel vorbehalten. Bei Frauen war alles Offenherzige und Figurbetonte verpönt. Juden wurden in fast ganz Europa verpflichtet, einen gelben spitzen Hut zu tragen. Eine unverhohlene Stigmatisierung. Der Bauer trug indes tagein, tagaus dasselbe Gewand: Kittel, Hose, Bundschuh, die immer wieder geflickt wurden.

ZDF/Terra X/G. Graffe/C. Moroni/Gruppe 5/Maximilian Heß

Wer sich wie zu kleiden hatte, war im Mittelalter vorgeschrieben. Oberste Regel: "Anständig" sollte jeder aussehen, also dem eigenen Stand angemessen. Doch vorgeschrieben wurde vor allem, was nicht getragen werden durfte.

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So beeinflussen sich Lebewesen gegenseitig

Geschichte

Diese Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen! Denn keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. So können auch die kleinsten Organismen große Effekte haben. Die ostafrikanische Flötenakazie lebt in einer Gemeinschaft mit Crematogaster-Ameisen. Der Baum bietet den Insekten in seinen angeschwollenen Stacheln Nektar und Lebensraum. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen den Baum gegen blätterfressende Elefanten. Ein Biss in die empfindlichen Schleimhäute schreckt ab. Doch die invasive Dickkopfameise Pheidole megacephala stört diese Symbiose und frisst die nützlichen einheimischen Ameisen. Zudem verteidigt diese Art die Bäume nicht mehr gegen Elefanten. Die Folge: Es werden mehr Bäume abgefressen, und die Savanne wird offener. Das wiederum geht an den Löwen nicht spurlos vorbei: Sie haben weniger Verstecke, um ihrer Beute aufzulauern - und erbeuten auch weniger Zebras.

ZDF/Terra X/Malte Jessl/Martin Schaaf/Maximilian Heß

Ameisen bestimmen, wie Löwen jagen? Keine Art lebt für sich selbst - Lebewesen beeinflussen sich gegenseitig. Auch die kleinsten Organismen können große Effekte haben.

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Die Bedeutung von Fröschen im alten Ägypten

Geschichte

Haben Frösche im alten Ägypten eine besondere Rolle gespielt? In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage: Natürlich mumifiziert – denn im Mumifizieren waren Ägypter wahre Meister. Hier allerdings wurde ihnen die Arbeit abgenommen. Denn Frösche trocknen ganz ohne menschliches Tun aus – ohne Wasser können sie nicht überleben. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben. So wurde die Geburtsgöttin Heqet oft froschköpfig dargestellt – der Frosch also mit Fruchtbarkeit in Verbindung gebracht. Der Grund: Nil-Überschwemmungen locken besonders Frösche an. Der Ruf des Wassers, Leben zu erzeugen, kam dem Frosch somit zugute. Gott Ptah wiederum galt als ein mächtiger Schöpfergott. Inspiriert vom Lebenszyklus der Amphibien, die aus Eiern zu Kaulquappen und dann zu Fröschen heranwachsen, wurde ihm die schöpferische Kraft der Wiedergeburt im Wasser zugeschrieben. Auch waren Amulette in Froschform als Schmuck sehr beliebt.

ZDF/Terra X/Daniela Busch/Kerstin Kockler/Maximiian Heß

In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben.

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Was sich hinter der Kreiszahl pi verbirgt

Geschichte

Was sich hinter der Zahl “pi” verbirgt, lässt sich an jedem runden Alltagsgegenstand erklären. Man misst zum Beispiel von einer Kaffeetasse zuerst den Umfang und dann den Durchmesser. Teilt man dann Umfang durch Durchmesser, erhält man ungefähr 3,14 – also pi. Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante. Erst mit pi konnten Umfang und Fläche eines Kreises berechnet werden. Jährlich wird im dritten Monat, am 14. Tag, also am 14. März, der weltweite „pi-Day“ gefeiert.“ Dazu gibt es einen runden Kuchen – auf englisch “pie” - und es wird eine Runde im Kreis gelaufen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Lena Paul/Dirk Hagen/Saba Bussmann/Jochen Schmidt

https://de.serlo.org/mathe/2107/kreiszahl-pi

Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante.

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Wie funktioniert unser Gleichgewichtssinn?

