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Auswirkungen sozialer Kontakte bei Säugetieren
Authors: v. Holst Dietrich 
Published: May 2005

AbstractSäugetiere 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

AbstractDie 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

AbstractSieben 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

AbstractObwohl 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

AbstractDie 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

AbstractEin 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

AbstractChemotrophe 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

AbstractDie 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

AbstractVerhalten 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

AbstractAuf 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.
Gentechnologie bei Pflanzen
Authors: Willmitzer Lothar 
Published: May 2005

AbstractDie Biotechnologie und besonders die Gentechnologie als eines ihrer Teilgebiete gehören zu den sich am stärksten entwickelnden Gebieten in den Biowissenschaften. Ein Charakteristikum der Biotechnologie ist, daß Ergebnisse, die in der Grundlagenforschung erhalten worden sind, in vielen Fällen relativ rasch zu kommerziell interessanten Produkten führen können. Auf Grund des enorm schnellen Wissenszuwachses sowie des scheinbar kur‐Zen Wegs zwischen Erhalt eines Forschungsergebnisses und seiner Umsetzung in ein marktfähiges Produkt, aber auch und vor allem auf Grund der Tatsache, daß die Gentechnologie die Identität von Organismen verändern kann, wird diese Technologie sehr stark in der Öffentlichkeit beobachtet. Das große Interesse führt zum einen zu übersteigerten Erwartungen an die Leistungsfühigkeit der Biotechnologie und zum anderen zu einer übersteigerten und rational nur noch schlecht nachvollziehbaren Angst.
Nahrungsaufnahme und intrazelluläre Verdauung bei Amöben
Authors: Klein Hans Peter , Stockem Wilhelm 
Published: May 2005

AbstractBiomembranen sind für den Aufbau und die Funktion tierischer und pflanzlicher Zellen von besonderer Bedeutung [1]. So schützt die Zellmembran als äußere Begrenzung den Protoplasten gegen schädliche Einflüsse aus dem umgebenden Medium, während ein System cytoplasmatischer Membranen die unkontrollierte Durchmischung des Zellinhaltes verhindert und den Ablauf hochspezifischer Stoffwechselprozesse in gesonderten Zellkompartimenten ermöglicht. Gleichzeitig sind Biomembranen durch ihren molekularen Aufbau aber auch in der Lage, einen kontrollierten Stoffaustausch zwischen den einzelnen intrazellulären Kompartimenten oder dem Zellinhalt und seiner Umgebung zu gewährleisten, indem sie nur bestimmten Substanzen für jeweils begrenzte Zeitabschnitte den freien Durchtritt gestatten. Im nachfolgenden ersten Teil dieses Beitrags wird deshalb der Versuch unternommen, die Aufnahme von solchen Substanzen durch „Membranflußmechanismen”︁ zu beschreiben. Da freilebende Amöben schon immer beliebte Objekte für die Erforschung derartiger Phänomene gewesen sind, sollen die bisher bei diesen Einzellern erzielten Ergebnisse zusammenfassend dargestellt und mit dem heutigen Wissensstand über entsprechende Vorgänge bei Vielzellern verglichen werden.
Molekulare Mechanismen biologischen Alterns
Authors: Osiewacz Heinz D. 
Published: May 2005

AbstractWarum altern biologische Systeme? Weshalb verfügen die verschiedenen Tier‐ und Pflanzenarten auf unserer Erde über so unterschiedliche Lebenserwartungen? Wieso sind die späten Abschnitte im Leben des Menschen durch eine verminderte Leistungsfähigkeit und häufig durch Gebrechlichkeit und Krankheit gekennzeichnet? Dies sind einige der Fragen, welche die Menschheit wohl seit eh und je beschäftigen. Und wenn auch wohl niemand unsterblich zu sein wünscht, so ist es doch schon immer der Wunsch des Menschen gewesen, auch im fortgeschrittenen Lebensalter möglichst vital und frei von körperlichen und psychischen Erkrankungen zu sein (Abbildung 1). Aus heutiger Sicht ist dieses Ziel wohl nur durch ein detailliertes Verständnis derjenigen Mechanismen erreichbar, die biologisches Altern bedingen. Doch was ist Gesichertes über die Grundlagen dieses so bedeutsamen Prozesses bekannt?
Nahrungsaufnahme und intrazelluläre Verdauung bei Amöben
Authors: Klein Hans Peter , Stockem Wilhelm 
Published: May 2005

