Zoologie - biologie

biologie.asn.graz.ac.at

Zoologie - biologie

Eine naturwissenschaftliche SchülerInnen-Zeitung

Februar 2012

Nr.1 1.Jahrgang


2

Inhalt

Abenteuer

7 Geheimnisvolle Grotten

Grazer SchülerInnen erkunden die kroatische Meereswelt.

Zoologie

5 Geckos als Vorbilder

Geckos als Vorbild für die Technik. So gut wie jeder

kennt Aufnahmen von Geckos, die die Wände oder gar

Glasscheiben hochklettern. Aber wieso können die das?

10 Eine Pflanze mit 2 Fühlern

Wunder der Natur: eine Schnecke, die Photosynthese

betreiben kann.

13 Warum Frauen anders sind

Über die Hintergründe des versteckten Eisprungs beim

Menschen.

14 Barschzucht

Sollte man diese einzigartigen Lebewesen kennengelernt

haben, werden sie einen ein Leben lang nicht mehr

loslassen!

17 Bärtierchen

Überdrüberlebenskünstler im Wassertropfen

botAnik

16 Yes we can move!

Hast Du einmal einen Topf mit Tulpen verkehrt herum

aufgehängt? Vermutlich nicht, deshalb wirst Du den

unbändigen Willen der Pflanzen, nach oben zu wachsen,

noch nicht mit eigenen Augen mitverfolgt haben.

MediZin

18 Totgesagte leben länger

Dr. Siegfried Hekimi und Dr. Wen Yang, Forscher des

Department of Biology der McGill University in Montreal,

stießen bei einem Experiment auf ein verblüffendes

Ergebnis.

Meldungen AuS

der WiSSenSCHFt

9 Immunzellen im All

9 Geschichte des Menschen

MolekulArbiologie

11 Den Code einer Kiwi knacken

Faszinierend: sichtbare DNA

impressum

herAusgeber und chefredAkTeur: Dr. Uwe K. Simon

redAkTion: Mag. Margit Delefant, Prof. Dr. Helmut Guttenberger, Dr. Stephan Monschein, Dr. Astrid Wonisch

konTAkT: E-Mail uwe.simon@uni-graz.at

Telefon: +43-(0)316-3805643

Regionales Fachdidaktikzentrum für Biologie und Umweltkunde

Institut für Pflanzenwissenschaften, Schubertstraße 51a/ 8010 Graz, Österreich

Bankverbindung/Kontonummer: 50095500605, BLZ 12000, BANK AUSTRIA

druck: SERVIcEBETRIEB ÖH-UNI GRAZ GMBH

lAYouT: susAnne lAbenT UND selinA köberl mithilfe von Hannah Zora Buschek, Denise Danninger, Elisabeth Gritsch, Patricia Gschier, Lorenz Hinterleitner,

Marlene Kastner, Veronika Köchl, Jakob Benjamin Krenn, Sonja Lach, Philipp Alois Lackner, Anja Legenstein, Pia Leitner, Laura Lintner,

Gwendolyn Maierhofer, Katharina Maitz, Sarah Maurer, Maria Moschik, Katja Müllner, Martin Nabernik, Larissa Paar, Alicia Panholzer, Martin

Pellischek, Morris Pock, Verena Riegler, Tina Sackl, Stefanie Sackl, Florian Saubach, Gisela Sauseng, Melanie Schnitzer, Elisabeth Steiner, Madlen

Steiner, Manuela Strametz, Karoline Unger und Alexandra Zieger

Alle TexTe und Abbildungen sind urheberrechTlich geschüTzT. eine Verwendung einzelner ArTikel für den

unTerrichT in schulen oder uniVersiTäTen isT nAch rücksprAche miT der redAkTion grundsäTzlich erwünschT

und kosTenfrei. die nuTzerinnen VerpflichTen sich, AuTorinnen und Quelle der VerwendeTen TexTe und des

bildmATeriAls Anzugeben. der einsATz in Young science VeröffenTlichTer TexTe, bilder,

grAfiken oder zeichnungen AusserhAlb des unTerrichTs isT sTrikT unTersAgT.


Willkommen!

lieber leser, liebe leserin! In Deinen Händen liegt das Ergebnis eines einzigartigen

Projekts. Junge Autorinnen und Autoren von fünf steirischen Schulen

haben spannende und lehrreiche Artikel verfasst über Meeresschnecken

und versteckte Eisprünge, Bärtierchen und Barsche, Pflanzenbewegungen

und Zelltod und einiges mehr. Eben das, was man in der Biologie interessant

finden kann.

Mit viel Mühe haben sie recherchiert, ent- und verworfen und schließlich großartige

Texte geschrieben. Es ist bewundernswert, dass sie diese Arbeit neben dem

normalen Schulalltag so gut gemeistert haben. Das gilt auch für ihre Lehrerinnen

und Lehrer, die sie dabei unterstützt haben. In der aktuellen Ausgabe waren dies Helga

Kulac (BRG Kepler, Graz), Helga Rogl (Akademisches Gymnasium, Graz), Ulrike Bock (BG/

BRG & MG Dreihackengasse, Graz), Werner Gaggl (BRG Leibnitz) und Annemarie Moser

(Sacre coeur, Graz). Ihnen allen herzlichen Dank!

Besondere Anerkennung gebührt den SchülerInnen und Schülern der Klasse von Martin

Hörl, die in einem Wettbewerb der Grazer Ortweinschule für

Kunst und Design das Layout für diese Ausgabe gestaltet haben.

Dankbar sind wir auch all den FotografInnen, die uns kostenlos

ihre Bilder zur Verfügung stellten, und der Firma 3B Scientific,

deren Sachspende (ein Torsomodell) unter den teilnehmenden

LehrerInnen verlost wurde. Und schließlich: ein großes Dankeschön

an „die 7. fakultät“ der Karl-Franzens-Universität Graz und

an unsere Werbekunden für ihre finanzielle Unterstützung, ohne

die dieses Projekt gar nicht möglich gewesen wäre.

Nun wirst Du Dich vielleicht fragen: Warum hat denn keiner etwas

über Grottenolme geschrieben? Weshalb diskutiert niemand, welche

Auswirkungen der Klimawandel auf die Tier- und Pflanzenwelt unseres

Planeten hat? Wie wird Energie in einer Solarzelle gewonnen? Und was

hat es auf sich mit den berühmten Fußballmolekülen? Natürlich hast Du

völlig recht: Es gibt noch viel zu tun! Wenn Du Lust hast, einen Artikel

zu einem naturwissenschaftlichen Thema zu schreiben oder einen

Science-cartoon für uns zu zeichnen, so bist Du herzlich eingeladen, uns

eine Email mit Deinem Themenvorschlag zu schreiben. Idealerweise sollte

sich eine Lehrerin oder ein Lehrer bereit erklären, Dich bei diesem Projekt

zu unterstützen. Es lohnt sich! Denn Dein Text wird in allen Gymnasien

der Steiermark gelesen. Und bald vielleicht sogar in ganz Österreich. Wir

freuen uns auf Deine Idee!

Uwe Simon

Young Science

Glückliche Gewinnerin:

Helga Kulac, Biologielehrerin

am BRG

Kepler in Graz, mit dem

Modell eines menschlichen

Torsos der Firma

3B Scientific

3


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AllEs AnDErE Als

reibungslos

Geckos als Vorbild für die Technik: So gut

wie jeder kennt Aufnahmen von Geckos,

die die Wände oder gar Glasscheiben

hochklettern. Doch wie ist es möglich,

dass diese Tiere an einer scheinbar glatten

Oberfläche problemlos nach oben laufen

können, ohne abzurutschen oder kleben

zu bleiben? Handelt es sich beim Trick des

Geckos um eine klebrige Substanz an den

Füßen, oder um etwas ganz anderes?

thomas Mülleder, Maximilian trunk,

Martin Hubmann, brg kepler, graz

die Antwort sind Haare, wenn auch etwas anders,

als man glauben könnte. Die Fußsohlen eines

Geckos sind mit vielen Reihen feiner Härchen

besetzt, die sich an ihren Enden in noch viel

feinere, winzigere Härchen aufspalten. Diese kommen den

Molekülen der Oberfläche so nahe, dass zwischen beiden

sogenannte Van-der-Waals-Kräfte auftreten.

