Einführung - D-CHAB - ETH Zürich

Schwämme vom Mittelalter bis heute:
Primitive Requisiten oder Hochleistungsorganismen?
COLLEGIUM@HÖNGGERBERG
Forum Molekulare Wissenschaften
18.45 - 19.05 Uhr
Pause mit kleinen Snacks und Getränken vor dem Hörsaal
Die kleine Bildausstellung befindet sich auf dem H-Stock
7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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Schwämme sind Tiere, die Wasser durch
Poren und Kanalsysteme ihres Körpers
filtern, um Nahrungspartikel aufzunehmen
bzw. Endprodukte auszuscheiden.
Je nach Ausbildung des Gastralraumes
drei Bautypen: A) Ascon B) Sycon C) Leucon
1) Suboscularraum 2) Oscula
3) Radialtuben 4) Geisselkammern 5) & 6) Poren
7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Baupläne der Schwämme (Porifera)
Ascon-Typ: schlauchförmiger Körper mit
zentralem Hohlraum mit
undifferenzierter Wandung und nur
einer zentralen Ausströmöffnung
(Osculum)
Sycon-Typ: um einen grossen Hohlraum
herum wird Choanoderm (Deckzellschicht
des Innenraumes mit Kragengeisselzellen)
durch Radialtuben in das
Mesohyl (extrazelluläre Matrix)
eingelagert, wodurch eine Oberflächenvergrösserung
erreicht wird
Leucon-Typ: der differenzierteste Bautyp
mit Geisselkammern im
Schwamminneren. Die ausgeprägte
Oberflächenvergrösserung ermöglicht
grössere Schwammkörper
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Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Kalkschwämme (Calcarea)
• fossil seit dem Kambrium nachweisbar
• die Zahl der rezenten Arten wird auf 400 bis
500 geschätzt
• besitzen kalzitische Spicula vom ein-, dreioder
vierstrahligen Typ, auch verschmolzene
Kalknadeln
• leben im marinen Bereich, bevorzugt im
flacheren Wasser und versteckt in Höhlenund
Kleinhöhlenbereichen
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Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Hornkieselschwämme (Demospongiae)
• etwa 6.000 rezente Arten in 600 Gattungen
• (es werden doppelt so viele Arten vermutet)
• derzeit 45 Gattungen von Süsswasserschwämmen
bekannt
• -> etwa 95 % aller rezenten Arten gehören
den Demospongiae an
• Skelett aus Silikatdioxid-Spicula und dem
Protein Spongin
• Megaskleren monaxon oder tetraxon
• stets nach dem Leucon-Typ gebaut
• wenige mm bis über 2 m im Durchmesser
Naturschwämme aus Arten wie
Pferdeschwamm und Spongia officinalis
(Gewöhnlicher Badeschwamm)
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Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Glasschwämme (Hexactinellida)
• 7 % aller bekannten Schwammarten
• etwa 500 Arten, 17 Familien, 118 Gattungen
• in allen Weltmeeren bis in die Tiefsee
• oft becher- oder röhrenförmig
• Skelett aus sechsstrahligen oder davon
ableitbaren Nadelformen aus amorphem
wasserhaltigem Siliciumdioxid
• bis zu 20 verschieden geformte
Nadeltypen in einer Art
• mit der Basis oder mit einem Faden oder
einem Bündel langer Glasfäden am
Untergrund befestigt
• bieten anderen Tierarten Raum und Schutz
Hyalonema sieboldii („Glaskoralle“) im alten Japan
zu Zimmerschmuck oder Haarnadeln verarbeitet
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Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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Dr. Dirk Erpenbeck
Prof. Dr. Werner Müller
PD Dr. Iris Ritzmann
7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
3 Experten für Ihre Fragen
E-Mail und Homepage
erpenbeck@lmu.de
www.gwdg.de/~derpenb
www.spongegenetrees.org/
wmueller@uni-mainz.de
www.biotecmarin.de/
iritz@mhiz.uzh.ch
www.mhiz.uzh.ch/archive/
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Evolution:
Der Mensch stammt nicht vom Schwamm ab
Studie : 128 Gene von insgesamt 55 Arten
(unter anderem von 9 Schwämmen, 8 Nesseltieren, 3 Rippenquallen
und der einzig beschriebenen Art der Scheibentiere)
Die Grundlage der Analysen bildete die Phylogenomik, bei der die
stammesgeschichtliche Ähnlichkeit von Lebewesen durch den Vergleich
ihrer Gene bestimmt wird.