Geschichte

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich: das Vestibular- oder Gleichgewichtsorgan. Das nur wenige Zentimeter große Organ liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen, die alle mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind. Die drei fast kreisrunden Bogengänge nehmen Drehungen des Kopfes wahr. Je ein Bogen ist für eine Richtung zuständig: Neigungen nach oben und unten, seitliche Drehungen und nach links und rechts. Am Ende jedes Bogengangs befindet sich die “Ampulle”. In einer dünnen Membran, hier rosa eingefärbt, sind die Sinneshärchen eingebettet: Bewegt sich der Kopf, bleibt die träge Flüssigkeit erst einmal still. Die Membran “reibt” also an der Flüssigkeit entlang und reizt die Sinneshärchen. In Gehirn treffen die Signale aus den einzelnen Bogengängen aufeinander und werden zu einem Bild zusammengesetzt. Ebenfalls wichtig für den Gleichgewichtssinn sind die Vorhofsäckchen. Sie funktionieren ähnlich wie die Bogengänge über Sinneshärchen und nehmen Beschleunigungen wahr.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Paul Grumer/Fabian Brokmeier/Benjamin Calliari-Herzberg/Maximilian Heß

Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich. Es ist nur wenige Zentimeter groß, liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen.

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Wie bewegen sich Schnecken fort?

Geschichte

Schnecken werden in der Wissenschaft auch Gastropoden genannt, das heißt Bauchfüßer. Denn: Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Die Schnecke bewegt sich vorwärts, indem sie diesen breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung. Von der Seite sieht man davon nichts, weil der Rand des Fußes immer fest am Boden bleibt. Aber dass Schnecken tatsächlich über Rasierklingen kriechen können, liegt an ihrem Schleim. Er schützt nicht nur den Schneckenkörper vor dem Austrocknen, sondern ist so etwas wie eine selbst gemachte Fahrbahn. Durch eine Drüse am Fuß scheidet die Schnecke den Schleim aus, der zum größten Teil aus Wasser besteht, daneben aber auch Zucker und Eiweiß enthält. Diese Mischung verleiht dem Schleim eine besondere Eigenschaft: Er kann seine Konsistenz verändern! Eigentlich ist er zäh und klebrig. So gibt er der Schnecke Halt, sogar auf senkrechten Flächen. Doch dort, wo die Schnecke bei ihrer wellenförmigen Kriechbewegung den Fuß gegen den Untergrund presst, wird der Schleim unter dem Druck flüssig. So kann die Schnecke auf ihrem Schleim voran gleiten - auch über scharfe Rasierklingen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Tillman Graach/Ariel Sages/Kilian Vogl/Saba Bussmann/Moritz Frisch

https://www.anl.bayern.de/projekte/tierelive/doc/012_schnecken_ges_ba.pdf

Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Sie bewegt sich vorwärts, indem sie den breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung.

https://terraxplaincommons.zdf.de/video/was-verraten-baumringe-creative-commons-clip-100

Was verraten Baumringe?

Geschichte

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten. Im Frühjahr wächst der Baum am schnellsten. In dieser Zeit bildet er die helle Schicht eines Rings. Im Herbst wächst er langsamer – die dunkle Schicht entsteht. Im Winter ist es zu kalt. Deshalb ist eine Wachstumspause angesagt. Das ist aber noch nicht alles: Denn die Ringe verraten uns noch mehr als nur das Alter eines Baumes. Sie sind auch ein Archiv für die Bedingungen unter denen er gewachsen ist. Wenn der Baum in einem Jahr genug Licht, Wasser und Nährstoffe bekommt und günstige Temperaturen herrschen, wächst er schneller. Dann bildet er mehr Holz – also einen breiteren Ring. Es kann aber auch sein, dass der Baum beim Wachstum gestört wird. Zum Beispiel, wenn es zu wenig regnet und sehr heiß ist. Dann bildet er nur einen schmalen Ring. Durch die Abfolge der Ringe kann man deshalb das Alter von Holz exakt bestimmen – sogar Jahrhunderte nachdem ein Baum gefällt wurde. Und man kann genau sagen, wann der Baum gelebt hat und in welchem Jahr er gefällt wurde. So lässt sich auch das Alter historischer Gebäude bestimmen. Dafür untersucht man die Jahresringe der Holzbalken, mit denen das Gebäude gebaut wurde.