Das sind relativ schwache Wechselwirkungen zwischen

Atomen oder Molekülen, die bewirken, dass die Härchen

haften bleiben.

Dies passiert allerdings nur, wenn die Härchen parallel zur

Oberfläche verschoben werden. Rechnet man alle vier

Pfoten zusammen,

könnte ein Gecko leicht

ein Vielfaches seines

eigenen Körpergewichts

tragen, ohne „von

der Decke zu fallen“.

Dennoch bleibt ein

Gecko nicht an der

Wand „kleben“, sondern

kann in rasantem Tempo

senkrecht nach oben

laufen.

Das liegt daran, dass die Härchen ihre haftende Wirkung

verlieren, wenn sich der Winkel ändert, und das geschieht

dadurch, dass der Gecko seine Füße aufrollt.

Somit ist er in der Lage, bis zu 20 Schritte pro Sekunde

nach oben zu machen. Seit einigen Jahren arbeiten Bioniker

daran, diesen Effekt auf die Technik zu übertragen.

das einzige Problem, mit dem man noch kämpft,

ist der Verschleiß, da das verwendete Material

nicht so wie beim Gecko nachwachsen kann.

Verwendet werden keine Materialien, die von

Natur aus klebrig sind, sondern harte Materialien, die wie

die feinen Geckohärchen geformt sind und auf weicheren

Oberflächen sitzen. Es ist mittlerweile schon möglich,

Klebebänder herzustellen, mit denen Modellautos auf einer

„Seit einigen Jahren arbeiten

Bioniker daran, diesen Effekt auf die

Technik zu übertragen.“

Literatur:

Zoologie

Glaswand nach oben fahren können. Klebebänder nach

Geckoart hätten den großen Vorteil, dass sie wiederverwendbar

wären, auf so gut wie allen Oberflächen - egal

ob nass oder trocken - hafteten, sich selbst reinigten

und sich spurlos entfernen ließen. Doch ganz so weit ist

die Forschung bis jetzt noch nicht gediehen.

Technische DeTails

Ein einzelnes Geckohaar, Seta genannt, spaltet sich in

100 bis 1000 „Spaltulae“ auf, die je einen Durchmesser

von etwa 100 Nanometer haben. Pro mm² hat ein

Gecko etwa 14.000 Setae. Auf

jedes Seta kommt eine Haftkraft

von rund 40 Mikronewton, das

heißt, wenn alle Setae auf einer

Fläche von einem m² Kontakt

zu einer anderen Oberfläche

hätten, würde das einer Haftkraft

von über 570.000 Newton

entsprechen.Die künstlichen

Nanohärchen erreichen jeweils

eine Haftkraft von etwa 120

Nanonewton, wobei hier bis zu 420.000 Härchen auf

einem mm² untergebracht werden können. In der

Realität berührt nur ein winziger Teil der Härchen die

Oberfläche, was dennoch bei weitem ausreicht, damit

ein Gecko an der Wand haften kann.

http://www.tu-ilmenau.de/fakmb/uploads/media/

Kleben_ohne_Nebenwirkungen.pdf

und

http://polypedal.berkeley.edu/twiki/pub/PolyPEDAL/

PolypedalPublications/63_evidofvanderwaals2.pdf

Foto: Steve Jurvetson (verändert)

5


Abenteuer


spaß, Abenteuer und herausforderung –eine Woche lang durfte unsere Klasse die

Schulbänke gegen die Adria, die Schultaschen gegen Schnorchel tauschen. In der Meeresschule

Pula erkundeten wir die faszinierende Unterwasserwelt der kroatischen Küste.

theresa rumpl, Miriam Wascher, Mara rosmann,

Marie Hattinger, bg dreihackengasse, graz

Fotos: g. gretschel


8

Abenteuer

Pula ist eine kleine stadt an der Küste der adria.

Dieser Teil des Mittelmeeres bietet eine große

artenvielfalt an Pflanzen und Tieren.

Weitere Informationen zur Meeresschule in Pula: http://www.meeresschule.com

Pula ist eine kleine Stadt an der

Küste der Adria. Dieser Teil des

Mittelmeeres bietet eine große

Artenvielfalt an Tieren und Pflanzen.

Zudem ist die Nordadria flach, salzarm

und im Winter sehr kalt. Der Temperaturwechsel

zwischen den Jahreszeiten

sorgt durch auf- und absteigende

Wassermassen für eine starke Durchmischung

des Meeres bis in größte

Tiefen. Die dabei aufgewirbelten

Nährstoffe gelangen auch in seichtere

Meeresbereiche und erlauben dort das

Wachsen ausgedehnter Algenwälder

und Seegraswiesen. Deren Bewohner

sind ganz an diese Umgebung

angepasst und für den Laien nicht

leicht zu entdecken. Denn die meisten

Tiere sind lediglich einige Zentimeter

oder gar nur Millimeter groß. An

besonders tiefen Steilhängen erinnert

die Adria an tropische Szenarien. Hier

ist das Licht zu gering für starken

Pflanzenbewuchs. Dafür findet man

Gorgonien (biegsame Hornkorallen),

Moostierchen und bunte Schwämme

Das leben in Den GroTTen

Unsere Aufgabe war es, die Tier- und

Pflanzenwelt in drei Grotten zu

untersuchen.Dafür mussten wir diese

zunächst vermessen. Das war gar nicht

so einfach, denn trotz der Unterwasserlampen

ist es dort ziemlich finster.

Es kostete einige Überwindung, mit

angehaltenem Atem in das Dämmerlicht

abzutauchen. Auch die Strömungen

und der Wellengang erschwerten

das Verlegen der Maßleinen. Ständig

mussten wir darauf achten, uns nicht

an den schroffen Felsen zu verletzen.

Und natürlich wollten wir die Lebenswelt

in den Grotten so wenig wie

möglich stören.

nun hieß es abzuschätzen,

wie stark und durch welche

sessilen Lebewesen die Grotten

besiedelt waren. Dies dokumentierten

wir auf Unterwasserschreibtafeln. An

Tieren entdeckten wir den orange-farbenen

Strahlenschwamm, den weißen

und den braunen Nierenschwamm, die

gelbe Krustenanemone und Bäumchenpolypen.

Bei den Pflanzen fanden

wir vor allem Rotalgen. Im düsteren

Höhlenhintergrund findet man mehr

festgewachsene Tiere. Sie ernähren

sich als sogenannte Suspensionsfresser

von kleinsten Schwebepartikeln.

Dazu benutzen sie verschiedenste

Techniken, um angeschwemmte

Nahrungsteilchen aufzunehmen.

Passive Suspensionsfresser, beispiels-

weise Hydroiden und Korallen, halten ihre

Sammelapparate einfach in das Wasser.

Sie leben vor allem im vorderen Bereich

der Grotten, da hier die Wasserbewegung

stärker ist.

Aktive Suspensionsfresser wie Seepocken

hingegen bewegen ihre Fangvorrichtungen

selbst oder saugen Wasser an (Schwämme

und Seescheiden). Sie sind eher im

Höhlenhintergrund zu finden, wo die

Wasserdurchmischung geringer ist. Drei

besonders schöne Bewohner der Grotten

sind die Bäumchenpolypen, die Nierenschwämme

und die Kalkrotalgen.

Bäumchenpolypen der Gattung Eudendrium

sind sessile Nesseltiere.

Sie bilden wenige Zentimeter hohe,

buschartig verzweigte Stöckchen, an

deren Enden circa zwei Millimeter kleinen

Polypen sitzen. Diese haben einen Kranz

von Tentakeln, an denen Nahrungspartikeln

hängen bleiben, die dann über die Mundöffnung

aufgenommen und im Hohlraum

des Polypen verdaut werden. Diese

Tiere sind darauf angewiesen, dass das

Wasser die Nahrung bringt. Die dichtesten

Ansammlungen fanden wir daher im

Eingangsbereich der Höhlen, aber niemals

am Boden, sondern nur an den Wänden.