AbstractDie meisten tierischen Zellen besitzen ein komplexes, vakuoläres Verdauungssystem mit Endosomen und Phagosomen sowie primären und sekundären Lysosomen als Hauptkomponenten. Summarisch betrachtet enthalten diese Vakuolen extrazelluläres oder intrazelluläres Material, eine Mischung von maximal 40 Verdauungsenzymen sowie verschiedene Membran‐spezifische Proteine für gezielte Transport‐ und Fusionsvorgänge. Nach neueren Untersuchungen verfügen die meisten Zellen aber auch über nichtlysosomale Verdauungsmöglichkeiten; so können Biomoleküle entweder direkt im Grundplasma oder in bestimmten Zellkompartimenten wie der Kernhülle, dem endoplasmatischen Retikulum oder den Mitochondrien abgebaut werden. Diesen Weg beschreitet die Zelle vor allem bei der Beseitigung abnormer oder kurzlebiger Proteine durch Ca2+‐aktivierbare Proteasen (Calpaine) oder Ubiquitin‐abhängige Proteolyse. Dagegen unterliegen die meisten langlebigen cytoplasmatischen Proteine einer normalen lysosomalen Verdauung, Nachdem im ersten Teil dieses Beitrags (im vorangegangenen BIUZ‐Heft) die unterschiedlichen Möglichkeiten des endocytotischen Stofftransports dargestellt worden sind, sollen im zweiten Teil Gemeinsamkeiten und Unterschiede des Lysosomalen Abbauwegs bei Einzellern und Vielzellern näher behandelt werden.
Die Mikrobenmatte – das kleinste Ökosystem der Welt
Authors: Karsten Ulf , Kühl Michael 
Published: May 2005

AbstractUnter Mikrobenmatten versteht man im allgemeinen Bakteriengesellschaften aus phototrophen Mikroorganismen. Darüber hinaus gibt es aber auch Matten, in denen Arten der chemotrophen Bakteriengattungen Beggiatoa und Thioploca oder auch Pilze dominieren. Der Ausdruck „Matte”︁ bezieht sich auf ein zusammenhängendes, geschichtetes, mit organischer Materie angereichertes System, das solche Lebensgemeinschaften auf festen Oberflächen von Böden, Felsen und aquatischen Sedimenten bilden [1]. Die verschiedenen Mikroorganismengruppen leben miteinander in einem „mikroskopischen Dschungel”︁ (Abbildung 3) von sehr geringer Größe, häufig nur von wenigen Mikrometern bis Millimetern. Sie beeinflussen und prägen durch physikalische und biologisch‐chemische Barrieren sowie durch ihren Stoffwechsel maßgeblich die Unterlage, auf der sie wachsen [3, 9 und darin zitierte Literatur]. Die Mikroorganismen durchwuchern diese mit einzelligen und fädigen Formen und scheiden häufig festigende, „klebrige”︁ Substanzen aus. Die mechanische Stabilität von Mikrobenmatten, welche Ausdehnungen von vielen Quadratkilometern erreichen können (zum Beispiel in der Antarktis oder an Mangrovenstandorten), ist beachtlich [4]. Man findet sie von den Polargebieten bis zu den Tropen in allen Lebensräumen der Erde. Typische Standorte sind hypersaline Seen und Lagunen (Salinen), Gewässer in der Antarktis, saure und alkalische Seen, heiße Quellen, Wüsten, Tiefseesedimente oder auch das offene Sandwatt und die Gezeitenzone der Ostfriesischen Inseln (Beispiele siehe Abbildungen 2 bis 9) [1].Einen aus physiologischer Sicht sehr interessanten Lebensraum stellen reine Salzkrusten in Salzgewinnungsanlagen beispielsweise in Guerrero Negro in Baja California, Mexiko oder am Toten Meer in Israel dar. Diese Salzkrusten bestehen zu mehr als 25% aus Gipskristallen (CaSO4), und die hier lebenden Mikroorganismen liegen „eingepökelt”︁ und dennoch metabolisch aktiv in der Gipsmatrix (Abbildung 1) [14]. In tropischen Zonen und in Mangrovenwäldern sind Wachstum der Matten und physiologische Aktivität der Organismen nicht auf bestimmte Jahreszeiten begrenzt. Wo die Matten durch hypersaline Bedingungen konserviert und nicht durch bohrende, wühlende oder fressende Aktivitäten der Fauna zerstört werden, können sie Dicken bis zu mehreren Metern erreichen. In den aquatischen Lebensräumen, insbesondere in der Gezeitenzone tragen die Mikrobenmatten nicht nur zur Verfestigung des Sedimentes bei, sondern auch zur Primärproduktion des jeweiligen Standortes. Untersuchungen über die Produktivität und Biomasse von Matten aus dem hypersalinen Solar Lake (Sinai; Abbildung 9A) zeigen beispielsweise Größenordnungen, die mit denen von tropischen Regenwäldern vergleichbar sind, welche allgemein als produktivstes Ökosystem angesehen werden [5].Alle Habitate, in denen Mikrobenmatten vorkommen, haben eines gemeinsam: Sie weisen so extreme Umweltbedingungen auf, daß es in der Regel keine Konkurrenz durch niedere oder höhere Pflanzen und auch keine Beeinträchtigungen durch mattenzerstörende Tiere gibt.
Die Regulation der Photosynthese durch das Licht
Authors: Scheibe Renate 
Published: May 2005

