Lebenslinien - Natur in Bewegung - Welt der Physik

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Bewegtes Leben Der Fotograf Eadweard Muybridge ließ Pferde über quer zur Laufrichtung gespannte Drähte galoppieren. Jeder einzelne löste eine Kamera aus, so dass eine Serie von Fotos entstand. Anlass für dieses Experiment des Briten, so will es die Legende, war eine Wette: Muybridge konnte damit beweisen, dass es einen Zeitpunkt gibt, zu dem das Tier mit keinem Huf den Boden berührt. (Quelle: Kingston Museum, Kingston upon Thames, England)
Natur in Bewegung 5 „Zu unserer Natur gehört die Bewegung; die vollkommene Ruhe ist der Tod.“ Lucius Annaeus Seneca, römischer Philosoph __„Alle Vögel fliegen hoooch, alle Kaninchen fliegen...“ – nein, Kaninchen haben keine Flügel, und schon Kindergartenkinder merken, dass jemand sie hier aufs Glatteis führen wollte. Kaninchen hoppeln, das Eichhörnchen klettert, Karpfen schwimmen. Auch Pflanzen sind durchaus nicht reglos: Ranken wenden sich haltsuchend hin und her, Blütenblätter öffnen und schließen sich, und die Venusfliegenfalle schnappt zu, wenn ein Insekt sich auf ihre Fangblätter verirrt. Lebendiges bewegt sich, das ist wohl das erste Kennzeichen, nach dem wir belebte und unbelebte Objekte unterscheiden. Modell des menschlichen Ganges. Die für ihre Zeit genaueste Methode der Bewegungsfotografie entwickelten die beiden Physiologen W. Braune und O. Fischer. Sie fotografierten Menschen beim Gehen, an denen sie „Geisslersche Röhren“ befestigt hatten, die durch einen Stromfluß zum blitzartigen Aufleuchten gebracht werden konnten. 1894 übersetzten die beiden Forscher die Ergebnisse ihrer Versuche in ein dreidimensionales Fadenmodell, das sogar eine Zeit lang in Serie gefertigt wurde. (Foto: Museum Anatomicum Jenense, Jena) Doch obwohl die Bewegung in der Natur unmittelbar zu beobachten ist, kommen wir nur langsam hinter ihre Geheimnisse. So hält sich eine Stubenfliege nicht etwa durch ein einfaches Auf und Ab des Flügelschlags in der Luft. Erst eine raffinierte Drehung des Flügels am Ende des Schlags verleiht den Tieren genügend Auftrieb. Und die Hummel sollte aerodynamischen Berechnungen zufolge überhaupt nicht fliegen können. Delfine und Robben sind nicht nur gute Schwimmer – ab einer bestimmten Tiefe gehen sie zum „passiven Gleiten“ über, das weniger Energie verbraucht. Möglich wird dies, weil die Lungen vom Wasserdruck zusammengepresst werden und die Tiere daher weniger Auftrieb haben. Und auch das Zu-Fuß-Gehen entpuppt sich als höchst komplexer Ablauf: Auf zwei, vier und mehr Beinen stoßen Lebewesen weiter vor als jedes noch so geländegängige Gefährt. Nicht zuletzt deshalb versuchen Wissenschaftler, mit Laufrobotern die Natur nachzuahmen. Mit Zeitlupenkameras erfassen sie dafür natürliche Bewegungsabläufe und stehen damit in der Tradition früher Fotografen, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts erstmals die Bewegungen von Menschen und Tieren analysierten. Doch Fortbewegung ist nicht die einzige Dynamik in der Natur. Das Leben pulsiert in vielen Rhythmen und auf ganz unterschiedlichen Zeitskalen – von den blitzschnellen elektrischen Impulsen einer Nervenzelle über Herzschlag und Atmung bis zum Wechsel der Jahreszeiten. Im vorliegenden Heft wollen wir genau diese so verschiedenen „Lebenslinien“ nachzeichnen. So stellen wir einige Elemente der „Uhrwerke“ vor, die die Lebewesen im richtigen Takt halten. Auch ganze Ökosysteme entwickeln sich nach bestimmten zeitlichen Gesetzmäßigkeiten – bei der Besiedlung eines neuen Lebensraums zum Beispiel oder bei der Regeneration nach Umweltkatastrophen. Von der Befruchtung und Embryonalentwicklung bis zu Alterung und Tod befindet sich jedes Lebewesen in ständiger Veränderung. Nur die richtige zeitliche Abfolge vieler molekularer Schritte führt von der Eizelle zum ausdifferenzierten Organismus. In dessen Zellen tickt wiederum eine molekulare Uhr, die die Lebenszeit begrenzt. So spannt sich der Bogen vom Werden zum Vergehen. Und schließlich folgen wir den Schritten und Sprüngen, die von den ersten Lebensformen zur heutigen Vielfalt der Organismen geführt haben. Wie Forscher sich die Entstehung des Lebens vorstellen, welche Spuren der Evolution sich in unserem Erbgut finden, wie eine „selbstgemachte Evolution“ im Labor abläuft – all das können Sie in diesem Heft erfahren. Begleiten Sie uns auf eine Expedition in die „Natur in Bewegung“!
Seite 1 und 2: Lebenslinien Natur in Bewegung
Seite 3: Inhalt 3 Lebenslinien Natur in Bewe
Seite 7 und 8: Rhythmus und Zeit 7 „Wenn man mit
Seite 9 und 10: Rhythmus und Zeit 9 Heilen hat sein
Seite 11 und 12: Rhythmus und Zeit 11 Aufwachen um z
Seite 13 und 14: Natur im Wandel 13 „Es ist nichts
Seite 15 und 16: Natur im Wandel 15 a) Emscher Lands
Seite 17 und 18: Vom Ei zum Embryo 17 „Alle Gestal
Seite 19 und 20: Vom Ei zum Embryo 19 Konzentration
Seite 21 und 22: Alter und Tod 21 „Unser Leben wä
Seite 23 und 24: Alter und Tod 23 Telomerase - Jungb
Seite 25 und 26: Woher wir kommen 25 „Wir dürfen
Seite 27 und 28: Woher wir kommen 27 Die molekulare

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