Die grose Mehrheit der Biologen lehnt die Untergliederung des Menschen in verschiedene „Rassen“ ab. Vereinzelt wird jedoch auf die Vergleichbarkeit mit anderen Wirbeltieren, z. B. Vogeln, verwiesen, bei denen „geografische Rassen“ beschrieben wurden. Der Begriff der (geografischen) Rasse wird aber in der wissenschaftlichen Zoologie seit Jahrzehnten nicht mehr benutzt, er ist vollstandig durch den Begriff Unterart (Subspezies) ersetzt worden; eine ausschliesliche Verwendung bei Menschen verbietet sich schon aus diesem Grund. So gesehen kann die Frage nur lauten, ob es beim Menschen (Homo sapiens) Unterarten gibt. Die Zuordnung der Kategorie Unterart zu einer Gruppe von Populationen ist in jedem Fall eine subjektive Entscheidung des Bearbeiters. Es gibt kein absolutes Mas genetischer oder morphologischer Unterschiede, welches zur Feststellung eines Unterartstatus herangezogen werden konnte. Ontologisch betrachtet stellen solche Unterarten Konstrukte dar, die keine biologische Realitat besitzen. Dies unterscheidet sie ontologisch von Arten, welche je nach Artkonzept Natural Kinds oder sogar Dinge darstellen. Auf den ersten Blick erscheinen die von J. F. Blumenbach unterschiedenen funf „Kontinentalrassen“ des Menschen wie Unterarten. Zwischen diesen vermeintlichen Rassen existiert aber eine beliebige Anzahl von Zwischenformen, die morphologischen Unterschiede sind keineswegs distinkt. Schon daraus wird deutlich, dass die Blumenbachschen Rassen Konstrukte des menschlichen Geistes sind und keine biologische Realitat haben. Die genetische Variabilitat des Menschen wurde schon lange vor Kolonialismus und Globalisierung durch Wanderungsbewegungen und Bevolkerungsaustausche beeinflusst. Moderne Genomanalysen zeigen globalen Genfluss, was jeder Einteilung in unterschiedliche Rassen widerspricht. Dass eine Unterteilung in Menschenrassen eine medizinische Bedeutung haben konnte, erscheint zweifelhaft. Naturlich sind auch die Haufigkeiten medizinisch relevanter Allele nicht gleichmasig uber die Menschheit verteilt, aber auch hierbei handelt es sich um Gradienten. Bei der Grenzziehung bleibt die gleiche Willkur wie bei anderen Merkmalen. Die Zukunft gehort einer individuellen Medizin mit Genotypisierung des Einzelnen.
Kieselalgen – winzig, aber wichtig! Das Navigationssystem der Vogel Sprachstorungen in der Welt der Mikroben Symbiosen im Korallenriff Gibt es Rassen?
Im ersten Teil dieses Beitrags haben wir aufgezeigt, welche Kompassmechanismen Vogel fur die Navigation nutzen. Fur die Bestimmung der Richtung zum Ziel im Heimbereich konnen sich junge Vogel zunachst spontan auf Weginformation verlassen, indem sie die Richtung des Hinwegs registrieren und Richtungsanderungen integrieren; die Umkehr dieser Richtung ergibt die Heimrichtung. Der erste Zug junger Zugvogel ins noch unbekannte Winterquartier wird durch ein angeborenes Zugprogramm gesteuert, das die Richtung und – uber die Dauer des Zuges – die Entfernung vorgibt. Diese Mechanismen erlauben es den Vogeln, eine Navigationskarte aufzubauen, indem sie die raumliche Verteilung von Umweltgradienten erlernen. Durch Vergleich der lokalen Werte dieser Faktoren mit den Werten des Zielorts konnen sie den Kurs zum Ziel bestimmen. Die Navigationskarte wird von erfahrenen Vogeln bevorzugt benutzt, denn sie erlaubt mehr Flexibilitat und bietet mehr Sicherheit als die angeborenen Mechanismen.
