Zoologie - biologie

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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
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