bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Evolution und Züchtung des Saatweizens (Triticum aestivum L.)
Authors: Zeller Friedrich J. , Friebe Bernd
Published: May 2005

Seitdem der abendländische Mensch erkannt hatte, daß sich Getreidekörner, besonders die des Weizens, zur Mehl‐ und Brotherstellung eignen, ist er auf Gedeih und Verderb mit dieser Pflanzenart verbunden. Ohne den Einfluß des Menschen wären die Kulturformen von Weizen, Reis, Gerste, Hafer und Mais nicht denkbar. War er es doch, der entscheidend dazu beigetragen hat, daß sich im Laufe von Jahrtausenden unsere wichtigsten Getreidearten von ehemals spindelbrüchigen Gräsern, deren Samen nach der Reife auf den Boden fielen, Schrittweise zu zähspindeligen, nichtährenbrüchigen Hochleistungs‐Nutzpflanzen umwandelten.
Die Rolle virus‐ähnlicher Partikel bei parasitoiden Insekten
Authors: Schmidt Otto
Published: May 2005

Viele Insekten haben sich auf eine parasitäre Lebensweise eingestellt, indem sie ein anderes Insekt als temporären Lebensraum für ihre Nachkommenschaft wählen. Man schätzt, daß mehr als 100 000 der über 800 00 Insektenarten zum Parasitismus übergegangen sind [1]. Die meisten parasitoiden (das heißt ihren Wirt tötenden) Insektenarten sind in der Familie der Hautflügler (Hymenopteren) und Zweiflügler (Dipteren) zu finden (Abbildung 1). Organismen, die sich in einem Wirtsorganismus entwickeln und von dessen Geweben ernähren, können diese Lebensweise nur mit Hilfe spezieller Anpassungen vollziehen. Die entscheidenden evolutionären Barrieren für den Übergang zum endoparasitären Leben stellen die Abwehrreaktionen des Wirtes und die gegenüber der Umgebung stark abweichenden physiologischen Bedingungen im Inneren des Wirtstieres dar. Der Aufenthalt vieler holometaboler Insektenlarven in feuchten pflanzlichen oder tierischen Nahrungssubstraten könnte dabei den Übergang zu einer endoparasitären Lebensweise erleichtert haben. Es bleibt aber die Frage, wie diese Insekten es geschafft haben, die Abwehrmechanismen ihrer Wirtsorganismen zu umgehen.
Mikroorganismen in extremen Lebensräumen. Hyperthermophile Prokaryoten
Authors: Segerer Andreas H. , Huber Robert , Stetter Karl O.
Published: May 2005

Schon seit langer Zeit kennt man thermophile Mikroorganismen, die bei Temperaturen von über 40°C wachsen und beispielsweise in Böden, gärendem Pflanzenmaterial und Thermalwässern vorkommen. So beobachtete SCHWABE 1837 grüne Algenbeläge in den Karlsbader Thermalquellen bei Temperaturen von bis zu 59° Réaumur (= 74 °C) [4]. Heute ist eine Vielzahl thermophiler und extrem thermophiler Mikroorganismen bekannt, deren oberste Wachstumstemperatur in der Regel bei 60ä80°C liegt. Sie gehören meist allgemein bekannten Bakteriengattungen wie Bacillus und Clostridium an, welche sich überwiegend aus mesophilen Vertretern zusammensetzen. In jüngster Zeit begann auch die mikrobiologische Erforschung der Extrembiotope unserer Erde, zu denen unter anderem kontinentale und untermeerische Vulkangebiete zählen. Dies führte zur Entdeckung von neuartigen hyperthermophilen Organismen, deren optimale Wachstumstemperatur mindestens 80°C beträgt [2, 5]. Einige von ihnen besitzen unter schwachem Überdruck, der das Sieden des Wassers verhindert, sogar ein Temperaturoptimum von über 100°C.
Forstprojekt im Trockenwald Madagaskars
Authors: Ganzhorn Jörg
Published: May 2005

Ein Stuhl muß mindestens drei Beine haben, damit man sicher darauf sitzen kann. Dieses Bild wählten Stephen Humphrey und Bradley Stith in ihrem Leitartikel zur letztjährigen Dezemberausgabe von „Conservation Biology”︁ als Metapher für einen erfolgversprechenden Naturschutz. Die drei Beine stehen für die Bereiche Artenschutz, Biotopschutz und nachhaltige Nutzung erneuerbarer Ressourcen: Nur alle drei zusammen können den stabilen Zustand aufrechterhalten.
Die Selektivität von Herbiziden. Das Prinzip der Safener
Authors: Ebert Edith , Kreuz Klaus
Published: May 2005

In der heutigen Landwirtschaft muß ein Herbizid im Rahmen des Integrierten Pflanzenschutzes verschiedene Kriterien erfüllen. Neben einer ausreichenden Unkrautkontrolle bei möglichst niedrigen Einsatzmengen soll ein modernes Herbizid umweltverträglich und toxikologisch einwandfrei sein. Ein sehr wichtiges Kriterium ist aber auch die Selektivität eines Herbizids, das heißt die Fähigkeit, Unkräuter unter Kontrolle zu halten, ohne die angepflanzten Kulturen zu schädigen (Abbildung 1).

Dem Landwirt stehen heute wirksamere Produkte zur Verfügung als in den Anfängen des chemischen Pflanzenschutzes [6]. Die Verwendung sowohl alter als auch neuer Herbizide ist aber oft durch die Verträglichkeit der Zielkultur beschränkt. In manchen Fällen ist der Einsatz eines Herbizids mangels Kulturverträglichkeit überhaupt nicht möglich, obwohl sein Einsatz wichtige Unkrautprobleme lösen würde. Dies war vor einigen Jahren der Anlaß dafür, Substanzen zu entwickeln, die dem unerwünschten Herbizidschaden entgegenwirken.
Allergien auf rote Mückenlarven. Beispiel für eine Fehlregulation des Immunsystems
Authors: Liebers Verena , Raulf Monika , Baur Xaver
Published: May 2005

Allergische Reaktionen nehmen in unserer Bevölkerung offensichtlich zu. Dies läßt sich zum Teil dadurch erklären, daß wir mit immer mehr Substanzen mit allergisierendem Potential in Berührung kommen. Andererseits werden aber auch Allergien infolge einer genaueren Diagnostik heute häufiger als früher als Ursache für akute und chronische Beschwerden erkannt.
Gifte im Tierreich
Authors: Habermehl Gerhard G.
Published: May 2005

Mit Giften aus dem Tier‐ und Pflanzenreich hat der Mensch schon sehr früh Bekanntschaft gemacht; infolgedessen haben sie ihn zu allen Zeiten beschäftigt. Inschriften am Grabmal des Pharaos Ti (2500 v. Chr.) belegen die Kenntnis drüber, daß der Kugelfisch giftig ist. In der ostasiatischen Medizin wird seit 400 Jahren das getrocknete und gepulverte Hautdrüsensekret von Kröten zur Behandlung des Altersherzens eingesetzt. Schon aus diesen beiden Beispielen ist ersichtlich, daß Gift‐ und Heilwirkung häufig dicht beieinander liegen. Die Zahl der Beispiele ließe sich fast beliebig vergrößern. Im folgenden soll uns jedoch weniger die Heilwirkung als vielmehr die chemische und pharmakologische Vielfalt von tierischen Giften einerseits und die biologische Bedeutung andererseits interessieren.
Blei und Cadmium — Zeitbombe in unseren Waldböden— Sind Waldökosysteme auch durch toxische Schwermetalle gefährdet?
Authors: Kahle Henning , Breckle Siegmar‐W.
Published: May 2005