Das aquatische Bakterium Magnetospirillum gryphiswaldense produziert spezielle Organellen, die aus dem Eisenmineral Magnetit bestehen und die Zelle ahnlich einer Kompassnadel entlang der erdmagnetischen Feldlinien ausrichten. Magnetbakterien sind faszinierende Objekte der Grundlagenforschung auf dem Feld der Biomineralisation und Zellbiologie, und neuerdings auch fur die Herstellung magnetischer Nanopartikel fur biotechnologische und biomedizinische Anwendungen von Interesse.
Die mutterliche in utero-Umgebung beeinflusst die embryonale Entwicklung und die ihrer Nachkommen. Das Konzeptder Entwicklungsprogrammierung bzw. der entwicklungsbedingten Ursachen von Gesundheit und Krankheit im Erwachsenenalter basiert auf der Hypothese, dass der mutterliche Lebensstil und die Exposition gegenuber diversen Umweltstimuli wahrend der Schwangerschaft zu epigenetischen Modifikationen (Anderung der Histon- und DNA-Methylierungsmuster) und somit einer langfristigen Veranderung des Genoms fuhren konnen. Bestimmte maternale Ernahrungsmuster, wie der Konsum von fettreichen ungesunden Nahrungsprodukten, sind dadurch mit einem erhohten Risiko fur die Entwicklung von chronischen Stoffwechselkrankheiten wie Adipositas und Diabetes mellitus Typ 2 im spateren Erwachsenenalter der Nachkommen assoziiert. Auf welche Art bestimmte Nahrungsmetabolite das Epigenom des Embryos und zukunftiger Generationen beeinflussen, und ob diese Modifikationen von Dauer oder reversibel sind, bleibt zu erforschen.
Alle Erkenntnisse uber das System Erde zeigen deutlich auf, dass die Menschheit so massiv in die Prozesse des Systems eingreift, dass sich die Rahmenbedingungen fur die Zukunft – allerdings schon heute spurbar – deutlich verschlechtern. Die Ergebnisse der unterschiedlichen Konzepte weisen ubereinstimmend in die gleiche Richtung: Mehrere Sicherheitsgrenzen sind uberschritten. Stoffkreislaufe werden im globalen Masstab umgestaltet. Die Menschheit ist mit sich weiter beschleunigender Wirkung zur starksten gestaltenden Kraft auf der Erde geworden. Mit dem Klimawandel und der Vernichtung von Biodiversitat sind irreversible Prozesse eingeleitet, und die Funktionalitat von Okosystemen wird zunehmend eingeschrankt. Eine nachhaltige Entwicklung, die nicht zuletzt die Lebensgrundlagen der Menschheit sicherstellt, ist jedoch nur innerhalb der biophysikalischen Grenzen des Systems Erde denkbar. Unsere Konsum- und Produktionsmuster mussen sich in allererster Linie an diesen Grenzen orientieren, um nachhaltig zu sein.
Digitalisierung und Hybridsemester / Robert Hansch, Alois Palmetshofer Das Virus als Herausforderung: Bewerbung in Corona-Zeiten / Carsten Roller Vor der Bundestagswahl ... / VBIO VBIO-Position: Lebenslanges Biologielernen ermoglichen – nicht-formale Bildungsangebote sicherstellen / VBIO Vorbereitungen zur Biodiversitatskonferenz: Kommentar zu Uberlegungen zur Synthetischen Biologie vorgelegt / VBIO
Die mRNA-Technologie lasst eine neue Produktklasse in der Medizin entstehen, mit der gegen Infektionserkrankungen prophylaktisch und gegen viele Krebsarten therapeutisch geimpft werden kann sowie seltene Krankheiten bekampft werden konnen.
