Handout - Gymnasium St.Ursula-Schule Hannover

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Bärtierchen als
Helden der
Kryoforschung
Bärtierchen als Überlebenskünstler – „Vorbilder für die Kryo-Wissenschaft?“
Bärtierchen sind weltweit in Moosen und Flechten anzutreffen. Sie besitzen die Eigenschaft,
selbst extrem niedrige Temperaturen und hohe Trockenheit schadlos zu überleben. Können
wir von ihnen lernen, wie menschliche Zellen oder komplexe Gewebe und Organe schadlos
sehr niedrige Temperaturen überstehen können?
Steckbrief: Bärtierchen
1. Name
Bärtierchen; Wasserbären; Tardigrada („Langsamgeher“)
2. Zoologische Einordnung
Stamm innerhalb der Häutungstiere (Ecdysozoa); mehr als 750 Arten bekannt
3. Anatomie
Größe: 50 µm bis 1,5mm
Farbe: vom Darminhalt abhängig; oft nahezu durchsichtig; mitunter pigmentiert
Aufbau: 8 Beine, davon 2 nicht zur Fortbewegung, sondern zum Festklammern; gegliederter, segmentierter
Körperbau mit Kopf und Rumpf (Vermutung: 3 verwachsene Kopfsegmente und 5 Körpersegmente);
pro Bein im Durchschnitt 4-8 Klauen, maximal bis zu 13 Klauen (einzelne Arten haben
Haftscheiben oder gar keine Klauen); meereslebende Arten können ihre Beine teleskopartig verlängern
und verkürzen; Stilette (2 Stacheln) als Mundwerkzeuge zur Nahrungsaufnahme; Häutung durch
Abstreifen der äußeren Haut (Cuticula, teilweise panzerartig ausgebildet); Verdauungssystem mit
Mundröhre, Magen, Mitteldarm, Enddarm
4. Lebensraum
weltweit verbreitet in Meeren, Salz- und Süßwasser; Großteil in Süßwasser und davon in temporären
Gewässern (z.B. Moose und Flechten); sogar unter massiven Eisschichten (Gletschern) beobachtet
5. Nahrung
4 verschiedene Typen: Vegetarier (Großteil), Kannibalen, Aasfresser Prädatoren (Raubtiere); Nahrungslieferant
wird von den Stiletten durchstochen und mit dem Schlundkopf ausgesaugt, danach
schrittweise Verdauung über kurzen Schlund, großen Mitteldarm und Enddarm
6. Besondere Merkmale
überleben extreme Umweltbedingen durch „verborgenes Leben“: Stoffwechselvorgänge werden
extrem reduziert; sie sind fähig zur
Cyclomorphose (periodische Wiederkehr von Resistenzstadien)
Anoxybiose (ausgelöst durch niedrigen Sauerstoffgehalt der Umgebung)
Kryobiose (ausgelöst durch niedrige Temperaturen)
Anhydrobiose (ausgelöst durch Austrocknung)
Osmobiose (ausgelöst durch erhöhten osmotischen Druck)
Resistent gegen Röntgenstrahlung und Radioaktivität
7. Fortpflanzung
meist zweigeschlechtlich, aber auch zwittrige Arten beobachtet; Eiablage der Weibchen meistens
während der Häutung; 1 bis 35 Eier; Jungtiere schlüpfen nach 5 bis 40 Tagen
Kontakt: StD Andreas Reincke, a@scagrei.de, www.frozenlife.de

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Bärtierchen als
Helden der
Kryoforschung
frozen life ist ein Kooperationsprojekt
Partner sind die St. Ursula-Schule Hannover (StD Andreas Reincke, Schüler/innen), das Institut für
Mehrphasenprozesse der Leibniz Universität Hannover (Prof. Birgit Glasmacher, Dipl. Ing. Ralf Spindler,
Mitarbeiter/innen) und die Stratmann Stiftung Hannover (Waltraud Reuter, Michael Stratmann).
Ziele des Projekts
- Kryokonservierung lebender Zellen, insbesondere Roter Blutkörperchen (Erythrozyten)
- Kompetenzerwerb in den Bereichen Kryobiologie, Kryophysik, Kryotechnik
- Planung, Durchführung, Auswertung selbstständiger Laborarbeiten in den genannten Bereichen
- Kompetenzerwerb in moderner Kommunikation: Cloud Computing, Content-Management-
System; Kommunikationsfähigkeit
- Studierfähigkeit, Forschungsbereitschaft, Berufsorientierung
Welche Erfahrungen können gemacht werden?
- Aus- und Bewertung öffentlich zugänglicher Informationen zu kaum bekannten naturwissenschaftlichen
Themen auf gehobenem Niveau
- Strukturierung und Planung komplexer Handlungsabläufe im Bereich naturwissenschaftlichen Arbeitens
- Zusammenstellung und redaktionelle Aufbereitung projektrelevanten Materials
- Präsentationssicherheit und sachbezogene Kommunikation auf Ausstellungen und in Seminaren
- souveräner Umgang mit konventionellen und neuen (asynchronen) Kommunikationstechniken
(Cloud Computing, CMS)
- Stärkung des eigenen Leistungsbewusstseins außerhalb eng gesteckter schulischer Arbeit
Inhaltliche und methodische Schwerpunkte
- interdisziplinäres Arbeiten der Naturwissenschaften
- Kernbereiche der Kryobiologie, Kryophysik, Kryotechnik
- Umgang mit komplexen Laborgeräten zur Steuerung und Messung von Versuchsabläufen zur Analyse
und Auswertung von Versuchsergebnissen
- Kompetenzen technischer Redaktion: Darstellungstechniken und -Regeln zur Publikation naturwissenschaftlicher
und technischer Zusammenhänge
- verantwortungsvoller Umgang mit wertvollen Laborgeräten, Materialien und biologischem Gewebe
Strukturelle Einbindung
- langfristig etabliertes Projekt an der St. Ursula-Schule Hannover
- wichtiger Bestandteil des naturwissenschaftlichen Propriums der St. Ursula-Schule und damit des
Schulprogramms
- Leitung und Betreuung im Rahmen des Seminarfaches frozen life (vorher: Experimentalphysik)
- vom IMP nachhaltig unterstützte und aktiv geförderte Kooperation
- direkte Kooperation und Betreuung durch wissenschaftliche Mitarbeiter und wissenschaftliche
Hilfskräfte (Studenten) des IMP
- positive Erfahrungen und dokumentierte Ergebnisse der bisherigen Kooperationen (seit 2003/04)
- Anbindung der schülerbezogenen Aktivitäten an institutsaktuelle Studien- und Forschungsarbeiten
- intensive Unterstützung und Betreuung durch die Institutsleiterin Frau Prof. Glasmacher
- großzügige Unterstützung durch die Stratmann Stiftung Hannover
Kontakt: StD Andreas Reincke, a@scagrei.de, www.frozenlife.de