Ihre Anreicherung durch jahrzehntelange Immissionen erfolgte lautlos und unauffällig. Die akkumulierten Mengen im Waldboden sind inzwischen vielerorts sehr hoch. Durch saure Niederschläge mobilisiert, entpuppen sie sich als gefährliche Hypothek: toxische Schwermetalle. Lange blieb die Gefahr unbemerkt, heute ist sie jedoch nicht mehr zu übersehen. Angesichts anhaltender Versauerung sind viele Waldböden einer schleichenden Vergiftung ausgesetzt, ebenso die darauf wachsenden Bäume. Denn Schwermetalle gehen zunehmend in Lösung, werden für Wurzeln aufnehmbar und beeinträchtigen das Wachstum von Waldbäumen und deren Naturverjüngung. Welche Konzentrationen im Boden beziehungsweise im Baum sind dabei schädlich? Tragen auch Schwermetalle zu den „Neuartigen Waldschäden”︁ bei? Hauptsächlich am Beispiel von Blei und Cadmium wird die aktuelle Belastungssituation für Böden, Pflanzen und Wälder skizziert und das Gefährdungspotential für Waldökosysteme erörtert.
Steuerung des Vogelzuges Genetische Programme mit hoher Anpassungsfähigkeit
Authors: Berthold Peter
Published: May 2005

Küstenseeschwalben wandern alljährlich bis zu 40 000 km, viele Kleinvögel wie Grasmücken und Rohrsänger etwa 20 000 km, Watvögel bewältigen Teilstrecken bis zu rund 7500 km im Nonstopflug, und ökologische Barrieren wie Hochgebirge können bis in 10000 m Höhe überflogen werden, Wüsten wie die Sahara in wenigen Tagesetappen. Trotz dieser enormen Leistungen und Anforderungen läuft der ausgeprägte, interkontinentale Vogelzug, der sich von Sibirien bis Neuseeland, von Alaska bis Südamerika und von der Arktis bis in die Antarktis erstreckt, nach strengen zeitlichen und räumlichen Regeln ab, und Zugvögel sind keineswegs Spielball ihrer ständig wechselnden Umwelt. Im Gegenteil: Sie können selbst über riesige Entfernungen Jahr für Jahr sowohl ihren Nist‐ als auch ihren Überwinterungsplatz zielsicher wieder aufsuchen, vielfach mit einer Variation von nur wenigen Tagen [l]. Die Forschung der letzten zehn Jahre zeigt, daß angeborene Raum‐Zeit‐Programme „des Rätsels Lösung”︁ sind, die vor allem die vielen Einzelwanderer leiten. Hohe genetische Variabilität ermöglicht schnelle Anpassung derartiger Programme an neue Umweltsituationen.
Der kleine Erdbeerfrosch Dendrobates pumilio Verhalten — Lebensweise — Bedrohung
Authors: Staeck Lothar
Published: May 2005

Im Regenwald des Tortuguero‐Nationalparks kommt das Erdbeerfröschchen noch sehr häufig vor. Doch infolge des enormen Bevölkerungsdrucks auf die geschützten Gebiete im kleinen Costa Rica sind die noch existierenden Regenwälder auch in den Schutzzonen in höchstem Maße bedroht. Die Lebensgrundlagen des Erdbeerfröschchens werden immer knapper. Diese zu den Pfeilgiftfröschen gehörende Amphibienart zeichnet sich durch außergewöhnliche Verhaltensweisen und eine aufsehenerregende Brutpflege aus.
Intrazellulärer Verkehr in Hefe— Woher weiß ein Protein, daß es in die Vakuole soll?
Authors: Braus Gerhard H.
Published: May 2005

Die Bäckerhefe Saccharomyces cerevisiae ist einer der ältesten Kulturbegleiter des Menschen. Die Herstellung von Brot‐, Bier‐ oder Wein‐ähnlichen Produkten wird von den Sumerern, Assyrern und Ägyptern berichtet und ist mehr als 6000 Jahre alt. Wirtschaftlich gesehen ist die Bäckerhefe auch heute noch der wichtigste Mikroorganismus. Hierfür ist vor allem von Bedeutung, daß Hefen für die Energiegewinnung in Abwesenheit von Sauerstoff Zucker in erster Linie in Alkohol (Ethanol) und Kohlendioxid umwandeln. Hefen können sowohl mit Sauerstoff (aerob) als auch ohne Sauerstoff (anaerob) mit verschiedenen Zuckern als Kohlenstoffquelle wachsen.
Struktur, Funktion und Evolution der ATPasen
Authors: Bickel‐Sandkötter Susanne
Published: May 2005

Eines der frühesten Probleme unter den ersten lebenden Zellen war die Bewältigung der „osmotischen Krise”︁. Diese entstand durch den Einstrom von Ionen und Wasser durch die semipermeable Plasmamembran ins Innere der Zellen, zu den dort eingeschlossenen Makromolekülen. Die Lösung des Problems konnte nur durch aktives Ausschleusen von Ionen erreicht werden, also mit Hilfe von Ionenpumpen. Zu den wichtigsten Ionenpumpen in der Natur gehören die ATPasen. Sie kommen in allen Lebewesen vor, vom Bakterium bis zum Menschen. Unter den ATPasen spielen die protonenpumpenden eine zentrale Rolle im Stoffwechsel: Sie stellen einen Protonengradienten zwischen verschiedenen Kompartimenten der Zelle her, und dieser wiederum ist der Antrieb für den wichtigsten Prozeß innerhalb eines Lebewesens, nämlich die Speicherung von chemischer Energie in Form von ATP.
Neuromuskuläre Erbkrankheiten— Tiermodelle und Molekulargenetik
Authors: Jockusch Harald
Published: May 2005

Erbkrankheiten, die zu Störungen des Nerv‐Muskelsystems führen, sind derzeit nur sehr begrenzt therapierbar, aber die Erforschung ihrer Ursachen hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht, wobei die Molekulargenetik eine Schlüsselrolle spielte.Dieses aktuelle Gebiet der biomedizinischen Grundlagenforschung eignet sich in besonderer Weise, die Aussagekraft von Tier‐ und Zellkulturmodellen für menschliche Krankheiten und die Relevanz molekulargenetischer Vergleiche zwischen Tier und Mensch für die Medizin zu diskutieren.
Immunität bei Insekten?
Authors: Trenczek Tina
Published: May 2005