ZDF/TerraX/Leon Altfeld/Julia Bruch/Maximilian Heß

Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten.

https://terraxplaincommons.zdf.de/video/wann-tritt-der-klinische-tod-ein-creative-commons-clip-100

Wann tritt der klinische Tod ein?

Geschichte

Beim sogenannten „klinischen Tod“ bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Nach sieben Sekunden kommt es zur Bewusstlosigkeit. Das Herz pumpt das Blut nicht mehr richtig in die Blutgefäße. Die 100 Billionen Zellen im Körper sind aber noch lebendig, sie werden allerdings nun nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Im Gehirn entstehen nach drei bis fünf Minuten bleibende Schäden. Wird rechtzeitig reanimiert, kann der Prozess umgekehrt werden, und der Mensch überlebt. Bleibt allerdings die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig. Der Hirntod tritt ein. Alle Gehirnfunktionen sind erloschen. Ein Zurückkommen ist nicht mehr möglich.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Julia Nölker/Tobias Bauer/Maximilian Heß

Beim sogenannten klinischen Tod bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Die Zellen im Körper werden nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bleibt die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig.

https://terraxplaincommons.zdf.de/video/wie-kann-man-temperatur-definieren-creative-commons-clip-100

Wie kann man Temperatur definieren?

Geschichte

Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, den Atomen und Molekülen. Sie sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Also je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis hin zum absoluten Nullpunkt, dem kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen: Die Celsius-Skala ist zwar die geläufigste, aber in der Physik nutzen Forschende häufig die Kelvin-Skala – deren Grundlage der absolute Nullpunkt ist. An diesem – nur theoretisch erreichbaren – Punkt kommen alle Teilchen zum Stillstand, kälter geht es nicht: Hier herrschen 0 Kelvin. Im Gegensatz zur Celsius-Skala gibt es keine negativen Kelvin-Werte. Deshalb ist für die Temperatur auch Kelvin die international anerkannte Basiseinheit, kurz SI-Einheit – und nicht Grad Celsius. Die Unterschiede zwischen “einem Grad” sind bei Celsius und Kelvin gleich, die beiden Skalen sind nur verschoben: 0 Kelvin entsprechen etwa -273°C.

ZDF/TerraX plus/Bilderfest/Paul Grumer/Moritz Krause/Maximilian Rügamer/Maximilian Heß

https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2022/8/11.html

Atome und Moleküle sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis zum kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen.

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Die Entstehung des Grundgesetzes

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Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde Deutschland von den Siegermächten in vier Besatzungszonen aufgeteilt. Die drei Zonen im Westen wurden durch die USA, Frankreich und Großbritannien verwaltet, die Zone im Osten durch die ehemalige Sowjetunion. Während in der Sowjetischen Besatzungszone mit dem Aufbau eines sozialistischen Staates begonnen wurde, schlossen sich die westlichen Alliierten nach und nach zusammen, um den Wiederaufbau Westdeutschlands voranzutreiben. Ihr gemeinsames Ziel: Es sollte ein friedlicher und demokratischer Bundesstaat entstehen. Die westlichen Bundesländer bekamen im Juli 1948 den Auftrag, eine demokratische Verfassung zu entwerfen. Hierzu wählten die Parlamente der elf Länder den sogenannten Parlamentarischen Rat. Am 1. September 1948 fand im Museum Alexander König in Bonn die feierliche Eröffnung statt. Das Gremium aus 65 stimmberechtigten Abgeordneten verschiedener Parteien entschied, statt einer „Verfassung“ ein vorläufiges Grundgesetz zu entwerfen. Der neue Staat sollte provisorischen Charakter haben – bis zu einer künftigen Wiedervereinigung des Deutschen Volkes. Acht Monate arbeiteten die 61 Väter und vier Mütter des Grundgesetzes an ihrem Werk, mit dem Ziel, Deutschland eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller zu geben. Am 8. Mai 1949 wurde das Grundgesetz in Bonn vom Parlamentarischen Rat mit 53 Ja-Stimmen gegen zwölf Nein-Stimmen verabschiedet. Auch die westlichen Besatzungsmächte stimmten zu. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949 und trat mit Ablauf des Tages in Kraft. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

ZDF/Terra X/Ellen Haas/Anna-Lena Neidlinger/Maximilian Heß/Bundesarchiv: Welt im Film Nr.172/1948: B-86630 und Nr. 207/1949: 41524, Bundesrepublik Deutschland

Acht Monate dauerte die Ausarbeitung. Ziel: eine rechtliche Grundlage für ein friedliches und gerechtes Leben aller. Unterzeichnet wurde das Grundgesetz am 23. Mai 1949. Die Bundesrepublik Deutschland war gegründet.