Krahen gelten als unheimlich schlau und auserst intelligent und haben sich deshalb als Modelle der Kognitionsforschung langst etabliert. Die erstaunlichen Gedachtnisleistungen sind sprichwortlich. Lange hatten viele Forscher geglaubt, dass nur Menschen ein episodisches Gedachtnis besitzen, sich also an einzelne Erlebnisse erinnern konnen, etwa ein schones Abendessen mit Freunden oder aber eine Situation, die sie als bedrohlich empfunden haben. Dass Kolkraben (Corvus corax) auf Alarmrufe von anderen Rabenvogeln reagieren, selbst wenn diese unbekannt sind, belegt, dass sie sich auch sehr gut interspezifisch – also uber Artgrenzen hinweg – uber solche „Erlebnisse“ verstandigen konnen.
Dieses Jahr werden im Zoo Leipzig 20 lebensgrose Dinosaurierexponate gezeigt. Die in Deutschland einzigartige Ausstellung ist von Don Lessem kuratiert, der fur die Jurassic-Park-Filmreihe als Berater fur Steven Spielberg tatig war. Im Zoo Leipzig ubernahmen Biologiedidaktiker aus Frankfurt in enger Zusammenarbeit mit der Zooschule die didaktische Aufbereitung der komplexen Thematik. Ein Ziel der Ausstellung ist es, Bezuge zu rezenten und im Zoo gepflegten Tierarten herzustellen, um so allgemeinbiologisch relevante Themen zu vermitteln.
Terra Preta ist ein alter Siedlungsboden, gepragt durch Jahrhunderte andauernden Eintrag groser Mengen an Verkohlungsruckstanden (Pflanzenkohle) und Nahrstoffen, welche von den Bodenorganismen in stabilen und fruchtbaren Humus uberfuhrt wurden. Dabei dominierten aerobe Prozesse durch bodeneigene Mikroorganismen. Es gibt weder wissenschaftliche Hinweise auf anaerobe Prozesse (Fermentation), noch auf „Terra Preta-Supermikroorganismen“. Die Existenz von Terra Preta beweist, dass es prinzipiell moglich ist, langfristig Kohlenstoff und Nahrstoffe im Boden zu speichern bei gleichzeitiger intensiver Nutzung fur Gartenbau oder Landwirtschaft. Die Anwendung dieses Konzeptes erlaubt unsere naturlichen Ressourcen nachhaltig in einer biobasierten Kreislaufwirtschaft zu nutzen. Daruber hinaus werden immer neue Anwendungsmoglichkeiten von Pflanzenkohle „entdeckt“, wie z. B. als Tierfutter, als Baumaterial oder zur Geruchsbindung in Trenntoiletten.
Intelligentes Verhalten ist ein Phanomen, das sich bei Gemeinschaften gleichartiger Individuen finden lasst, obwohl kein Mitglied alleine uber diese Eigenschaft verfugt. Dieses als Schwarmintelligenz bezeichnete Phanomen findet sich in unterschiedlichem Mase bei Insektenstaaten, Vogelschwarmen und Fischschulen, aber auch bei Schleimpilzen oder Bakterienfilmen. Ausloser fur die Schwarmbildung konnen schwieriger werdende Umweltbedingungen wie Nahrungsmangel sein. Stabilisiert werden die neuen Gemeinschaften oder Superorganismen durch intensive Kommunikation zwischen den Mitgliedern. Die Leistungen des Kollektivs beruhen teilweise auf wenigen einfachen Regeln, die von Informatikern aufgegriffen und in spezielle Algorithmen mit technischen Anwendungen umgeformt werden. Diese Form der kunstlichen Intelligenz hilft bei vielen Optimierungsaufgaben in der Logistik von Daten und Gutern. Auffallig ist, dass durch die Vernetzung der Einheiten eines biologischen Systems nicht nur mehr Komplexitat generiert wird, sondern dass auch synergistische Effekte deutlich werden: Das Ganze ist mehr als die Summe der Einzelteile.