Wenn ein Organismus sich gegen einen Krankheitserreger erfolgreich wehren kann, so hat er dies seinem Immunsystem zu verdanken. Ein solches System muß zwischen körpereigenen Zellen und denen des Fremdorganismus unterscheiden und die Pathogene eliminieren können, ohne dabei die Integrität seines eigenen Körpers zu zerstören. Hierfür werden bei den Wirbeltieren hauptsächlich das Zusammenspiel von Antikörpern, Komplementfaktoren und verschiedenen Zellrezeptoren verantwortlich gemacht. Darüber hinaus können sich Wirbeltiere nach einer überwundenen Krankheit gegen eine erneute Infektion mit den gleichen Krankheitserregern schneller und besser zur Wehr setzen, weil das Immunsystem Informationen über den Fremdorganismus speichern kann [1]. Bei Insekten konnte bisher ein solches adaptives System nicht nachgewiesen werden. Sie können sich aber trotzdem erfolgreich gegen Mikroorganismen oder andere Pathogene wehren. Sind wir daher berechtigt, das endogene Abwehrsystem der Insekten als Immunsystem zu bezeichnen?
Lebensräume — Lebensformen Gefäßpflanzen im Wasser— Rückkehr in einen Ur‐Lebensraum
Authors: Wilmanns Otti
Published: May 2005

Man braucht nicht Botaniker zu sein, um einer von einem unbekannten Fundort stammenden Pflanze anzusehen, ob sie im Wasser oder im freien Luftraum gewachsen ist. Gummi‐artig bewegbare Stengel und Blattstiele, schlaff an der Luft zusammenfallende Blätter ‐ teils zart und fein zerschlitzt, teils mit lederartiger Oberfläche—ein dürftiges System dicklicher, aber wenig verzweigter Wurzeln, allgemein leicht zusammendrückbare Organe: Augenschein und Gespür lassen auf den Lebensraum Hydrosphäre schließen. Dabei gibt es freilich ebenso wie in der Atmosphäre viele verschiedene Möglichkeiten der Einpassung. Heikel kann es indessen werden, wenn Gattung und Art des Fundes namhaft gemacht werden sollen. Trägt die Pflanze weder Blüten noch Früchte, so gelingt die Ansprache oft nur dem erfahrenen Wasserpflanzenkenner.

Wasser ist für Höhere Pflanzen (Gefäßpflanzen, Kormophyten) ein sekundärer Lebensraum, der besonderer, schon äußerlich wahrnehmbarer, morphologisch‐anatomischer Anpassungen bedarf. Man schätzt, daß nur etwa ein Prozent der Höheren Pflanzen den Schritt zurück ins Wasser getan haben. Er erfolgte in verschiedenen Verwandtschaftskreisen offenbar unabhängig voneinander. Über diese strukturellen, mit Sicherheit starke genetische Umbauten verlangenden Konsequenzen hinaus sind auch physiologische Eigenarten bekannt geworden; jedoch erlauben diese noch keine geschlossene Darstellung.
Angewandte Lectinforschung
Authors: Gabius Sigrun , Gabius Hans‐Joachim
Published: May 2005

Nur wenige molekulare Prinzipien bestimmen die auf den ersten Blick verwirrende Vielfalt biologischer Erkennungsprozesse von der Ebene einzelner Moleküle bis hin zu Zell‐Zell‐Interaktionen in Geweben und Organismen. So sind Protein‐Nucleinsäure‐Wechselwirkungen an der Steuerung der Einzelschritte, angefangen von der Verdopplung und Ablesung der Erbsubstanz (DNA‐, RNA‐Polymerasen) bis hin zur Biosynthese zellulärer Proteine, beteiligt, und zwar mit einer erstaunlich geringen Fehlerquote (tRNA‐erkennende Enzyme, ribosomale Proteine). Proteine können nun selbst Sequenzbereiche enthalten, die auf Erkennung anderer Proteine zugeschnitten sind. Folgt auf die Bindung derartiger Liganden die Auslösung eines Effekts durch Signalverarbeitung, so spricht man von einem pharmakologischen Rezeptor. Beispielsweise vermittelt die Bindung von Proteohormonen wie Insulin oder von Cytokinen wie Interleukinen oder einem Tumornekrosefaktor an ihre Membranrezeptoren die Bildung physiologisch bedeutsamer intrazellulärer Signale, wie Änderung des Phosphorylierungsgrades von Proteinen und/oder der Verfügbarkeit von Botenstoffen, wie zyklischer Nucleotide oder von Ca2+‐Ionen. Gerade dieses Beispiel dokumentiert auch, wie eng verknüpft Grundlagenforschung über strukturelle Voraussetzungen und Mechanismen molekularen Erkennens mit medizinischer Anwendung von Proteinen mit Signalfunktion ist. In diesem Artikel wird die Perspektive für eine weitere Spielart molekularer Interaktion aufgezeigt.
Bioakustik der Wasserfrösche— Rufanalysen und Schlußfolgerungen für die Systematik
Authors: Schneider Hans
Published: May 2005

Die Paarungsrufe der Froschlurche dienen der Kommunikation zwischen den Angehörigen einer Art. Mit ihnen markieren Männchen ihre Reviere, oder sie locken damit paarungsbereite Weibchen an, oder aber die Rufe haben beide Funktionen gleichzeitig. Wegen ihrer differenzierten Struktur sind die Paarungsrufe sehr spezifische Artmerkmale und daher auch ein vorzügliches Hilfsmittel, um Probleme der Systematik zu lösen. Gestützt auf die Paarungsrufe führte die Bioakustik der Froschlurche in jüngster Zeit bei den Wasserfröschen zu vielfältigen Ergebnissen, die nicht nur Rückschlüsse auf die Systematik dieser Tiere ermöglichen, sondern auch zur Begründung neuer Arten führen.
Protisten – Modellorganismen der Zellbiologie. Das Kolumbus‐Ei des Entwicklungsphysiologen
Authors: Jaenicke Lothar
Published: May 2005

Die Vorgänge der Entwicklung eines Lebewesens sind immer wieder Ziel staunenden Fragens.

In regelmäßiger Frequenz und Richtung teilt sich die befruchtete Eizelle, wird zu einem Zellhaufen, der sich zur Hohlkugel formt, einstülpt, Keimblätter bildet und aus diesen die Organe des fertigen Organismus. So ist es beim Wirbeltier; beim Insekt ist der Verlauf noch merkwürdiger: Der Zellkern teilt sich im Ei zu einem Syncytium von Tochterkernen, die eine Randschicht ausbilden, sich mit Wänden umgeben und in diesem Hohlkörper die einzelnen Segmente bestimmen, aus denen später, nach der Verpuppung, Kopf, Vorder‐ und Hinterleib mit ihren jeweiligen Ausbildungen werden. Und bei Pflanzen wird die Keirnzelle durch systematische Teilung zu Wurzel‐ und Keimlingsscheitelzelle, aus denen dann die ihnen zukommenden Organe hervorgehen in immer wieder sich schraubig drehenden Teilungsebenen. In Zeitraffung wirkt dies wie ein wunderbar komponiertes und choreographiertes Ballett, das zu verstehen lockt.
Blei im Quellwasser. Ein Fallbeispiel zu den ökosystemaren Folgen der Luftverschmutzung
Authors: Börgel Claus , Lethmate Jürgen , Sommermeyer Jörg , Struck Torsten
Published: May 2005