Wir nehmen an, dass diese Tiere sehr stark

bewegtes Wasser benötigen, aber wegen

ihres fragilen Aufbaus die Böden meiden.


CyanobakterIen

Photosynthese

betreibende

Bakterien

endosyMbIont

Lebewesen, das

zum gegenseitigen

Nutzen in einem

anderen wohnt.

sessIl

festgewachsen

Denn dort könnten sie durch absinkendes Material

beschädigt werden.

Im Gegensatz zu den filigranen Bäumchenpolypen

sind Nierenschwämme (Chondrosia reniformis)

massig gebaut und recht robust. Sie kommen

überall in den Höhlen vor und können sogar

das Licht indirekt für sich nutzen. Denn sie

lagern endosymbiontische cyanobakterien in

ihre äußeren Schichten ein. Belichtete Stellen

von Nierenschwämmen sehen dadurch braun

aus. Ihre schleimige Oberfläche verhindert den

Bewuchs durch Pflanzen oder andere sessile Tiere.

In den dunklen Bereichen der Höhle verlieren die

Nierenschwämme ihre einzelligen Symbionten

und werden dann ganz bleich. Durch die robuste

Bauweise wachsen sie manchmal auch am Höhlenboden.

Krustenförmige Kalkrotalgen (corallinales)

sind jene Meeresalgen, die am wenigsten Licht

zum Wachstum benötigen. Deswegen sind das

die letzten Pflanzen, die wir noch finden können,

wenn wir uns in eine Grotte oder Höhle hinein

begeben. Sie wachsen oft nur wenige Millimeter

im Jahr. Um nicht zur leichten Beute von unterseeischen

Weidegängern zu werden, lagern sie

Kalk in ihre Zellwände ein und bilden so steinharte

Krusten, die den felsigen Untergrund überziehen.

All das erarbeiteten wir in wenigen Tagen bei

großartigen Ausflügen, aufregenden Tauchgängen

und aufschlussreichen Vorträgen. Ein Besuch der

Meeresschule Pula lohnt sich! Und wenn man

nicht schnorcheln kann? Keine Sorge, das lernt

man schnell im glasklaren Wasser der Adria.

Meldungen

Immunzellen im All

Sind Weltraumreisen ungesund? Astronauten

leiden oft unter Störungen des Immunsystems und

in der Folge an schweren Infekten.

nach vierjähriger Vorbereitungszeit ließ die Arbeitsgruppe

um den Magdeburger Weltraumbiotechnologen Oliver

Ullrich menschliche Immunzellen mit einer Rakete in den

Weltraum schießen. Der Flug dauerte etwa zehn Minuten, von

denen sich die Rakete fünf Minuten lang in der Schwerelosigkeit

des Weltalls befand.

In dieser Zeit wurden

ferngesteuert Versuche

durchgeführt. Der Behälter

mit den Zellen landete

schließlich im unbesiedelten

nördlichsten Teil

Schwedens und wurde

von einem Hubschrauber

geborgen. Die Versuche

werden nun an der

Universität Magdeburg

ausgewertet und sollen

klären, ob Schwerelosigkeit

dem Immunsystem

schadet. Denn wenn der

Mensch einmal zum Mars

fliegen will, wird die

Besatzung hin und zurück

über 500 Tage unterwegs

sein. Ullrich: „Vorher

muss geklärt werden,

warum das Immunsystem

ausfällt und wie dem

schweden, 150 km nördlich des

Polarkreises: Menschliche Immunzellen

auf dem Weg ins All. Quelle:

Adrian Mettauer, Swiss Propulsion

Laboratory.

medizinisch entgegengesteuert werden kann. Möglicherweise

finden wir aber auch heraus, dass der Mensch sich gar nicht für

längere Zeit vom Erdorbit entfernen kann, weil wir genetisch auf

ein Leben auf der Erde programmiert sind.“

Der Mensch verließ Afrika

vor über 100.000 Jahren

Die Wiege der Menschheit steht in Afrika. Es ist

etwa 200.000 Jahre her, da entstand dort der

anatomisch moderne Mensch.

bisher dachte man, dass unsere Vorfahren vor über 70.000

Jahren von Afrika über Arabien nach Südasien eingewandert

seien. Eine internationale Forschergruppe um Hans-Peter

Uerpmann von der Universität Tübingen untersuchte nun Steinwerkzeuge

aus der Grabungsstätte Jebel Faya in den Vereinigten

Arabischen Emiraten. Dabei zeigte sich, dass diese etwa 125.000

Jahre alt sind und Werkzeugen entsprechen, die man bei

Siedlungsplätzen anatomisch moderner Menschen in Ostafrika

entdeckt hatte. Offenbar wanderten unsere Vorfahren 50.000

Jahre früher aus Afrika als angenommen. Wie aber konnten sie das

Rote Meer, das Afrika von Arabien trennt, überqueren? Einer der

Wissenschaftler, Adrian Parker aus Oxford, weist darauf hin, dass

wegen der damaligen Eiszeit große Wassermassen im Inlandeis

gebunden waren: „Vor 130.000 Jahren lag der Meeresspiegel

noch rund 100 Meter tiefer als heute“ – die Überquerung des

Roten Meeres war daher ungleich einfacher.

9


Photosynthese. Diesen Begriff verbindet

man doch mit Pflanzen? Doch dann

gelang amerikanischen Forschern eine

höchst interessante Entdeckung: Sie

fanden eine grüne, im Meer lebende

Schnecke, die sich mithilfe von Sonnenlicht

ernähren kann: Elysia chlorotica.

10

Zoologie

Julia von der linden

Akademisches gymnasium graz

Sie gehört zu den sacoglossa,

den Sackzünglern, und lebt

hauptsächlich an der nördlichen

Ostküste von Amerika.

Die Schnecke kann bis zu

vier Zentimeter groß werden. Man

geht davon aus, dass sie sich mit

chemischen Stoffen gegen Feinde

schützt, da sich ihr Gehäuse vollständig

zurückgebildet hat. Stattdessen besitzt

sie flügelförmige, gewellte Fußlappen,

sogenannte Parapodien, deren Ränder

in der Mitte verwachsen sind. Teile der

Verdauungsdrüse und der Geschlechtsorgane

reichen bis in die Parapodien hinein.

Auf dem Kopf von elysia befindet sich im

Gegensatz zu anderen Schnecken nur ein

einziges Paar Tentakel. Diese enthalten

chemorezeptoren zum Aufspüren von

Signalstoffen.

elysia chlorotica ist ein Zwittertier und

enthält daher sowohl weibliche als

auch männliche Geschlechtsorgane. Die

Begattung erfolgt überkreuzt, das heißt,

dass sich zwei Tiere umschlingen und

eigene Spermien an den Partner abgeben

Eine Pflanze

mit zwei Fühlern

und die des anderen aufnehmen. Nach

der Befruchtung werden die Eizellen in

langen Fäden im Wasser abgelegt.

eine einziGarTiGe

schnecKe

Wie kommt es, dass

diese Schnecke Photosynthese

betreiben

kann? elysia ernährt

sich überwiegend

von der grüngelben

Alge Vaucheria litorea, die sie ansticht

und aussaugt. Größtenteils wird die

Alge von der Schnecke verdaut, nur

die chloroplasten werden unversehrt

aufgenommen und in den Darmzellen

gespeichert. Deswegen werden die

Schnecken mit zunehmendem Alter

intensiv grün. Jungtiere haben dagegen

noch eine braune Färbung mit dunkelroten

Tupfen. Die Meeresschnecke

elysia chlorotica ist also keine Pflanze,

kann aber trotzdem Photosynthese

betreiben.

Plastiden können allerdings ohne

zusätzliche, in ihren Wirtszellen hergestellte

Proteine nicht funktionieren. Bei

Pflanzen befindet sich die genetische

Information dafür in den Zellkernen.