AbstractWährend die Prozesse der Photosynthese und der Assimilation in ihrem grundsätzlichen Ablauf bereits in allen einschlägigen Lehrbüchern beschrieben werden, gerät das Kapitel über die Regulation dieser Stoffwechselwege meist sehr knapp und läßt viele Fragen offen. Dies hängt sicherlich damit zusammen, daß die Reaktionsketten und die Reaktionsprinzipien bereits durch umfassende biochemische Studien aufgeklärt wurden, was sich auch in der Vergabe von Nobelpreisen niederschlug. So erhielt Melvin Calvin 1961 für seine Arbeiten zur Reaktionsfolge von CO2‐Fixierung und ‐ Assimilation (Calvin‐Zyklus) den Nobelpreis für Chemie. Die chemiosmotische Hypothese, die das Prinzip der Synthese von ATP erklärt, wurde ebenfalls mit einem Nobelpreis honoriert (Peter Mitchel, 1978). Schließlich erfuhr das Geschehen im photosynthetischen Reaktionszentrum selbst erst kürzlich große Beachtung, nachdem es gelungen war, ein bakterielles Photosystem zu kristallisieren und seine Struktur aufzuklären (Nobelpreis 1988 an R. Huber, H. Michel und J. Deisenhofer).Das Interesse der Forschung richtet sich in gleicher Weise auf biochemische wie öko‐ und entwicklungsphysiologische Aspekte von Stoffwechsel und Wachstum der Pflanzen. Gerade Pflanzen, die ja durch ihre Ortsgebundenheit oft sehr extremen, stark wechselnden Lebensbedingungen ausgesetzt sind, müssen über wirksame Mechanismen verfügen, die ihnen eine Anpassung an die jeweilige Situation ermöglichen. Vor dem Hintergrund eines äußerst komplexen Stoffwechselgeschehens leuchtet es ein, daß trotz der heute mit großem Einsatz bearbeiteten Regulationsmechanismen ein zusammenhängendes Bild vom komplexen Netzwerk der Regulation noch nicht vorliegt. Das Ausloten der Reaktionsnorm der Pflanzen hat hinsichtlich ihrer Anpassungsfähigkeit an extreme Standorte bezüglich Licht, Temperatur und Nährstoffversorgung Erstaunliches an den Tag gebracht. Zum Teil beruhen solche Anpassungsmechanismen auf genetisch bedingten, durch Selektion erlangten Fähigkeiten (zum Beispiel C4‐Pflanzen, obligate CAM‐Pflanzen); zum Teil aber erlangen Pflanzen ontogenetisch durch adaptive Prozesse erst die benötigte Ausstattung (zum Beispiel Schattenpflanzen, fakultative CAM‐Pflanzen).
Zell‐ und Gewebekulturen – ihre Bedeutung für die Pflanzenforschung
Authors: Abou‐Mandour Ahmed A. 
Published: May 2005

AbstractAls Grundeinheit aller Organismen ist die einzelne Zelle in der Lage, einen selbständigen Stoffwechsel durchzuführen, nach Teilung zu Zellaggregaten, den Kalli oder Geweben, heranzuwachsen und schließlich zur intakten Pflanze zu regenerieren. In jeder einzelnen dieser regenerierfähigen Pflanzenzellen ist die Information für alle jene Eigenschaften und Fähigkeiten enthalten, die wir in der differenzierten Pflanze wiederfinden. Man spricht von der Totipotenz oder Omnipotenz der Zelle. Präpariert man pflanzliche Zellen aus dem Gesamtverband der komplexen Organismen heraus und kultiviert sie mit Hilfe von Zell‐ oder Gewebekulturtechniken, so kommt es in der Regel zur Ausbildung relativ homogener, parenchymatischer Zellmassen. Sie besitzen die Fähigkeit, sich unbegrenzt durch Teilung zu vermehren, wodurch sie der Alterung entgegenwirken. Durch Modifikation des Nährmediums mit Phytohormonen lassen sich Differenzierungsprozesse induzieren, die im günstigsten Falle zur Regeneration intakter, fortpflanzungsfähiger Pflanzen führen.