Der Lebensraum Quelle war „Biotop des Jahres 1992”︁ [l0]. Seine ökologische Bedeutung erkannten Naturschützer wie auch Naturwissenschaftler relativ spät, letztere vor allem im Zusammenhang neuartiger Waldschäden und parallel auftretender Gewässerversauerung. Immissionsökologisch sind Quellen nämlich das letzte Glied der ökosystemaren, also alle Kompartimente des Ökosystems umfassenden Wirkungskette: Versauernd wirkende atmosphärische Ablagerungen werden im Wald und Boden angereichert, umgesetzt und an das Quellwasser abgegeben, sobald der Versauerungswiderstand, die Pufferrate des Einzugsgebietes, erschöpft ist. Selbst Schwermetalle wie Blei und Cadmium, als „ökologische Zeitbombe”︁ jahrzehntelang in Wäldern akkumuliert, durch Komplexbildung im Humus aber unschädlich gehalten, werden jetzt versauerungsbedingt in die Hydrosphäre ausgewaschen und entfalten dort ihre Giftigkeit [2]. Frisches Quellwasser wurde früher vor frevelhaften Eingriffen geschützt, Quellorte waren den Menschen heilig ‐ heute gelten sie zunehmend als Belastungsindikatoren des Ökosystems.
Das Kohlenstoffrätsel
Authors: Riebesell Ulf , Wolf‐Gladrow Dieter
Published: May 2005

Etwa ein Drittel des von Menschen freigesetzten Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) reichert sich in der Atmosphäre an und verstärkt dort den Treibhauseffekt. Zwei Drittel dieses Eintrags werden der Atmosphäre wieder entzogen und an anderer Stelle deponiert. Doch nur für etwa die Hälfte des wieder gebundenen Kohlendioxids kennen wir bisher die Senken. Wo bleibt der Rest? Um Aussagen über den Verbleib weiterer CO2‐Emissionen und damit über die zukünftige Entwicklung des Treibhauseffektes machen zu können, bedarf es der Lösung des Kohlenstoffrätsels.
Die Vielwurzelige Teichlinse. Ohne Stickstoff „geht nichts”︁
Authors: Appenroth Klaus‐J.
Published: May 2005

Es wird immer deutlicher, daß die Überlastung der Ökosysteme mit Stickstoff (Nitrat und Ammonium) eine wesentliche Ursache fur die beobachtbaren ökologischen Schäden darstellt [I]. Dieser Stickstoff ist anthropogener Herkunft (beispielsweise aus industriellen Verbrennungsanlagen, Autoverkehr, landwirtschaftlicher Tierhaltung) und gelangt über Luftschichten unterschiedlicher Hohe in alle Gebiete Deutschlands. Selbst Reinluftgebiete sind von den Stickstoffdepositionen nicht mehr verschont: In nahezu allen Wäldern ist der Stickstoffeintrag inzwischen größer als die Menge, die selbst unter optimalen Bedingungen assimiliert werden kann [2,3,4].

Für Pflanzen hat sich mit dem Überangebot an Nitrat und Ammonium die ursprüngliche Mangelsituation umgekehrt. Im Verlauf der Evolution war Stickstoff stets „ein kritisches Element der Biosphäre”︁ [5], und es galt, den Stickstoffmangelbedingungen durch evolutionäre Anpassung zu begegnen. Die Überlastung der Ökosysteme heute mit Stickstoff ist nicht nur auf Waldflächen zu beobachten; auch aquatische Ökosysteme sind betroffen [6]. Wir untersuchten deshalb den Einfluß von Nitrat und Ammonium auf Wachstum und Entwicklung von aquatischen Blütenpflanzen. Dabei haben sich Wasserlinsen (Lemnaceae) als Testobjekte bewährt. Sie sind weltweit verbreitet und meiden lediglich zu trockene oder zu kalte Gebiete [7]. Zahlreiche Eigenschaften machen die Wasserlinsen für Untersuchungen im Labor besonders geeignet [8]: Sie können in vitro kultiviert werden, der Platzbedarf ist ge ring, und durch eine hohe Vermehrungs bzw. Wachstumsrate werden innerhalb kurzer Zeit Klone gebildet, so daß genetisch identische Pflanzen für die Untersuchungen zur Verfügung stehen.
Leuchtbakterien in der Ostsee
Authors: Schulz Claus‐Jürgen
Published: May 2005

Schätzungsweise zwei Drittel aller Tiere, die in der Dämmerungszone der Tiefsee leben, senden Licht aus. Darunter befinden sich etwa 1000 Fischarten. Häufig sind es Bakterien, die in besonderen Leuchtorganen dieser Tiere leben und dort Licht produzieren. Leuchtbakterien lassen sich aber auch im Darminhalt sowie auf der Körperoberfläche von Meeresfischen nachweisen, ebenso freilebend im Seewasser. Neue Untersuchungsergebnisse deuten darauf hin, daß die Fische an der Verbreitung der Leuchtbakterien beteiligt sein können, indem sie die Bakterien auf ihren Wanderungen im Darm über zum Teil erhebliche Entfernungen verfrachten.
Insektizidresistenz und Evolution: Theorien über die Herkunft der Resistenzallele
Authors: Richter Peter
Published: May 2005

Noch in den siebziger Jahren haben Meldungen über die zunehmende Unempfindlichkeit einer immer größeren Zahl von schädlichen Insekten und Spinnmilben gegenüber chemischen Bekämpfungsmitteln nicht nur bei den Produzenten, sondern auch bei den Anwendern dieser Präparate und aufsichtsführenden Behörden für Unruhe gesorgt. Die Geschwindigkeit, mit der sich viele Arten vor allem auch an völlig neue Wirkstoffe anpaßten, gab begründe ten Anlaß zu der Befürchtung, den durch Pestizide in der Landwirtschaft erzielten Produktivitätszuwachs wieder zu verlieren. Nachgewiesene Fälle wurden akribisch registriert und viele davon in spezialisierten Labors untersucht [1].
Antivirale Effekte von Interferon
Authors: Hug Hubert , Sarre Thomas F.
Published: May 2005

Die Bedrohung von Lebewesen durch Infektionskrankheiten ist vermutlich so alt wie die belebte Welt selbst. Sogar Bakterien ihrerseits Erreger von Infektionskrankheiten‐sind vor der Infektion durch Bakteriophagen nicht gefeit. Zu den Erregern von Infektionskrankheiten zählen Vertreter fast aller niederen Lebensformen wie Viren, Bakterie, Pilze und einzellige Protozoen, und die Bekämpfung von Infektionskrankheiten war und ist eine der großen Herausforderungen für Human und Veterinärmediziner. Dramatische Erfolge wurden mit der Einführung von Sulfonamiden, Antibiotika und nicht zuletzt mit dem Prinzip der Schutzimpfung erzielt: so haben Syphilis, Diphterie und Tetanus, Kinderlähmung und Pocken, um nur einige zu nennen, ihren Schrecken verloren. Trotzdem hat sich eine gruppe von Erregern, die der pflanzen‐ und tierpathogenen Viren, bisher zum Teil einer wirksamen Bekämpfung entzogen, so daß man heute virale Infektionen als die letzte große parasitenbedingte Berdrohung der Menschheit bezeichnen kann. Während sich über eine Million Tote pro Jahr aufgrund viraler Infektionen (Grippe, Hepatitis und andere) wahrscheinlich dem öffentlichen Bewußtsein entziehen, hat da Auftreten des HIV, dem Erreger von AIDS, das Interesse an der Bekämpfung viraler Infektionskrankheiten (wieder) belebt.
Die Schwimmblase als hydrostatisches Organ
Authors: Pelster Bernd
Published: May 2005