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Die Bedeutung von Fröschen im alten Ägypten

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Haben Frösche im alten Ägypten eine besondere Rolle gespielt? In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage: Natürlich mumifiziert – denn im Mumifizieren waren Ägypter wahre Meister. Hier allerdings wurde ihnen die Arbeit abgenommen. Denn Frösche trocknen ganz ohne menschliches Tun aus – ohne Wasser können sie nicht überleben. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben. So wurde die Geburtsgöttin Heqet oft froschköpfig dargestellt – der Frosch also mit Fruchtbarkeit in Verbindung gebracht. Der Grund: Nil-Überschwemmungen locken besonders Frösche an. Der Ruf des Wassers, Leben zu erzeugen, kam dem Frosch somit zugute. Gott Ptah wiederum galt als ein mächtiger Schöpfergott. Inspiriert vom Lebenszyklus der Amphibien, die aus Eiern zu Kaulquappen und dann zu Fröschen heranwachsen, wurde ihm die schöpferische Kraft der Wiedergeburt im Wasser zugeschrieben. Auch waren Amulette in Froschform als Schmuck sehr beliebt.

ZDF/Terra X/Daniela Busch/Kerstin Kockler/Maximiian Heß

In Gräbern fand man die Amphibien häufiger als Grabbeilage. Warum wurden aber ausgerechnet Frösche mit ins Jenseits geschickt? Die Antwort findet sich im ägyptischen Götterglauben.

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Was sich hinter der Kreiszahl pi verbirgt

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Was sich hinter der Zahl “pi” verbirgt, lässt sich an jedem runden Alltagsgegenstand erklären. Man misst zum Beispiel von einer Kaffeetasse zuerst den Umfang und dann den Durchmesser. Teilt man dann Umfang durch Durchmesser, erhält man ungefähr 3,14 – also pi. Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante. Erst mit pi konnten Umfang und Fläche eines Kreises berechnet werden. Jährlich wird im dritten Monat, am 14. Tag, also am 14. März, der weltweite „pi-Day“ gefeiert.“ Dazu gibt es einen runden Kuchen – auf englisch “pie” - und es wird eine Runde im Kreis gelaufen.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Lena Paul/Dirk Hagen/Saba Bussmann/Jochen Schmidt

Pi ist das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises. Dabei macht es keinen Unterschied, wie groß der Kreis ist – das Verhältnis bleibt immer gleich, es ist pi. Deshalb spricht man bei pi von einer Konstante.

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Wie funktioniert unser Gleichgewichtssinn?

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Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich: das Vestibular- oder Gleichgewichtsorgan. Das nur wenige Zentimeter große Organ liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen, die alle mit einer zähen Flüssigkeit gefüllt sind. Die drei fast kreisrunden Bogengänge nehmen Drehungen des Kopfes wahr. Je ein Bogen ist für eine Richtung zuständig: Neigungen nach oben und unten, seitliche Drehungen und nach links und rechts. Am Ende jedes Bogengangs befindet sich die “Ampulle”. In einer dünnen Membran, hier rosa eingefärbt, sind die Sinneshärchen eingebettet: Bewegt sich der Kopf, bleibt die träge Flüssigkeit erst einmal still. Die Membran “reibt” also an der Flüssigkeit entlang und reizt die Sinneshärchen. In Gehirn treffen die Signale aus den einzelnen Bogengängen aufeinander und werden zu einem Bild zusammengesetzt. Ebenfalls wichtig für den Gleichgewichtssinn sind die Vorhofsäckchen. Sie funktionieren ähnlich wie die Bogengänge über Sinneshärchen und nehmen Beschleunigungen wahr.

ZDF/Terra X/Bilderfest/Paul Grumer/Fabian Brokmeier/Benjamin Calliari-Herzberg/Maximilian Heß

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Für das menschliche Gleichgewicht ist ein Sinnesorgan im Innenohr verantwortlich. Es ist nur wenige Zentimeter groß, liegt direkt neben der Hörschnecke und besteht aus zwei Teilen: den Bogengängen und den sogenannten Vorhofsäckchen.