Vor kurzem erst entdeckte Mary

Rumpho-Kennedy von der Universität

Maine, dass mindestens eines der

notwendigen Algengene auch im

Genom der Schnecke zu finden ist. Wie

die Gene dort hingelangten, ist noch

nicht klar. Wissenschaftler vermuten

aber, dass Viren diese Erbmerkmale

übertragen haben. Möglicherweise

gibt es weitere auf ähnliche

Weise in die Schnecken-DNS

eingebaute Algengene, die

verhindern, dass die aufgenommenen

chloroplasten abgebaut

werden.

Wie bin ich auf elysia

chloroTica GesTossen?

Meine Biologielehrerin erzählte

während eines Kurses von dieser

faszinierenden Schnecke. Mich

interessierte dieses Tier sofort, und

ich wollte mehr darüber erfahren.

Schließlich fand ich heraus, dass es

in Amerika an der Universität Maine

eine Arbeitsgruppe gibt, die seit

Jahren an elysia chlorotica forscht.

Es gelang mir, telefonisch mit der

Leiterin der Forschungsgruppe, Frau

Mary Rumpho-Kennedy, zu sprechen.

Ich war sehr beeindruckt davon,

wie bereitwillig sie mir zu ihren

Arbeiten Auskunft gab. Gerne hätte

ich die Meeresschnecke in einem

eigenen Aquarium studiert. Doch

zu meinem Bedauern kann man sie

nicht erwerben, weil sie in der Wildnis

rar und möglicherweise sogar vom

Aussterben bedroht ist. Allerdings

versuchen Frau Rumpho-Kennedy

und ihre Kollegen, elysia chlorotica im

Labor zu züchten.


fotos: Ein

Blatt, das

kriecht:

die grüne

Schnecke Elysia

chlorotica (bei

der Eiablage).

http://biology.

umaine.edu/

symbio/index.

html

DEn CoDE EInEr

KIWI KnACKEn

Sonja rentz, Sacré Coeur Schule graz

Radioaktivität-Krankheiten-Gene-Information … Wörter, die in Verbindung stehen

mit langen, dünnen Fäden, die in jeder Zelle eines Lebewesens enthalten sind und

bis zu zwei Meter lang werden können. Generationen vor uns sind in ihnen gespeichert.

Durch radioaktive Strahlung können sie trotz ihrer geringen Größe verändert

werden, was fatale Auswirkungen haben kann. Gemeint ist unser Erbmaterial, die

Desoxyribonukleinsäure (DNS).

bei der DNS handelt es sich um

das Erbmaterial eines Lebewesens,

z.B. eines Tieres, einer

Pflanze oder eines Menschen.

In der DNS sind unsere Erbanlagen

gespeichert, die Grundlagen für viele

unserer körperlichen und charakterlichen

Merkmale. Gespeichert in der

DNS sind aber auch Erbkrankheiten,

die durch Vererbung innerhalb einer

Familie häufiger auftreten können als

in anderen. Krankheiten können aber

auch entstehen, wenn das Genmaterial

durch radioaktive Strahlung oder auch

spontane Mutationen verändert

wurde. Hast Du schon einmal die

Fäden einer DNS in den Händen

gehalten? Oder versucht, ein Gen

durchzuschneiden? Für die Schüler

des Grazer Sacré coeur Gymnasiums

wurde das möglich gemacht bei einem

unvergesslichen Lehrausgang zum

Institut für Molekulare Biowissenschaften

der Karl- Franzens-Universität

Graz im Rahmen des Projekts „UBS

2.0“. Um die DNS sichtbar zu machen,

untersuchten wir zunächst Kiwis. Dafür

muss zuerst die Frucht klein geschnitten

und dann vorsichtig püriert werden. Mit

Salz und Spülmittel werden die Zellen

aufgebrochen und die DNS freigesetzt,

mit Alkohol wird sie „ausgefällt“.

Danach wird die DNS aus dem Püree

herausgefiltert. Erkennbar ist sie nun

als Ansammlung dünner Fäden, die

durch die durchsichtige Flüssigkeit

treiben. Durch Schütteln formen sich

die Fäden zu einem gut sichtbaren

Klümpchen. Das funktioniert auch

mit einer Mandarine oder einer

Tomate oder - noch spannender

- mit unserem Speichel, also unserer

eigenen DNS. Die DNS ist aus vielen

Genen aufgebaut und kann mit Hilfe

von Restriktionsenzymen („molekularen

Scheren“) zerschnitten werden.

Die entstehenden DNS-Bruchstücke

können unterschiedlich groß sein.

Um diese verschiedenen Stücke

sichtbar zu machen, müssen sie auf

ein Agarosegel aufgetragen werden.

Durch Anlegen eines elektrischen

Feldes wandert die negativ geladene

DNS in dem Gel vom Minuspol zum

Pluspol. Das Gel wirkt wie ein Sieb,

durch dessen Poren größere DNS-

Stücke schwerer hindurch kommen

als kleinere und somit eher hängen

bleiben. Eine Probe unterschiedlich

großer DNS-Bruchstücke spaltet sich

daher in dem Gel in unterschiedliche

Banden auf, die durch einen

speziellen Farbstoff sichtbar gemacht

werden können. An der Anzahl der

Abbildungen: links: Christina und Sonja (die Autorin

des Artikels) mitte: Wir haben die DNA sichtbar

gemacht! rechts: Martin und Alexander beim Filtrieren

nähere Infos zum Projekt „Ubs 2.0“ unter www.offeneslaborgraz.at/projekte/Ubs 2.0

Molekularbiologie

Banden lässt sich erkennen,

in wie viele Teile die DNS

zerschnitten wurde. Dadurch

können verschiedene Proben

miteinander verglichen werden.

Diese Methode wendet zum

Beispiel die Polizei bei der

Aufklärung von Verbrechen an,

wenn am Tatort der „genetische

Fingerabdruck“ des Täters

untersucht wird. Dabei wird

DNS aus Haaren, Hautschuppen

oder Blut gewonnen. Das

Schneiden mit Restriktionsenzymen

ergibt für jede DNS – und

damit für jeden Menschen – ein

individuelles Bandenmuster.

Vergleicht man dieses mit der

DNS von Verdächtigen, können

die Täter überführt werden:

Die Bandenmuster sind dann

identisch.

Im Rahmen des Projekts

„UBS 2.0“ wurde uns jungen

ForscherInnen ein kleiner

Einblick in die Wissenschaft der

Molekularbiologie gewährt,

der sehr beeindruckend und

lehrreich für uns war. Ich hätte

nie gedacht, dass Zellen, Gene

und unsere DNS so interessant

sein können!

11


12

„Manche glauben, der versteckte Eisprung

sei ein Nebeneffekt des aufrechten Ganges“


Viele Tierweibchen zeigen während

ihrer empfängnisbereiten Zeit auffällige

Veränderungen. Beispielsweise sondern

sie oft deutliche Gerüche ab, die dem anderen

Geschlecht ihre Paarungsbereitschaft signalisieren.

Das hat bei verschiedenen Tierarten

unterschiedliche Bezeichnungen: eine Hündin

ist läufig, eine Katze rollig, eine Stute rossig.

Aus dem Blickwinkel der Evolution erhöht dies

die chance, möglichst viele Nachkommen zu

zeugen. Warum ist dies nicht bei allen Tierarten

derart ausgeprägt? Bei Menschenfrauen spricht

man gar von einem „versteckten“ – also für den

Mann nicht merkbaren – Eisprung. Der Nachteil

liegt auf der Hand: Die Wahrscheinlichkeit einer

Befruchtung pro Geschlechtsakt sinkt. Es gibt

mehrere Theorien, die zu erklären versuchen,

welche Vorteile der versteckte Eisprung haben

könnte: Die investitionshypothese geht

davon aus, dass es auf Grund der Unkenntnis

der fruchtbaren Phasen der Weibchen zu

einer Änderung in der Paarungsstrategie der

Männchen kam. Weil das Männchen nicht weiß,

wann ein Weibchen fruchtbar ist, bleibt es über

längere Zeit bei einer bestimmten Partnerin. Die

beiden haben so immer wieder Geschlechtsverkehr,

was zu einem emotionalen Bund zwischen

ihnen führt. Für die Aufzucht des gemeinsamen

Nachwuchses ist dies von Vorteil, da es ein auf

sich allein gestelltes Weibchen viel schwerer

hat, ihr Kind ins fortpflanzungsfähige Alter zu

bringen.