Die gasgefüllte Schwimmblase als hydrostatisches Organ ist in vielerlei Hinsicht faszinierend und findet seit langem immer wieder großes Interesse in der Wissenschaft. Bereits zu Beginn des vorigen Jahrhunderts stellte Biot im wahrsten Sine des Wortes mit einem lauten Knall fest, daß Schwimmblasen sehr viel Sauerstoff enthalten können ‐er vermischte die zu analysierenden Gasproben mit Wasserstoff, und als er eine Schwimmblasenprobe untersuchte, kam es zu einer heftigen Knallgasreaktion, die seine Apparatur zerstörte. Andererseits gibt es aber auch Blasen, zum Beispiel bei Salmoniden, die fast ausschließlich mit Stickstoff gefüllt sind. In frisch “ sezerniertem” Gas findet man zudem einen beträchtlichen Anteil an CO2. Gasgefüllte Schwimmblasen wurden bei Fischen in Wassertiefen von über tausend Metern gefunden, so daß der Gasdruck in diesen Blasen über 100 Atmosphären betragen kann, während die Summe der Gaspartialdrücke im arteriellen Blut unabhängig von der Tauchtiefe kaum eine Atmosphäre übersteigt. Somit sind zur Füllung der Schwimmblase enorme Konzentrierungsleistungen erforderlich, die uns weiterhin große Rätsel aufgeben. Wesentliche Komponenten scheinen ein hoch spezialisierter Stoffwechsel des Schwimmblasenepithels und ein sehr effizientes Gegenstromsystem zu sein. Wenig beachtung fand bisher die Frage, wie sich das Schwimmblasengewebe gegen die schädigende Wirkung von Sauerstoffradikalen, die bei hohen Sauerstoffpartialdrücken entstehen, zu schützen vermag.
Das Experiment: Sporenmusterbildung beim Schlauchpilz Neurospora crassa
Authors: Deutsch Andreas
Published: May 2005

Schon lange sind regelmäßige Sporenverteilungen von Pilzen in Form konzentrischer Ringe bekannt [12]. Uns interessieren hier die Sporenmuster des Ascomyceten Neurospora crassa (Roter Brot‐ oder Bäckerschimmel). Erst in jüngster Zeit wurde gezeigt, daß der Pilz nicht nur konzentrische Ringe, sondern noch andere Muster ausbildet, und zwar durch bloße änderung seines Wachstumsmilieus [3].
Theoretische Ökologie
Authors: Jeltsch Florian , Wissel Christian
Published: May 2005

Die theoretische Ökologie ist eine vergleichsweise junge Wissenschaft, die in den angelsächsischen Länder schon wesentlich besser etabliert ist als im deutschsprachigen Raum. Mit Hilfe von Modellen versucht man, ein besseres Verständnis von ökologischen Prozessen und Zusammenhängen zu gewinnen.
Ökosystem Wattenmeer
Authors: Reise Karsten , Asmus Ragnhild , Asmus Harald
Published: May 2005

Das Wattenmeer zeigt eine starke natürliche Variabilität. Fallen zusätzliche Änderungen durch Menschenhand da überhaupt ins Gewicht? Wie Können wir den Einfluß des Menschen messen, wenn kein vergleichbarer Naturzustand als Meßlate zur Verfügung steht? Vermutlich als Folge zugenommener Nährstoffeinträge haben sich Grünalgemmatten erstmals im Watt ausgebreitet. Sie wirken wie Warteschleifen im Stoffumstaz des ökosystems und können so andere Veränderungen hinauszögern. Wo sich aber Muschelbänke ausdehnen konnten, wirkt ihr schneller Stoffumsatz wie ein Veränderungsbeschleuniger. Ob Warteschleife oder Beschleunigung, entscheidet sich im Wechselspiel der Organismenarten untereinander. Die ökologie muß versuchen, die Spielregeln zu finden, um Vorhersagen machen zu können.
Ökologie von Fließgewässern
Authors: Zwick Peter
Published: May 2005

Die Struktur von Fließgewässer'‐Ökosystemen ist zu komplex, um die ökologischen Zusammenhänge auf wenigen Seiten umfassend darzustellen. Stattdessen soll anhand weniger Beispiele aktueller Grundlagenforschung gezeigt werden, wie abiotische, mikrobiologische und verschiedene andere biologische Fließgewässern zusammenwirken müssen. Am Beispiel des Eintrags gelösten organischen Materials mit dem Grundwasser, aber auch an den terrestrischen Populationsverluste von Wasserinsekten wird gezeigt, daß man ökologische Prozesse in Fließgewässern nur dann verstehen kann, wenn man deren besonders enge Wechselbeziehungen mit dem terrestrischen Umland, ihren Einzugsgebieten, beachtet. Diese enge Vernetzung mit dem Umfeld hat auch eine besondere Verletzlichkeit von Fließgewässern zur Folge.
50 Jahre Genbank Gatersleben
Authors: Hammer Karl , Gäde Helmut
Published: May 2005

Wenn über Sinn und Bedeutung der Kulturpflanzenforschung im letzten Jahrzehnt dieses auslaufenden Jahrhunderts erneut nachzudenken ist, so soll zunächst einer der Pioniere dieser Zweigdisziplin zu Wort kommen: HANS STUBBE (1902–1989) schrieb 1957, im Zenit seines Schaffens, daß eine unerläßliche Voraussetzung für die Arbeit des Kulturpflanzenforschers die Sammlung und Erhaltung der auf der Erde vorhandenen Kulturpflanzen und ihrer Wild‐ und Primitivformen ist. Diese Weltsortimente liefern ihm die Vielfalt der Formen, die er für seine Untersuchungen braucht, und ihre Anlage ist um so dringender, als mit fortschreitender landwirtschaftlicher Kultur überall auf der Erde die primitiven Landsorten mehr und mehr ersetzt werden durch hochgezüchtete Formen und daher endgültig verlorengehen. Gleichzeitig haben diese Sortimente die wichtige Aufgabe, die Züchtungsforscher der Welt mit den Formen zu versorgen, die sie zur züchterischen Verbesserung der Kulturpflanzen benötigen. Sie erfüllen damit eine große praktische Aufgabe [23, Seite 7]. Und im letzten Jahrzehnt seines erfolgreichen Forscherlebens resümiert er nochmals: Eine zeitgemäße Kulturpflanzenforschung hat sich nicht allein damit zu befassen, wie alte und bekannte Kulturpflanzen entstanden sind, sie hat in gleicher Weise zu überlegen und intensiv daran zu arbeiten, wie neue geschaffen werden können—, sie hat die Sammlung, Erhaltung und Analyse der Formenmannigfaltigkeit—sowie die vielseitige wissenschaftliche Bearbeitung von Kulturpflanzensippen und ihre Vorselektion auf züchterisch wertvolle Merkmale und Eigenschaften vorzunehmen [25, Seite 11–13]. Das Kernproblem der Kulturpflanzenforschung ist und bleibt, die genetische Variabilität zu erhalten. Aussagen zur Geschichte, Physiologie und Biochemie der Kulturpflanzen erfordern ein großes, unerschöpfliches Material umfangreicher Sortimente, Sie dienen der Grundlagenforschung ebenso, wie sie ein bleibendes Genreservoir für die praktische Pflanzenzüchtung darstellen.