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Wie bewegen sich Schnecken fort?

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Schnecken werden in der Wissenschaft auch Gastropoden genannt, das heißt Bauchfüßer. Denn: Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Die Schnecke bewegt sich vorwärts, indem sie diesen breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung. Von der Seite sieht man davon nichts, weil der Rand des Fußes immer fest am Boden bleibt. Aber dass Schnecken tatsächlich über Rasierklingen kriechen können, liegt an ihrem Schleim. Er schützt nicht nur den Schneckenkörper vor dem Austrocknen, sondern ist so etwas wie eine selbst gemachte Fahrbahn. Durch eine Drüse am Fuß scheidet die Schnecke den Schleim aus, der zum größten Teil aus Wasser besteht, daneben aber auch Zucker und Eiweiß enthält. Diese Mischung verleiht dem Schleim eine besondere Eigenschaft: Er kann seine Konsistenz verändern! Eigentlich ist er zäh und klebrig. So gibt er der Schnecke Halt, sogar auf senkrechten Flächen. Doch dort, wo die Schnecke bei ihrer wellenförmigen Kriechbewegung den Fuß gegen den Untergrund presst, wird der Schleim unter dem Druck flüssig. So kann die Schnecke auf ihrem Schleim voran gleiten - auch über scharfe Rasierklingen.

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Der Bauch der Schnecke ist zugleich ihr Fuß. Sie bewegt sich vorwärts, indem sie den breiten, flachen Fuß hinten etwas anhebt und ein Stück weiter vorne wieder aufsetzt. So entsteht eine wellenförmige Vorwärts-Bewegung.

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Turniere im Mittelalter

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Aus zeitgenössischen Turnierdarstellungen können Historiker und Waffenkundler heute jede Menge ableiten. Den Pferden wurden Eisenringe vor die Augen gebunden, damit sie nicht scheuen, wenn sie aufeinander zurasen. Wilde Dekorationen – Puppen oder ausgestopfte Tiere – schmückten die Helme. An der Brust befestigte Haken sollten die Lanzen sicher ins Ziel führen. Zielte man zu hoch, löste sich die Lanze aus der Halterung und flog in hohem Bogen davon. Ein echter Hingucker: präparierte Schilde. Traf man die richtige Stelle, zersprangen sie – dank eines ausgetüftelten Feder-Mechanismus' – in alle Einzelteile.

ZDF/Terra X/G. Graffe/C. Moroni/Gruppe 5/Maximilian Heß

Ob Helmschmuck, Brusthaken, Eisenringe für Pferde oder präparierte Schilde: Aus zeitgenössischen Turnierdarstellungen können Historiker und Waffenkundler heute jede Menge ableiten.

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Lehnswesen im Mittelalter

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Die Ständegesellschaft im Mittelalter beruhte auf dem sogenannten Lehnswesen. Lehen kommt von Leihen. Denn der Lehnsherr verlieh sein Land. Der Lehnsmann versprach dafür Gefolgschaft. Oberster Lehnsherr war der König. An zweiter Stelle standen die Herzöge, Grafen und Bischöfe. Darunter folgte der niedere Adel: Edelfreie und Äbte. Am unteren Rand der Gesellschaft standen die Bauern. Und die Ritter? Auch sie hatten einen Platz in der berühmten Lehnspyramide – als Teil des niederen Adels.

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Die Ständegesellschaft im Mittelalter beruhte auf dem sogenannten Lehnswesen. Der Lehnsherr verlieh sein Land. Der Lehnsmann versprach dafür Gefolgschaft. Die berühmte Lehnspyramide zeigt die Hierarchien.

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Was verraten Baumringe?

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Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten. Im Frühjahr wächst der Baum am schnellsten. In dieser Zeit bildet er die helle Schicht eines Rings. Im Herbst wächst er langsamer – die dunkle Schicht entsteht. Im Winter ist es zu kalt. Deshalb ist eine Wachstumspause angesagt. Das ist aber noch nicht alles: Denn die Ringe verraten uns noch mehr als nur das Alter eines Baumes. Sie sind auch ein Archiv für die Bedingungen unter denen er gewachsen ist. Wenn der Baum in einem Jahr genug Licht, Wasser und Nährstoffe bekommt und günstige Temperaturen herrschen, wächst er schneller. Dann bildet er mehr Holz – also einen breiteren Ring. Es kann aber auch sein, dass der Baum beim Wachstum gestört wird. Zum Beispiel, wenn es zu wenig regnet und sehr heiß ist. Dann bildet er nur einen schmalen Ring. Durch die Abfolge der Ringe kann man deshalb das Alter von Holz exakt bestimmen – sogar Jahrhunderte nachdem ein Baum gefällt wurde. Und man kann genau sagen, wann der Baum gelebt hat und in welchem Jahr er gefällt wurde. So lässt sich auch das Alter historischer Gebäude bestimmen. Dafür untersucht man die Jahresringe der Holzbalken, mit denen das Gebäude gebaut wurde.