Die Männchen sind gezwungen, sich mehr in

die Aufzucht des Nachwuchses einzubringen.

Evolutionsbiologisch ausgedrückt heißt das: Sie

müssen mehr in den Nachwuchs „investieren.“

Eine weitere Hypothese ist die des verringerten

kindsmordes. Das Prinzip dahinter

ist das Verschleiern der Vaterschaft. Verkehrt

ein Weibchen mit mehreren Männern, ist es

durchaus vorteilhaft, diese über ihre Vaterschaft

im Unklaren zu lassen.

Denn Männchen, die es nicht geschafft haben,

das Weibchen zu befruchten und damit ihre

Gene weiterzugeben, könnten die Kinder ihrer

Konkurrenten umbringen wollen, um das Weibchen

wieder fortpflanzungswillig zu machen.

Das ist beispielsweise bei Gorillas keineswegs

unüblich. Bei Tieren mit verstecktem Eisprungs

weiß aber niemand genau, wer der Vater ist.

Das hat zur Folge, dass die Geschlechtspartner

des Weibchens das Kind nicht umbringen, da

es ihr eigenes sein könnte. Die hypothese der

sozialen bunde besagt, dass sich der versteck-

Florian Alexander Wenzl

Akademisches gymnasium graz

Zoologie

WAruM FrAuEn

AnDErs sInD

Verhaltensforschung. Über die Hintergründe des versteckten Eisprungs.

te Eisprung bei Menschenfrauen entwickelt hat,

um die Aggressionen zwischen konkurrierenden

Männern während der Paarungszeit zu hemmen.

Das fördert das Zusammenleben innerhalb

einer Gruppe und bringt auch Vorteile für das

Weibchen und ihren Nachwuchs mit sich. Eine

zunächst überraschende Erklärung liefert die

hypothese des betrogenen ehemanns. Die

Idee dahinter ist, dass Weibchen mit verstecktem

Eisprung im Laufe der Evolution folgenden Vorteil

hatten: Sie konnten sich während ihrer fruchtbaren

Zeit mit Partnern mit vorteilhaften Genen

paaren und während ihrer viel längeren unfruchtbaren

Phase mit Partnern, die evolutiv nachteilige

Gene trugen. Der Nachwuchs bekommt auf diese

Weise die vorteilhafteren Gene vererbt, die aus

dem Seitensprung resultieren. Trotzdem kümmert

sich der betrogene Partner um ihn, da er davon

ausgeht, selbst der Vater zu sein. Schließlich war

er es, der die meiste Zeit mit der Mutter verkehrt

hat. Manche glauben, der versteckte Eisprung sei

ein nebeneffekt des aufrechten ganges. Laut

dieser Theorie rückten durch die Entwicklung des

aufrechten Ganges die weiblichen Genitalien aus

dem Blickfeld der Männchen. Das Anschwellen

der Genitalien während der fruchtbaren

Phase verlor damit an Bedeutung und unterblieb

letztlich ganz. Eine plausibler erscheinende

Hypothese ist die der verbesserten weiblichen

partnerwahl. Ihr zufolge liegt der Vorteil des

versteckten Eisprungs darin, dass es in der Regel

erst nach wiederholtem Geschlechtsverkehr zur

Befruchtung kommt. Somit hat ein Weibchen

mehr Möglichkeiten, ihren Partner zu wählen,

da sie mit Männchen verkehren kann, ohne

davon zwangsläufig schwanger zu werden.

Welche dieser Mechanismen, ob einzeln oder

in Kombination, letztlich zur Entwicklung

des versteckten Eisprungs geführt haben, ist

unbekannt. Zudem können manche Männer laut

Ergebnissen einer finnischen Arbeitsgruppe am

Körpergeruch einer Frau zumindest erahnen,

ob sie sich in ihren fruchtbaren Tagen befindet.

Dann riecht sie für männliche Nasen besonders

attraktiv. Möglicherweise stellt dies die Theorie

des versteckten Eisprungs in Frage. Hier sind

weitere Untersuchungen notwendig, da die

Versuchsgruppe der finnischen Studie recht

klein war. Doch auch wenn die Theorie bestätigt

wird: Die ursprünglichen Effekte des versteckten

Eisprungs wurden von der modernen Medizin

durch Maßnahmen wie Empfängnisverhütung,

künstliche Befruchtung und Vaterschaftstests

teilweise außer Kraft gesetzt.

Foto: D. Kandasamy

13


14

Zoologie

BArsChzuChT

hobby oder

sucht?

„sollte man diese einzigartigen lebewesen kennengelernt

haben, werden sie einen ein leben lang nicht mehr

loslassen.“

Mario Poglitsch, brg leibnitz

Fotos: Autor

Buntbarsche. Ein Schlagwort

für jeden Amateuraquarianer.

Viele Aquarianer träumen

von einem eigenen, großen

Buntbarschbecken in ihrem

Wohnzimmer. Doch die Haltung

und Zucht von diesen

Fischen, die die Wissenschaft

cichliden nennt, stellt eine

Herausforderung dar.

Vor der Anschaffung

dieser Fische ist zu klären,

welchen materiellen und

zeitlichen Aufwand man

zu leisten bereit ist, und ob diese

anspruchsvollen Fische dem Niveau

des Aquarianers entsprechen.

Sollte man aber diese einzigartigen

Lebewesen kennengelernt haben,

werden sie einen ein Leben lang nicht

mehr loslassen.

Welche arTen GibT es?

Grundsätzlich unterscheidet der

Aquarianer zwischen afrikanischen

und südamerikanischen Barschen.

Die Südamerikaner stammen aus

dem Amazonas und benötigen daher

weiches Wasser, während die afrikanischen

Barsche sehr hartes Wasser

brauchen.

Denn der Untergrund ihres Lebensumfelds,

die zentralafrikanischen

Seen, besteht aus Kalkgestein. Bei den

afrikanischen cichliden unterscheidet

man Barsche aus dem Tanganjika- und

aus dem Malawisee, wobei die

meisten Arten endemisch sind, also

nur in einem eng umgrenzten Gebiet

vorkommen.

Welches uMfelD WirD Von

ihnen benöTiGT?

Südamerikanische Barsche brauchen

eine gut strukturierte Umgebung mit

Altholz und reichlich Pflanzenbewuchs.

Afrikanische Barsche hingegen bevorzugen

ein kahles und raues Umfeld,

das kaum Pflanzen, sondern meistens

nur Kalkgesteine und Sand beinhaltet.

Doch die Fische sind bestens daran

angepasst.

So herrscht im Malawisee ein

bewundernswertes ökologisches

Gleichgewicht: Die Barsche ernähren

sich ausschließlich von Algen, die

auf den Kalkgesteinen wachsen.

Die Nährstoffe für diese Algen

liefern Möwen. So skurril dies klingen

mag: Der Möwenkot bietet für die

Algen die ideale Nährstoffgrundlage.

Diese Pflanzen haben sich mit

ihrer besonderen Wuchsform in

diesen Gewässern durchgesetzt, denn

andere Wasserpflanzen fallen oft dem

Grabtrieb der Barsche zum Opfer.

Barsche sind unermüdliche Bauarbeiter,

was das Ausheben von Gruben betrifft.

Der Untergrund wird in das Maul

genommen und an einem anderen Ort

wieder abgesetzt. Diese Verhaltensweise

ist vor allem bei männlichen Tieren

typisch, da sie sich eine Art „Residenz“

einrichten. Dies kann auch in den

Aquarien leicht beobachtet werden.