In diesem Sinne ist die heutige Kulturpflanzen‐Genbank aus der Sicht eines Botanikers oder Pflanzenzüchters zu definieren als Sammlung von Samenmustern oder vermehrbaren Teilen von Wild ‐und Kulturvarietäten züchterisch interessanter Pflanzenarten. Demgegenüber ist, nach Auslegung des Kölner Max‐Planck‐Instituts für Züchtungsforschung, eine „Genbank”︁ in der Gentechnik die Bezeichnung für die Sammlung von DNA‐Abschnitten, die Teile oder gar das gesamte Erbgut eines Lebewesens repräsentieren [17]. Beim zunehmenden Gen‐Transfer sind begriffliche Kollisionen nicht auszuschließen. Auch andere Deutungen, beispielsweise den „Boden als Samenbank”︁ zu Bezeichnen [10], kommen vor.

In der Kulturpflanzenforschung‐ und um diese geht es im vorliegenden Beitrag‐hat der Begriff Genbank, mag er nun vom Wortsinn voll zutreffend sein oder nicht, sich mittlerweile weltweit durchgesetzt. Pflanzenzüchter und Naturschützer, staatlich geförderte Kulturpflanzen‐Genbanken und nicht von der öffentlichen Hand unterstützte Naturressourcen‐Pfleger bemühen sich zunehmend um Präzise Begriffsverwendungen (vergleiche auch [9]).
Manipulierte Gene—sicher unter menschlicher Kontrolle?
Authors: Sentker Andreas , Tomiuk Jürgen , Wöhrmann Klaus
Published: May 2005

Im April 1993 hat das Bundesgesundheitsamt zum ersten Mal Freilandversuche mit transgenen Zuckerrüben und Kartoffeln genehmigt. Nach den Feldversuchen mit Petunien am Max‐Planck‐Institut für Züchtungsforschung in Köln ist die Diskussion um die Freisetzung von Pflanzen, die mit Hilfe von molekulargenetischen Methoden verändert wurden, mit dieser Entscheidung wieder erheblich intensiver geworden. Unter anderem wird von Kritikern der Freisetzungsexperimente befürchtet, daß sich manipulierte genetische Substanz der Kontrolle des Menschen entzieht und die Umwelt nachhaltig verändert.
Die Renaissance der Elektronenmikroskopie. Transmissions‐Elektronenmikroskop mit Energiefilter für biologische Proben
Authors: Heinrich Ulf‐Rüdiger
Published: May 2005

Seit Entwicklung der Transmissions‐Elektronenmikroskopie durch Ernst Ruska und Max Knoll im Jahre 1931 ist das Auflösungsvermögen der Elektronenmikroskope bis zum atomaren Bereich gesteigert worden, und auch dickere Präparate oder ganze Zellen können jetzt durch Erhöhung der Beschleunigungsspannung durchstrahlt werden (high voltage electron microscopy). Eine wesentliche Verbesserung in der Anwendung des Transmissions‐Elektronenmikroskops (TEM) über das deskriptive Niveau der Feinstruktur‐Analyse hinaus wird durch die Ausstattung der Mikroskope mit analytischen Zusatzgeräten erreicht, wie beispielsweise durch die Röntgen‐Mikroanalyse (energy dispersive X‐ray analysis − EDX) oder die Elektronen‐Energie‐Verlust‐Spektroskopie (electron energyloss spectroscopy = EELS).
Biologen in unserer Zeit
Authors: Roth Gerhard , Schaefer G. , Jäger K.‐E. , Winkler U. , Voigt Matthias , Grimme L. Horst , Horn Frank , Graf Dittmar , Kück Ulrich , Knievel Fritz
Published: May 2005

Fragen nach der Natur und dem Zustandekommen menschlicher kognitiver Leistungen wie Wahrnehmen, Denken, Vorstellen und Erinnern haben die Menschen seit jeher beschäftigt. lange Zeit war die Auseinandersetzung mit diesen Fragen ein Privileg der Philosophie. Gegen Ende des vorigen Jahrhunderts trennte sich die Psychologie von der Philosophie und beanspruchte, die für Untersuchungen des Wesens und der Funktionen kognitiver Prozesse zuständige Disziplin zu sein. Obwohl die frühe experimentelle Psychologie eine enge Beziehung zur Physiologie besaß (zum Beispiel in ihren Gründern William James und Wilhelm Wundt), bildete sich in ihr die Überzeugung aus, man könne kognitive Prozesse völlig unabhängig von Gehirnprozessen untersuchen, wie eng diese mit jenen auch zusammenhängen mochten [2].
Biologische Wasserstoff‐Produktion. Erschließung einer alternativen Energiequelle?
Authors: Oelze Jürgen
Published: May 2005

Wasserstoff (H2) wird auf biologischem Wege vorwiegend von Vertretern der Prokaryoten entwickelt, aber auch einige Grünalgen sind zu diesem Prozeß in der Lage. Die Freisetzung von H2, wird entweder durch den Nitrogenase‐Enzym‐Komplex order durch Hydrogenasen unter Reduktion von Protonen katalysiert. Verschiedene Elektronen‐Donatoren können hierzu genutzt werden. Im Falle der Grünalgen ist dies Wasser, das der Photolyse unterworfen wird. Prokaryoten oxidieren in erster Linie organische Komponenten. Dabei fallen Reduktionsäquivalente an, die entweder über Hydrogenasen oder über Nitrogenasen unter Freisetzung von H2‐Gas entfernt werden. Durch den Einsatz von Mischpopulationen können auch solche Substrate der H2‐Entwicklung zugänglich gemacht werden, die der eigentliche H2‐Produzent nicht verwerten kann. Eine Steigerung der biologischen H2‐Produktion sollte abhängig von den eingesetzten Biokatalysatoren durch Optimierung der Kulturverhältnisse, durch Erhöhung der Stabilität der beteiligten Komponenten, durch Ausschaltung von Konkurrenz‐Reaktionen oder aber auch durch Entwicklung von in vitro‐Systemen möglich sein.
Auswirkungen sozialer Kontakte bei Säugetieren
Authors: v. Holst Dietrich
Published: May 2005