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Wie entstehen die Jahresringe von Bäumen? Und was erzählen sie uns über die Vergangenheit? Jedes Jahr bildet ein Baum eine neue Wachstumsschicht. Deshalb gilt: Je mehr Ringe der Baum hat, desto älter ist er. Grund dafür sind die Jahreszeiten.

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Wann tritt der klinische Tod ein?

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Beim sogenannten „klinischen Tod“ bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Nach sieben Sekunden kommt es zur Bewusstlosigkeit. Das Herz pumpt das Blut nicht mehr richtig in die Blutgefäße. Die 100 Billionen Zellen im Körper sind aber noch lebendig, sie werden allerdings nun nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Im Gehirn entstehen nach drei bis fünf Minuten bleibende Schäden. Wird rechtzeitig reanimiert, kann der Prozess umgekehrt werden, und der Mensch überlebt. Bleibt allerdings die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig. Der Hirntod tritt ein. Alle Gehirnfunktionen sind erloschen. Ein Zurückkommen ist nicht mehr möglich.

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Beim sogenannten klinischen Tod bleibt das Herz stehen. Die Atmung fällt aus. Die Zellen im Körper werden nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt. Bleibt die Sauerstoffversorgung aus, sterben die Zellen im Gehirn nach zehn Minuten endgültig.

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Wie kann man Temperatur definieren?

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Alle Stoffe bestehen aus kleinsten Teilchen, den Atomen und Molekülen. Sie sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Also je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis hin zum absoluten Nullpunkt, dem kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen: Die Celsius-Skala ist zwar die geläufigste, aber in der Physik nutzen Forschende häufig die Kelvin-Skala – deren Grundlage der absolute Nullpunkt ist. An diesem – nur theoretisch erreichbaren – Punkt kommen alle Teilchen zum Stillstand, kälter geht es nicht: Hier herrschen 0 Kelvin. Im Gegensatz zur Celsius-Skala gibt es keine negativen Kelvin-Werte. Deshalb ist für die Temperatur auch Kelvin die international anerkannte Basiseinheit, kurz SI-Einheit – und nicht Grad Celsius. Die Unterschiede zwischen “einem Grad” sind bei Celsius und Kelvin gleich, die beiden Skalen sind nur verschoben: 0 Kelvin entsprechen etwa -273°C.

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Atome und Moleküle sind ständig in Bewegung. Die Temperatur ist ein Ausdruck davon, wie heftig sie sich bewegen. Je schneller, desto wärmer und umgekehrt – bis zum kompletten Stillstand. Um die Temperatur zu definieren, gibt es verschiedene Einteilungen.

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Ausdehnung und Zerfall des Osmanischen Reichs

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Die Nachfolger des Propheten Mohammed eroberten erst die arabische Halbinsel und dann die angrenzenden Weltregionen. Nie zuvor hatte sich eine religiöse Bewegung so schnell und nachhaltig ausgebreitet. Ende des 19. Jahrhunderts war das Osmanische Reich auf dem absteigenden Ast. Die einstige Weltmacht war auf einen Bruchteil ihrer früheren Größe geschrumpft. In den Jahren nach dem 1. Weltkrieg werden im Nahen Osten die Grenzen neu gezogen. Das spätere Syrien und der Libanon kommen unter französische Kontrolle, der spätere Irak und Palästina unter britische. Aus dem Mandatsgebiet Palästina sind das heutige Israel, Jordanien und die Palästinensischen Autonomiegebiete hervorgegangen.

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Die Nachfolger des Propheten Mohammed eroberten erst die arabische Halbinsel und dann die angrenzenden Weltregionen. Doch Ende des 19. Jahrhunderts war das Osmanische Reich auf dem absteigenden Ast.