Die Forscher analysierten mehr als 30.000 einzelne Positionen in der
Erbinformation, die für die Zusammensetzung von Proteinen kodieren.
Mithilfe rechnergestützter Analysen erstellten sie einen evolutionären
Stammbaum, der den Verwandtschaftsgrad der einzelnen Arten
darstellt.
Eines der Hauptergebnisse der Studie legt nahe, dass alle Schwamm-
Arten von einem einzigen Vorfahren abstammen. Dieser ist jedoch kein
direkter Vorfahr der Zweiseitentiere (Bilateria), zu denen Würmer,
Weichtiere und Insekten, aber auch die Wirbeltiere gehören.
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Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
Dr. Dirk Erpenbeck
Abteilung für Geo- und Umweltwissenschaften, Paläontologie & Geobiologie
Molekulare Paläobiologie, Ludwig Maximilians Universität München
„Evolution der Schwämme - Wie ‹schwammig› ist unsere eigene Geschichte?“
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
CV Dirk Erpenbeck
geb. 1972 in Haltern
1992-1994: Grundstudium der Biologie an der RWTH Aachen
1994-1999: Hauptstudium der Biologie an den Universitäten
Bonn und Lund
sowie am Naturkundemuseum in Madrid
1999-2004: Promotion an der Universität Amsterdam
2005-2007: Postdoc als Marie-Curie Fellow an der Universität
von Queensland sowie dem Queensland Museum
Brisbane (Australien)
2007-2008: Postdoc als Marie-Curie Fellow an der Uni Göttingen
seit 2009: Wissenschaftlicher Leiter des Labors
für Molekulare Paläobiologie der
Ludwig-Maximilians-Universität München
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Biologisch aktive Wirkstoffe und Hightech „Spicula“
Monorhaphis chuni
produziert als einziger Organismus eine einzelne
Schwammnadel von bis zu 3 m Länge und 8 mm
Dicke zur Verankerung im Tiefseeboden des
Indischen und Pazifischen Ozeans.
Schwämme als Lichtleiter
Die Nadeln mancher Arten haben Eigenschaften,
die für die Kommunikationstechnik interessant
sind.
Um ihr Potenzial als Glasfaserkabel zu testen,
Werden die Licht leitenden Eigenschaften der
Schwammnadeln vor einem Laser untersucht.
Schwämme als Ressourcen
für die Pharma-Industrie
Nahezu 50% der aus marinen Invertebraten
isolierten Naturstoffe stammen aus
Schwämmen
� Asthma-Wirkstoffe, Krebstherapie, Wirkstoffe
gegen Viren, Entzündungshemmer
7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
Giesskannenschwamm
mehrere Konstruktionsprinzipien kombiniert
Fasern über viele Grössenordnungen und mindestens
7 hierarchische Ebenen miteinander verknüpft
Glaslamellen untereinander durch eine hauchdünne
Klebeschicht aus organischer Matrix verbunden
Glas aus aneinandergefügten Silikat-Nanopartikel
Bündel aus vielen Fasern unterschiedlicher Dicke mit
Glaszement zu starken Konstruktionsstäben
verbunden
Konstruktionsstäbe vertikal, horizontal, diagonal
angeordnet und zu lockerem Netz verwoben
Gesamte Struktur zusätzlich durch spiralförmige
Rippen verstärkt
Die siebte Ebene ist die geschwungene Form des
Käfigs selbst
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Prof. Dr. E. G. Werner Müller
Departement für Angewandte Molekulare Biologie,
Institut für Physiologische Chemie, Universität Mainz
„Schwämme als einzigartige Produzenten von Biomaterialien“
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
CV Werner E.G. Müller
1971-1975: Assistenzprofessor am Institut für Physiologische Chemie,
Universität Mainz
1975-1976: Sabbatical an der University of Kentucky
seit 1977: Departementsvorsteher Angewandte Molekulare Biologie,
Institut für Physiologische Chemie, Universität Mainz
1977, 1982: Gastforschung am Institut für Mikrobielle Chemie, Tokyo
1986-1991: Gastprofessur am Nationalen Krebsforschungsinstitut, Tokyo
1993-1999: Gastprofessor am Department Entwicklungsmedizinische
Wissenschaften, Universität Tokyo
seit 1990: Mitglied der „Akademie gemeinnütziger Wissenschaften
zu Erfurt“
seit 2002: Koordinator des deutschen Exzellenz-Zentrums
„Marine Molekulare Biotechnologie“
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
nicht nur zum Baden und Putzen…
� Schlaf- und Weckschwämme in der „Chirurgia“
Zeichengerät/ Ohrenschoner/ Pessar zur Verhütung/ fein gemahlene Nadeln zur „Rötung“
der Wangen/ Schleifmittel für Messing-, Silber-, Kupfergegenstände/ Polsterung von Rüstungen
-----------
„Wenn man bei einem Menschen etwas sägen oder schneiden will: Man nehme Opium, Thebaicum, ferner
den Saft des Bilsenkrautes, unreife Brombeeren, Salatsamen, Schierlingssaft, Mohn, Alraune und Efeu;
gebe diese in ein Gefäss und tauche einen Schwamm hinein, ganz so, wie er frisch aus dem Meere kommt, ohne
dass Süsswasser ihn berühre. Den Schwamm lege man in die Sonne und lasse ihn daselbst während der Hundstage
trocknen, bis er alle Flüssigkeit aufgenommen hat.