Säugetiere leben in Sozialverbänden, die sich zwar von Tierart zu Tierart beträchtlich unterscheiden, für die einzelne Art jedoch außerordentlich konstant sind ‐ von Formen, bei denen die Individuen einzeln oder paarweise in begrenzten Revieren leben, bis hin zu Formen, die in streng hierarchisch gegliederten Gruppen in weiten Gebieten umherziehen. Aufrechterhalten werden diese Sozial‐systeme durch den ständigen Kontakt gesünder, der Tiere untereinander, wobei dieser nicht nur das Verhalten der Individuen, sondern auch ihre Gesundheit und Fruchtbarkeit entscheidend beeinflussen kann, wie besonders eindrucksvoll Untersuchungen australischer Beuteltiere der Gattung Antechinus zeigen. Diese in Australien weit verbreitete Tiergattung (Breitfußbeutelmäuse) ernährt sich vorwiegend von Insekten und kleineren Wirbeltieren. All bisher untersuchten Arten haben einen extrem synchronisierten Lebenszyklus: Ende September – im australischen Frühling – bekommen die Weibchen Junge, die bis zum Januar entwöhnt werden, doch noch einige Monate friedlich mit ihren Müttern zusammenleben. Ende Mai verlassen die Jungen ihren Geburtsort und verteilen sich in ihrem Lebensraum. Im August – dem australischen Winter – setzt dann die kurze Fortpflanzungsperiode ein: Auf der Suche nach Weibchen durchstreifen die Männchen ihr Gebiet und werden hierbei ständig in heftige Kämpfe mit anderen Männchen verwickelt. Nach zwei bis drei Wochen – und damit stets vor Erreichen ihres ersten Lebensjahres – sterben dann alle Männchen. Die Weibchen überleben und bringen nach einer Tragzeit von etwa einem Monat ihre Jungen zur Welt – Männchen und Weibchen: Ein neuer Zyklus beginnt [64].
Die Ektomykorrhiza: Eine Symbiose unter der Lupe
Authors: Steffens Franziska , Arendholz Wolf‐Rüdiger , Storrer Jürgen G.
Published: May 2005

Die Pilze werden von den meisten Menschen für recht uninteressante und farblose Lebewesen gehalten, obwohl sie zu den vielfältigsten und weitverbreitetsten Organismen der Welt gehören. Sie spielen für das überleben des Ökosystems des Ökosystems Erde eine unersetzliche Rolle. Dennoch sind viele Aspekte ihrer Biologie bis heute wenig erforscht worden. Von großer Bedeutung für verschiedene Ökosysteme sind die von Pilzen gebildeten Symbiosen, das heißt, die engen Lebensgemeinschaften von Pilzen mit andersartigen Lebewesen. Die Flechte als eine Lebensform, die aus einem Pilz und einem Photobionten besteht, ist dafür ein prominentes Beispiel. Weniger bekannt ist die Lebensgemeinschaft bestimmter Pilze mit den Wurzeln höherer Pflanzen, die Mykorrhiza (Abbildung 1).

Eine Symbiose besteht in komplizierten Wechselbeziehungen und ist oft nur auf der mikroskopischen und physiologischen Ebene erfaßbar. Das Verständnis dieser Wechselbeziehungen kann jedoch als Grundlage für das Verständnis dienen, wie ein Ökosystem als Ganzes funktioniert. Daher wird am Beispiel der Ektomykorrhiza eine Symbiose von höheren Pilzen mit Baumwurzeln vorgestellt und ihre Funktionsweise erläutert. Anschließend werden einige Methoden gezeigt, mit deren Hilfe man diese Symbiosebeziehung ohne großen materiellen Aufwand auch in der Ausbildung von Biologiestudenten bzw. in der gymnasialen Oberstufe mit einfachen Beobachtungen und Experimenten veranschaulichen kann.
Vorlesung 2001. Versuch einer Enthüllung
Authors: Sitte Peter
Published: May 2005

Sieben Jahre sind es noch bis zum Jahr 2001; nur sieben Jahre, aber eben nicht irgendwelche. Zwar dreht sich die Welt mit einigermaßen konstanter Winkelgeschwindigkeit – aber für uns wandelt sie sich mit wachsender Beschleunigung. Was wird wohl aus der durch so lange Tradition gewürdigten Institution der Vorlesung werden? Kann, soll sie bleiben, was und wie sie ist? Was an ihr kann als so bewährt gelten, daß es zu bewahren, weiter zu entwickeln ist? Und was kann, soll, muß geändert werden oder ersetzt? Wie, wodurch?
Wie steuert das Gehirn komplexe Verhaltensweisen?
Authors: Zupanc Günther K. H.
Published: May 2005

Obwohl die Neurobiologie in den letzten Jahren einen enormen Aufschwung erfahren hat, ist noch immer sehr wenig über die zentralnervösen Grundlagen für die Steuerung von Verhaltensweisen bekannt. Voraussetzung für die Erforschung dieses Phänomens ist ein geeignetes Modellsystem: Das zu untersuchende Verhalten muß klar definiert und leicht zu messen sein; die wesentlichen Elemente des zentralnervösen Schaltkreises, der diese Verhaltensweise kontrolliert, sollten bekannt sein; und schließlich muß es möglich sein, die Häufigkeit, mit der diese Verhaltensweise auftritt, im Experiment zu verändern. Alle drei Forderungen sind in besonderer Weise bei schwachelektrischen Messerfischen erfüllt. Diese unscheinbaren Aquarienbewohner eröffnen damit die Möglichkeit, einen Einblick in die Komplexität der Steuerung von Verhalten durch das Gehirn zu erhalten.
Kleine G‐Proteine: Universelle Schalter und Regler im Zellgeschehen
Authors: Fabry Stefan
Published: May 2005

Die kleinen G‐Proteine gehören zu jenen Enzymen, deren Vielfalt nach dem Entdeckungsboom, der mit dem Proto‐Onkogen Ras vor zehn Jahren begann, auch heute noch kaum annähernd beschrieben sein dürfte. Kleine G‐Proteine gibt es in allen Eukaryoten, und obgleich sie einen einfachen Aufbau haben und ihre enzymatische Aktivität primär lediglich in Bindung und Spaltung von Guanosintriphosphat besteht, sind ihre darauf basierenden Funktionen ebenso vielfältig wie die zellulären Prozesse, in die sie eingeschaltet sind: Die verschiedenen Vertreter kleiner G‐Proteine sind an Signalketten bei der Steuerung der Zelldifferenzierung, beim Aufbau des Zellskeletts, bei der Aufrechterhaltung der Zellpolarität, bei der Kontrolle von Zellteilung, DNA‐ und RNA‐Stoffwechsel und am Transport von Membranvesikeln beteiligt. Ihre detaillierte Untersuchung ist in den letzten Jahren zu einer wesentlichen Herausforderung der molekularbiologischen Forschung geworden.
Der molekulare Mechanismus der circadianen Uhr
Authors: Rensing Ludger
Published: May 2005

Ein Aufsatz zu diesem Thema, der vor 10 Jahren in der BIUZ erschien [12], war von zahlreichen Versuchen geprägt, den Mechanismus der Uhr mit Hilfe von Wirkstoffen zu charakterisieren, die zelluläre Prozesse und gleichzeitig den Gang der Uhr verändern.