Daher müssen alle Einrichtungsgegenstände

im Becken direkt auf den

Gefäßboden gestellt werden, um ein

Umkippen zu vermeiden.

Wie züchTe ich erfolGreich

barsche?

Afrikanische und südamerikanische

Barsche kann man nicht zusammen

halten. Denn die afrikanischen

Barsche zeigen ein weitaus stärkeres

Territorialverhalten als ihre amerikanischen

Verwandten, was zu deren


Verdrängung führt. Auch spielt die

Wasserhärte eine große Rolle.

Die Eier der Barsche besitzen eine

semi-permeable Membran, daher

würden sie bei zu hartem oder zu

weichem Wasser entweder aufquellen

und platzen oder schrumpfen und

verpilzen.

Die meisten südamerikanischen

cichliden betreiben paternale Brutfürsorge.

Das heißt, dass vor allem

das Männchen den Laich bewacht.

Bei den afrikanischen Barschen ist

es genau umgekehrt. Anders als bei

ihren südamerikanischen Verwandten

werden die befruchteten Eier solange

im Maul vor Fressfeinden geschützt,

bis der Dottersack aufgebraucht ist

und sie schlüpfen.

Dann muss die Brut beginnen,

selbst Nahrung zu suchen. Für eine

erfolgreiche Zucht brauchen die

Weibchen, nachdem sie die Eier

in das Maul genommen haben,

ein separates Becken, weil sie vom

Männchen aus dem Territorium

verwiesen werden. Denn nun sind

sie für zirka drei Wochen nicht mehr

fortpflanzungsbereit.

Die Männchen sind übrigens

polygam, eine enge Bindung

zwischen weiblichen und männlichen

Tieren gibt es folglich nicht.

Sobald die jungen Barsche aus dem

Maul entlassen sind, muss man

das Weibchen aus dem Becken

fangen und die jungen Fischlein mit

feinem Futter aufpeppeln. Je größer

die Fische werden, desto mehr

Wasservolumen ist gefragt. Wenn

alles gut läuft, sind die Fische nach

rund sechs Monaten ausgewachsen.

Nun setzt der Züchter zwei oder drei

Weibchen zu einem Männchen – und

kann die anderen Fische verkaufen.

Bei optimalen Bedingungen kann

es durchaus sein, dass innerhalb

von zwei Monaten bis zu sechzig

Jungbarsche das Licht der Welt

erblicken.

WaruM bin ich aquarianer

unD GarTenTeichbesiTzer

GeWorDen?

Schon in frühen Jahren hat mich der

Gartenteich meines Vaters magisch

angezogen. Es dauerte daher nicht

lange, bis der Bub auch seinen

eigenen Teich bekam. Die Sucht hatte

begonnen, und so wurde jedes Jahr

eine kleine Veränderung vorgenommen

- bis heute. Nun kümmere ich

mich um sieben Gartenteiche und drei

Aquarien. In den Aquarien schwimmen

vorwiegend Buntbarsche, in den

Gartenteichen tummeln sich unzählige Koi

zwischen Goldfischen, Karpfen, Amuren,

Schleien und anderen Fischen. Schon mein

Großvater war ein begeisterter Fischer.

Leider konnte ich ihn nie kennenlernen,

aber seine Fischerausrüstung zog mich

immer magisch an. Eines Tages fuhr ich mit

meinem Onkel, einem leidenschaftlichen

Angler, ans Wasser. Als der erste Fisch

gefangen war, wollte ich unbedingt einen

eigenen Teich. Meine Fisch-Faszination hat

mir im Freundeskreis allerdings eine Reihe

einprägsamer Namen eingebracht, darunter

„Fischkopf“, „Fischi“ und „Poglfisch.“

15


Quelle:

ARZT Volker:

Kluge

Pflanzen:

Wie sie

locken

und lügen,

sich warnen

und wehren

und Hilfe

holen bei

Gefahr,

München:

Bertelsmann

Verlag,

2.Auflage

2009

16

Botanik

Hast Du einmal einen Topf mit Tulpen verkehrt herum aufgehängt? Vermutlich nicht,

deshalb wirst Du den unbändigen Willen der Pflanzen, nach oben zu wachsen, noch nicht

mit eigenen Augen mitverfolgt haben.

doch was veranlasst

Pflanzen, eine Kurve

in ihrem Wachstum

einzuschlagen und

sich nach oben

zu krümmen?

Wieso wachsen Wurzeln immer nur in

den Boden hinein und nicht hinaus?

(Abgesehen von der Tatsache, dass sie

hässlich sind und sie keiner sehen will!)

Woher wissen Pflanzen überhaupt,

wohin sie wachsen sollen? Die Antwort

liefert der sogenannte Gravi- oder

Geotropismus. Dabei handelt es sich um

Bewegungen entweder zum Erdmittelpunkt

(Gravitationszentrum)

hin oder von ihm weg. Doch

woher weiß die Pflanze, wo

der Erdmittelpunkt liegt. Die

Natur hat sich so genannte

Statolithen einfallen lassen,

die als Orientierungshilfe für

die ‚blinden‘ Pflanzen dienen.

Statolithen sind mikroskopisch

kleine Stärkekörner, die durch

ihre Gewichtskraft der Pflanze

die Gravitationsrichtung

zeigen. Den Wurzeln zeigen sie den

Weg hinunter ins Erdreich, ein positiver

Gravitropismus liegt vor (zum Reiz hin).

Blüten wachsen meistens in die Höhe,

weisen also einen negativen Gravitropismus

auf (vom Erdmittelpunkt weg).

Dreht man die Pflanzen um 90°, so dass

die Wurzeln waagerecht weiterwachsen

müssten, so wandern die Statolithen in

den Wurzelzellen nach unten, was dazu

führt, dass sich die Wurzel krümmt. Am

besten kann man diesen Vorgang bei

Armleuchteralgen (chara) beobachten.

Sie haben Rhizoide, schnell wachsende

Zellen mit Wurzelfunktion, in denen die

Statolithen mikroskopisch gut sichtbar

sind. Ein besonderes Exemplar, um den

Gravitropismus zu verdeutlichen, ist der

Mohn (Papaver) mit seinen leuchtend

roten Blüten.

Die Knospen des Mohnes sind vor der

Öffnung positiv gravitrop, d.h. sie hängen

nach unten. Sobald sie sich jedoch

• http://www.focus.de/finanzen/news/

perspektiven-weltrekord-die-schnellste-

pflanzenbewegung_aid_212337.html

• http://www.bioboard.de/topic,3106,-

carnivore-pflanzen!--undgt%3B-bewegung.html

• http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/

d32/32c.htm

• http://www.wissenschaft-online.de/abo/lexikon/

biok/11209

öffnen, ändern die Statolithen ihre

„Botschaft“ (deren Übermittlung

noch nicht ganz geklärt ist), und

die aufgehende Knospe krümmt

sich nach oben, wird also negativ

gravitrop. Pflanzenbewegungen

entstehen nicht willkürlich, sondern

sind meistens an verschiedene Reize

gebunden, wie Temperaturveränderungen,

Lichtverhältnisse, Windböen

und Berührung. Bei Nastien, einem

besonderen Bewegungstyp, spielt

die Richtung, aus der der Reiz

kommt, keine Rolle, sondern die

betreffende Organstruktur. Die

yes WE

CAn MoVE

tieber david, brg kepler, graz

meisten Nastien sind Folge von

Turgorveränderungen. Turgor ist

der botanische Fachausdruck für

den Druck, den die Zellsäfte auf

die Zellwand ausüben. Wird dieser

Druck verändert, zum Beispiel durch

eine Berührung, kann Erstaunliches

passieren.Die einen nutzen diese

Druckänderung, um ihre Samen mit

möglichst hoher Geschwindigkeit

von sich zu schleudern. Ein Beispiel

dafür ist der Kanadische Hartriegel

(cornus canadensis), der sein Pollenaufbewahrungslager

aufplatzen

lässt, sobald ein Lebewesen oder ein

heftiger Windstoß eine empfindliche

Borste berührt, die sich auf einem

Blütenhüllblatt befindet. Durch

diesen Vorgang werden die Pollen,

die mit unglaublichen drei Metern

pro Sekunde herausgeschleudert

werden (Geschwindigkeitsweltrekord

im Pflanzenreich!), entweder auf

den Reizauslöser (das Insekt) gespuckt

oder durch den Wind verteilt. So etwas

nennt man Seismonastien. Ein anderer,

berühmterer Vertreter der Seismonastien

ist die Venus-Fliegenfalle (Dionaea

muscipula). Jeder kennt das Schauspiel:

Ein Insekt lässt sich von den verführerischen

Farben der Fangblätter anlocken,

landet auf dem Blatt, macht ein oder

zwei Schritte, und schon schlägt die

Falle zu (in bis zu 100 Millisekunden)

– ein Todesurteil für das Tier, welches

nun die Bekanntschaft mit allerlei

eiweißzersetzenden Substanzen macht

und schließlich als Nährstofflieferant

dient. Die Reizrezeptoren sind hier

abermals kleine auf dem Blatt

verteilte Auslöserborsten, die ein

elektrisches Potenzial auslösen,

das sich mit einer Geschwindigkeit

von sechs bis 20 cm auf der

Blattoberfläche ausbreitet und

den Schließmechanismus auslöst.

Eine letzte Pflanze soll hier noch

genannt werden: die Mimose,

ein Synonym für Empfindlichkeit.

Sie klappt ihre Blätter bei

der kleinsten Annäherung oder

Erschütterung mit einer Reaktionsgeschwindigkeit

von 0,08 Sekunden ein.

Die Blätter bleiben für die nächsten

20 bis 30 Minuten eingefaltet. Diese

besondere Form der Seismonastie ist

eine so genannte Alles-oder-Nichts-

Reaktion. Das bedeutet, dass die

Reaktion in voller Stärke einsetzt,

sobald eine gewisse Reizschwelle

überschritten wird. Diesmal liegen

die Reizrezeptoren (Borsten) an der

Unterseite der Blattgelenke. Pflanzen

sind also nicht nur die starren, leblosen

Erdbewohner, für die viele von uns sie

halten, sondern äußerst raffinierte und

hoch entwickelte Lebewesen. Obwohl

wir wohl niemals einem Ent wie in

„Herr der Ringe“ begegnen werden,

können wir dennoch sicher sein, dass

die Welt der Pflanzen uns noch längst

nicht all ihre Geheimnisse offenbart

hat.. Fotos: W. Heine

•http://de.wikipedia.org/wiki/

Pflanzenbewegung

•http://de.academic.ru/dic.nsf/mey

ers/106322/Pflanzenbewegungen

•http://www.oxalis-acetosella.com/turgor

bewegungen.html

•http://www.spacebio.uni-bonn.de/ahp/

Gravitropismus/Gravi3.htm

•http://www.pflanzenfundgrube.net


Anna Hubmann, Akademisches gymnasium, graz

Sie scheinen von einer anderen Welt zu stammen, denn sie können mit Umweltbedingungen

zurechtkommen, die es auf der Erde gar nicht gibt. Hinter dem putzigen deutschen Trivialnamen

„Bärtierchen“ verstecken sich wahre „Überdrüberlebenskünstler“!

das Bärtierchen wird zunehmend

prominenter. Seit einigen Jahren

schreiben immer mehr Zeitungen

über diese nur millimetergroßen

Tiere. Vielleicht liegt das daran,

dass es derzeit beständig heißer

auf der Erde wird und Bärtierchen extrem hohe

Temperaturen aushalten können. Zudem kann man sie

in jeder Wasserlache unserer Gärten antreffen.

Dennoch waren diese bemerkenswerten Tiere noch

vor kurzer Zeit nur wenigen bekannt! Dabei scheinen

diese kleinen Bären alle Superkräfte der Science-fiction-

Helden zu haben, die uns während unserer Kindheitstage

faszinierten: Sie überleben bei tiefsten Minusgraden

jahrelang und trotzen nicht nur UV-Strahlen, sondern

würden auch den atomaren Super-Gau überstehen.

Da ist es nicht verwunderlich, dass Bärtierchen

schon seit etwa einer halben Milliarde Jahren auf

der Erde vorkommen, wie das Fossilfunde belegen.

Tardigrada (also „Langsamschreiter“) wurden jedoch

erst im 18.Jahrhundert von einem Quedlinburger Pastor

entdeckt.

Im Jahr 2007 wollte ein Stuttgarter Wissenschaftlerteam

die Belastbarkeit dieser kleinen Tiere genauer

kennen lernen. Um die Mechanismen zu entschlüsseln,

die hinter den beachtlichen Fähigkeiten dieser

kleinen Tiere stecken, schickten Wissenschaftler vier

Bärtierchenarten mit einer Rakete in das Weltall. Diese

umkreiste mit ihren Insassen, die neben den tiefen

Temperaturen hohe Strahlung und Vakuum aushalten

mussten, 189 Mal die Erde und kehrte nach zwölf Tagen

Zoologie

bÄrtierCHen

foto: Bärtierchen im Lichtmikroskop. Fundort: Siegensdorf (St.

Marein bei Graz), Oktober 2010 (Autorin)

im All zur Erde zurück. Um die harschen Bedingungen zu

überstehen, hatten sich die kleinen Forschungssubjekte in

einen tönnchenförmigen Ruhezustand begeben. Aber hatten

sie überlebt? Die Forscher legten sie ins Wasser, und siehe

da: Die Bärtierchen wurden wieder quicklebendig und mobil.

Meine eiGenen erfahrunGen MiT bärTierchen

Da ich in der 3. Klasse keinen Biologieunterricht hatte,

mich für das Fach aber sehr interessierte, besuchte ich einen

Projektunterricht. Ich wählte das Thema „Die Mikrowelt im

Süßwasser“.

Mit einem Planktonnetz fischte ich Kleinstlebewesen

aus Teichen und Bächen und untersuchte sie mit meinem

Mikroskop. Mit einem speziellen Fotoapparat-Aufsatz

konnte ich das Leben im Wassertropfen fotografieren. Das

machte das Bestimmen leichter und die Präsentation der

Arbeit spannender. Im darauffolgenden Jahr drehte ich

einen kleinen Planktonfilm. Dadurch konnte ich nicht nur die

verschiedenen Formen und Gestalten der Tierchen zeigen,

sondern auch, wie sie sich fortbewegen.

In den Wintermonaten verlangsamte sich meine Arbeit

natürlich, weil ich weniger oder gar kein Plankton fand.

Da gab mir meine Biologielehrerin einen Artikel über

Bärtierchen. Und ich las begeistert: Bärtierchen sind

achtbeinige, meist kleiner als ein Millimeter große Tiere, die

man meistens zu den Gliederfüßern (Arthropoden) zählt. Sie

haben zum Beispiel an jedem „Stummelfuß“ zwei Krallen,

die zum Festhalten und Fortbewegen dienen.

Sie sind fast auf der ganzen Welt zuhause und leben

in den Porenhohlräumen der Sandstrände, aber auch in

17


18

Zoologie

Moospölsterchen, Dachrinnen, Wasserlachen

und Teichen. Unter dem Mikroskop

sehen sie aus wie ein kleiner Bär (eigentlich

eher wie ein Gummibärli!).

Doch noch faszinierender als ihr

Aussehen ist ihre Kunstfertigkeit, sich ihrer

Umwelt anzupassen. Wird es ihnen zu

kalt, zu trocken oder zu heiß, lassen sie

ihren Stoffwechsel eine Pause einlegen.

Dann „kapseln“ sie sich in sogenannte

Tönnchen ein.

Dadurch können

sie jahrelang

ohne einen

Tropfen Wasser

ausharren. In

diesem Zustand

trotzen sie

unvorstellbaren

Temperaturen

von 125 Grad

celsius und

minus 272 Grad.