Bei Bedarf kann man nun ein Stückchen von dem Schwamm in nicht zu warmes Wasser tauchen und dem
Patienten in die Nasenlöcher stecken; dann wird er alsbald einschlafen. Will man den Patienten überdies wieder
erwecken, gebe man ihm Fenchelwurzelsaft zum Riechen, da wird er schnell wieder bei sich sein.“
(Nicolas von Salerno)
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
PD Dr. Iris Ritzmann
Medizinhistorisches Institut, Universität Zürich
„Schwamm drüber!
Medizingeschichte anhand eines porösen Mediums“
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
CV Iris Ritzmann
(geb. 1962, Zürich)
1981-1982 Grundstudium der Psychologie an der Universität Zürich
1982-1988 Studium der Humanmedizin, eidgenössisches Staatsexamen an der Uni Zürich
1989-1990Assistentin an der Orthopädischen Universitätsklinik Balgrist Zürich
1991 Promotion zur „Doktorin der Medizin“, Sozial- und Präventivmedizinisches Institut
1991-1996 Studium der Allgemeinen Geschichte, Medizingeschichte & Sozial- und
Wirtschaftsgeschichte, Uni ZH
1990-1993Assistentin am Medizinhistorischen Institut und Museum der Universität Zürich
1993-1997 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Medizinhistorischen Institut und Museum
sowie Lehrbeauftragte der Medizinischen Fakultät der Universität Zürich
1997-2001Wissenschaftliche Mitarbeiterin, Institut für Geschichte der Medizin
der Robert Bosch Stiftung, Stuttgart
seit 2001: Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Medizinhistorischen Institut u. Museum Uni ZH
seit 2002: Leitung der Handschriften- und Bildersammlung des Medizinhistorischen Instituts
2003: Gründung und seither Leitung des Medizinhistorischen Archivs
seit 2005: PD für Medizingeschichte an der Universität Zürich
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7. Oktober 2009
Diskussionsforum Schwämme
Klostermedizin vom Mittelalter bis heute:
Farbenprächtige Kräuterbeete oder durchdachte Heilkunst?
Mittwoch, 4. November 2009, HCI Hörsaal G3, 17.30 - 20.00 Uhr
17.30 - 17.45 Dr. Barbara Brauckmann (D-CHAB, ETH Zürich)
Begrüssung, Einführung in das Thema und Vorstellung der 3 Referenten
17.45 - 18.15 P. Dr. Hermann Josef Roth (Redaktion Cistercienserchronik Bonn)
Mittelalter (Hildegard von Bingen, Walahfrid Strabo, Alanus ab Insulis), Globaler
Wissenstransfer im 16./17. Jahrhundert, Wissenschaft im Barock, Missverständnis
und Missbrauch in der Gegenwart
18.15 - 18.45 Dr. Johannes Mayer (Geschichte der Medizin, Universität Würzburg)
Überlieferung/Grundlagen der Klostermedizin anhand der Werke ‹Lorscher Arzneibuch›,
‹Macer floridus›, ‹Causa et Curae›, ‹Liber graduum› bis ‹Gart der Gesundheit›
Pause mit kleinen Snacks und Getränken vor dem G 3
19.05 - 19.35 Dr. Wighard Strehlow (Hildegard Zentrum Bodensee)
Hildegard- Aderlass, Fälle aus der Praxis, Ernährungstherapie, Fasten, Lebensstil,
Bestätigungen der Schulmedizin
19.35 - 20.00 Prof. Dr. Gerd Folkers (Collegium Helveticum Zürich)
Moderation - Fragen und Antworten, Diskussion
Poster-Ausstellung auf dem H-Stock zum Thema Klostermedizin
Einführung
Dr. Barbara Brauckmann, D-CHAB
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