Der Aufbau einer Bioinformatik-Infrastruktur in Deutschland wird vom BMBF seit dem Jahr 2015 betrieben. Dazu wurde die Fordermasnahme „Deutsches Netzwerk fur Bioinformatik-Infrastruktur (de.NBI)” (www.denbi.de) ins Leben gerufen mit der Aufgabe, Forschenden in den Lebenswissenschaften die Analyse groser Datenmengen zu ermoglichen. Nach Einrichtung der Infrastrukturbereiche Serviceangebote, Trainingskurse und Cloud-Computing steht nun eine Verstetigung dieser Bioinformatik-Infrastruktur durch Integration in die Helmholtz-Gemeinschaft an. Die Bundesregierung hat hierzu in ihrer jungsten Finanzplanung dem Forschungszentrum Julich Finanzmittel zur Verfugung gestellt, um die etablierte Bioinformatik-Infrastruktur langfristig zu betreiben.
Die Produktion von Nahrungsmitteln belastet wie keine andere menschliche Aktivitat die planetaren Grenzen. Emission von Klimagasen wie Methan, von Stickstoff und Phosphor, der Frischwasserverbrauch oder die Bedrohung der Biodiversitat gehen zum Teil schon jetzt uber diese Grenzen hinaus. Landwirtschaft muss dringend nachhaltiger werden, gleichzeitig jedoch eine Steigerung der Produktion moglichst gesunder Nahrungsmittel erreichen. Damit dies global gelingen kann, ist eine nachhaltige Intensivierung essentiell, die sich auf eine sinnvolle Kombination aller verfugbaren Werkzeuge und Masnahmen stutzt. Zu diesen mussen Innovationen in der Pflanzenzuchtung gehoren. Deren Potenzial hat schon die Errungenschaften der letzten Jahrzehnte mit ermoglicht, und dank neuer Zuchtungsmethoden wie der Genomeditierung konnen heute viele Limitationen der klassischen Zuchtung uberwunden werden. Genetische Variation kann wissensbasiert erzeugt und genutzt werden, um nachhaltiger bessere Nahrungsmittel zu produzieren.
Das Projekt „Edmonds Urzeitreich“ ist eine bisher einzigartige Verbindung aus Museumsarbeit, Grabung und Forschung.Ein Dinosaurier-Bonebed wurde in Zusammenarbeit mit Burgerwissenschaftler/-innen aus den USA nachFrankfurt verschifft und wird nun im Senckenberg Naturmuseum Frankfurt vor den Augen der Besucher/-innen ausgegraben. Parallel dazu erforscht ein Team aus Geowissenschaftler/-innen das ganze Okosystem rund um den Fund, von den Pollen bis hin zur Nahrungsweise von Tyrannosaurus rex. Hierbei entsteht ein lebendiges und detailliertes Bild eines Okosystems vor 70 Millionen Jahren – einer Zeit, in der die CO2-Konzentration in der Erdatmosphare deutlich hoherwar als heutzutage.
Die Meere mit ihren grosen Oberflachen und Tiefen haben ihren Bewohnern im Laufe der Evolution zu einer erstaunlichen Fulle spezifischer Funktionsmorphologien verholfen. Das lasst sich an den Beispielen der harten Haifischzahne, den Wasserwiderstand mindernden Seeigelstacheln, kalottenformigen Papageifischzahnen, den Angst einflosenden giftigen Seeschlangen und den extrem tief tauchenden Walen eindrucksvoll aufzeigen und kann zu entsprechenden technischen Anwendungen anregen.
Ja, das geht! Hinter dem Kurzel LAMP verbirgt sich eine Methode, mit der es moglich ist, ohne Thermocycler bei konstanter Temperatur DNA zu vervielfaltigen. Prima, damit konnen wir also direkt an Ort und Stelle die DNA in einer frisch gesammelten Probe amplifizieren, um z. B. einen Erreger nachzuweisen.
Schon lange suchen Forscher nach Alternativen zu Zucker, um Speisen und Getranke mit wenig Kalorien zu susen. Eine Beere aus Westafrika,die kaum groser ist als eine Olive, enthalt das Glykoprotein Miraculin. Dessen Besonderheit ist es, die Struktur von Geschmacksezeptoren zu verandern, so dass saure Speisen sus wahrgenommen werden.