Die Ergebnisse dieses „pharmakologischen”︁ Ansatzes ergaben zwar ein ungefähres Bild von der Beteiligung, beispielsweise der Proteinsynthese oder der Proteinphosphorylierung an dem Uhrmechanismus, doch blieb dieses Bild wegen der vielen unspezifischen Wirkungen der verwendeten Agenzien schemenhaft. Dies hat sich in den letzten Jahren dramatisch gewandelt: Mit Hilfe der heute verfügbaren molekulargenetischen Methoden ist es möglich, konkrete Aussagen über einzelne molekulare Komponenten der Uhr und ihre Wechselwirkungen zu machen.

Den Erkenntnisfortschritt der letzten zwei Jahre kann man daher mit Recht als einen Durchbruch bei der Entschlüsselung des molekularen Uhrmechanismus bezeichnen. Die Erkenntnisse beziehen sich heute im wesentlichen auf den Mechanismus bei dir Taufliege Drosophila und bei dem Pilz Neurospora crassa, die daher im folgenden genauer dargestellt werden sollen. Es sind jedoch schon Rhythmus‐Mutanten beim Hamster [11] und neuerdings bei der Maus gefunden worden [16], so daß auch bei Säugern der Mechanismus der Uhr für molekular‐biologische Methoden zugänglich wird.
Aerobe, Bacteriochlorophyll‐haltige Bakterien
Authors: Drews Gerhart
Published: May 2005

Chemotrophe Bakterien, die unter Verwendung von Sauerstoff organische Substrate abbauen und Bacteriochlorophyll a synthetisieren, sind an marinen und Süßwasserstandorten weit verbreitet. Sie gehören phylogenetisch verschiedenen Gruppen der Proteobakterien an und bilden einen Photosyntheseapparat aus, der in seiner Organisation dem der Purpurbakterien entspricht, physiologisch aber keine Bedeutung zu haben scheint. Er ist unter der obligat aeroben chemotrophen Lebensweise der Bakterien praktisch funktionslos. Diese Bakterien können nicht wie die roten und grünen photosynthetischen Bakterien anaerob photoheterotroph oder photoautotroph im Licht wachsen. Im folgenden wird die monophyletische Evolution des Photosyntheseapparates und seine spezielle Funktion und Entwicklung bei diesen obligat aeroben Bakterien diskutiert.
Nematocyten
Authors: Holstein Thomas W.
Published: May 2005

Die Nematocyten (Nesselzellen) der Cnidaria (Nesseltiere) sind eine der komplexesten und rätselhaftesten aller tierischen Zellen. Ihr charakteristisches Organell, die Nesselkapsel (Nematocyste, Cnide), gehört zu den größten bekannten Sekretionsorganen, und ihre explosive Entladung ist einer der spektakulärsten Prozesse, den man auf Ebene einer Zelle beobachten kann. Tödliche Badeunfälle, die durch Kontakt mit manchen tropischen Würfelquallen hervorgerufen werden, zeigen auch die. Gefährlichkeit des Nesselgiftes. Die Aufklärung von Struktur und Funktion dieser Zellen stellt daher schon lange eine Herausforderung für Biologen und Biophysiker dar. Neue molekular‐ und zellbiologische Untersuchungen haben uns nun einem Verständnis dieser ungewöhnlichen Zellen näher gebracht.
Konzepte der Ethologie im Licht neurophysiologischer Forschung an Stabheuschrecken
Authors: Bässler Ulrich
Published: May 2005

Verhalten setzt sich häufig aus einer Folge von Bewegungen zusammen, und diese Bewegungen werden vom Nervensystem gesteuert. Wie nun solche Bewegungsbefehle im Nervensystem gebildet werden, welche nervösen Ursachen also einer bestimmten Verhaltensweise zugrunde liegen, war lange Zeit unbekannt. Die klassischen Ethologen haben versucht, diese Frage für angeborene Verhaltensweisen zu beantworten. Sie haben dazu tierisches Verhalten genau beobachtet und aus dem Vergleich verschiedener Verhaltensweisen auf zugrundeliegende nervöse Mechanismen geschlossen. Aus solchen indirekten Schlüssen ist zwischen 1930 und 1960 ein Theoriengebäude aufgebaut worden, das heute schon zur Allgemeinbildung gehört. Ich meine damit vor allem die Vorstellung, wie eine Instinkthandlung gesteuert wird: Sie wird durch einen Schlüsselreiz ausgelöst, aber nur dann, wenn eine innere Bereitschaft vorhanden ist. Einmal ausgelöst, läuft die Instinkthandlung in starrer Weise ab (Erbkoordination).

Obwohl in der Fachwelt schon längere Zeit Zweifel an der Allgemeingültigkeit mancher dieser Konzepte aufgekommen sind, werden sie weiterhin in Lehrbüchern und im gymnasialen Unterricht als allgemein zutreffend dargestellt. Eine solche Situation ist natürlich ein idealer Nährboden für Polemik, die sich auch in dieser Zeitschrift niedergeschlagen hat. Ich möchte dieser polemischen Auseinandersetzung keine weitere Facette hinzufügen, sondern einen anderen Weg beschreiten. In den letzten Jahren haben nämlich viele Neurophysiologen versucht, die neuronalen Mechanismen der Verhaltenssteuerung mit elektrophysiologischen Methoden aufzuklären, und sie waren dabei teilweise ziemlich erfolgreich. Man kann also jetzt die oben erwähnten, indirekt erschlossenen Konzepte der klassischen Ethologie wenigstens teilweise im Licht neurophysiologischer Erkenntnisse über Verhaltensgenerierung betrachten. Dies soll im folgenden anhand einiger einfacher Verhaltensweisen von Stabheuschrecken geschehen. Eine dieser Verhaltensweisen, die Katalepsie (siehe unten), kann quantitativ auf die Eigenschaften und Verknüpfungen der beteiligten Nervenzellen zurückgeführt werden. Die Mechanismen, die eine zweite Verhaltensweise, das Laufen, hervorbringen, sind so weit bekannt, daß man damit Laufroboter konstruieren konnte.
Molekulargenetik am Beispiel Aminosäure‐produzierender Corynebakterien
Authors: Pühler Alfred , Kalinowski Jörn
Published: May 2005

Auf dem Gebiet der Nahrungsmittelproduktion spielen Mikroorganismen seit jeher eine bedeutende Rolle. Bierbrauen, Käsereifung oder Sauerkrautzubereitung sind Verfahren, die schon aus grauer Vorzeit bekannt sind. Heute werden diese Produktionsverfahren im Fachgebiet Lebensmittelmikrobiologie detailliert untersucht. Insbesondere die Rolle von Mikroorganismen bei der Produktion bestimmter Nahrungsmittel ist in vielen Einzelheiten aufgeklärt. Durch die Erfolge der Molekularbiologie schließlich stellt sich die Frage, ob Mikroorganismen für ihren Einsatz auf dem Lebensmittelsektor gentechnisch verbessert werden können. In diesem Beitrag soll am Beispiel von Aminosäure‐produzierenden Corynebakterien demonstriert werden, wie Stoffwechselwege aufgeklärt und diese durch Einführung von genetischen oder gentechnischen Veränderungen gezielt optimiert werden können.