Dabei sinkt der

Wassergehalt

im Körper des

Bärtierchens bis auf wenige Prozent.

Der Stoffwechsel des Bären ist somit

lahmgelegt.

Doch auch nach extremen Drucken

von 6000 bar, Vakuum, Röntgen-, und

UV-Strahlen brauchen die Bärtierchen-

Tönnchen nicht mehr als einen Wassertropfen,

um unter dem Mikroskop wieder

tapsig nach Nahrungssuche zu gehen!

All diese Eigenschaften haben mich

zutiefst beeindruckt und mein Ehrgeiz

wurde geweckt, einen solch kleinen

Überlebenskünstler unter meinem Mikroskop

zu filmen. Oft wird das Auffinden

von Bärtierchen als sehr leicht dargestellt.

Dem ist nicht so! Ich musste lange

suchen, Moose ausquetschen, Dachrinnen

durchstöbern.

Doch erst kurz nach Weihnachten hatte

ich Erfolg! Ich machte Fotos, Filme und

Zeichnungen.

Nach meinem ersten Bärtierchenfund

folgten ständig weitere. Die meisten

dieser Tiere fand ich in einem kleinen,

am Waldrand gelegenen Teich. Ich stellte

immer mehr Kurzfilme her und schnitt sie

dann zu einem eigenen Film zusammen,

der nur den Bärtierchen gewidmet ist. Ja,

es sind wirklich beeindruckende Tiere!

ToTGEsAGTE

lEBEn

länGEr

Marton liziczai, brg kepler, graz

Dr. Siegfried Hekimi und Dr. Wen Yang,

Forscher des Department of Biology der

McGill University in Montreal, stießen bei

einem Experiment auf ein verblüffendes

Ergebnis. Die Wissenschaftler behandelten

Fadenwürmer mit Paraquat, einem Herbizid,

das die Anzahl der freien Radikale im

Organismus erhöht und dadurch ein Lebewesen

tötet. Die Würmer überlebten die

Behandlung aber nicht nur. Sie lebten sogar

länger als gewöhnlich.

Infobox

ParaqUat

Paraquat ist ein starkes Herbizid. Bei der

Photosynthese werden Elektronen auf

das Paraquatkation übertragen, wodurch

das Paraquat zu einem Radikal wird.

Das Paraquat gibt seine überschüssigen

Elektronen an ein Sauerstoffmolekül

ab, wodurch Hyperoxide entstehen.

Hyperoxide sind Verbindungen von

Alkalimetallen, Metallen, und Dioxiden.

Sie sind sehr reaktiv und zerstören

ungesättigte Fettsäuren der Zellmembran.

Durch Teilreaktionen in der Photosynthese

wird das Paraquat immer wieder

zu einem Radikal. Es richtet so lange

Schaden an, bis die Photosynthese zum

Erliegen kommt. Die Zelle verliert sehr

viel Wasser, und innerhalb von wenigen

Stunden trocknet die Pflanze aus.

Dieses Herbizid ist für Menschen und

Tiere so giftig, dass es von der EU

verboten wurde. Gelangt Paraquat

in den Organismus, bildet es durch

Oxidation Wasserstoffperoxidradikale.

Diese schädigen in erste Linie die Lunge,

die Leber und die Nieren. Auf zellulärer

Ebene bildet das Paraquat durch die

Zellatmung Wasserstoffperoxide. Sie

reagieren schnell und heftig mit anderen

Molekülen. Die Zellstruktur wird schnell

zerstört. Der Grenzwert liegt bei 0,004

mg/kg Körpergewicht pro Tag.

HerbIzId

Herbizide sind

chemikalien, die

Unkräuter abtöten

sollen.

antIgen

Antigene sind

körperfremde

Moleküle.

t-Helferzellen

T-Helferzellen

sind Zellen des

Immunsystems. Sie

senden Zytokine

aus und alarmieren

das Immunsystem.

zytokIne

Zytokine sind Botenstoffe.

Sie regen

das Immunsystem

an, Antikörper zu

produzieren


ereits bei der Entstehung der

ersten Zellen beginnt deren

Alterung. Wie wir leben,

was wir tun, alles beeinflusst das

Fortschreiten des Alterns. Zellen

werden repariert, neue entstehen

durch Teilung, aber sie sind nie

so frisch wie die allerersten. Jede

Zelle ist vorprogrammiert, nach einer

bestimmten Zeit zu sterben. Diesen

vorprogrammierten Tod nennt man

Apoptose.

beschädigte zellen opfern sich,

um dem organismus zu helfen

Stellt eine Zelle ein Problem fest,

das sie nicht beseitigen kann,

startet sie einen streng kontrollierten

Selbstmord, um größere Systemfehler

zu vermeiden. Als Erstes werden

alle Kontakte zu anderen Zellen

abgeschnitten. Danach wird das

cytoskelett, das der Zelle Form und

Stabilität verleiht, abgebaut, wodurch

die Zelle zu schrumpfen beginnt.

Die Zelle schnürt kleinere Vesikel aus

ihrer Zellmembran ab, in denen sich

zerlegte Zellorganellen befinden.

Proteine an der Zelloberfläche

signalisieren den Makrophagen,

Zellen des Immunsystems, dass

sie gefressen werden können. Die

entstandene Gewebslücke wird

durch die Teilung der Nachbarzellen

aufgefüllt. Krebszellen begehen

übrigens keinen Selbstmord, ihr

Selbstzerstörungsmechanismus ist

ausgeschaltet.

Dem kontrollierten Zelltod kommt

auch Bedeutung im Immunsystem zu.

Wenn ein Fremdkörperchen, etwa

ein Virus, in den Organismus gelangt

und als solcher erkannt wird, wird es

von einem Makrophagen gefressen.

Einige Proteine des Fremdkörpers

werden auf der Oberfläche des

Makrophagen „ausgestellt“. Diese

Proteine werden von T-Helferzellen

registriert, welche Zytokine als Botenstoffe

abgeben und das Immunsystem

in höchste Alarmbereitschaft versetzen.

Das Immunsystem beginnt dann

mit dem Angriff auf infizierte Zellen,

was mit deren Apoptose endet.

Der kontrollierte Zelltod spielt aber

nicht nur bei der Krankheitsbekämpfung,

sondern auch bei unserer vorgeburtlichen

Entwicklung eine wichtige

Rolle. Ohne ihn hätten wir keine Finger

oder Zehen. Der Embryo besitzt

nämlich flossenartige Hände und Füße.

Erst durch den kontrollierten Zelltod

des Gewebes zwischen den Knochen

entstehen einzelne Finger und Zehen.

Ohne vorzeitige Apoptose könnten wir

allerdings länger leben. Dazu gibt es

bereits zahlreiche Versuche. So läuft

das Altern bei geringerer Produktion

des Wachstumshormons (Somatotropin)

und der Geschlechtshormone

(Östrogen und Testosteron) schneller

ab. Es wurden Hormontherapien

entwickelt, die möglicherweise das

Altern hinauszögern können.

Stephen R. Spindler und sein Team der

University of california haben zudem

bewiesen, dass Mäuse, die eine kalorienarme

Diät bekommen, länger leben

als gewöhnlich. Andere Versuchsorganismen

wurden mit Antioxidantien,

wie Vitamin c, behandelt. Sie lebten

ebenfalls länger als gewöhnlich. Bei

den mit Paraquat behandelten Würmer

wird angenommen, dass die durch

Radikale angeregten Zellen eher als

andere dazu neigen, die Zellreparatur

zu maximieren, wodurch das Altern

verlangsamt wird. Dieses scheinbar

paradoxe Phänomen wird gerade mit

Hilfe von Mutanten des Fadenwurms

Caenorhabditis elegans genauer

untersucht. Derartige Forschungen

ermöglichen eine bessere Kenntnis

über den Zelltod und eröffnen

möglicherweise einen neuen Weg für

eine Methode, die das menschliche

Leben verlängert.

Medizin

ein Fadenwurmweibchen

Foto: nadine timmermeyer,

universität tübingen

19




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