Die Natur als Ingenieur:
Die so genannte Bionik vereint Biologie und Technik. Dass der Flugzeugbau von Vögeln inspiriert worden ist, liegt nahe, die Verbindung zwischen Klettverschluss


und Natur scheint auf den ersten Blick komplizierter zu sein: Nach einem Spaziergang mit seinem Hund musste der Belgier Georges de Mestral Kletten – Pflanzen mit hakigen Spitzen – aus dem Fell seines Hundes zupfen. Dies inspirierte ihn zur Erfindung des Klettverschlusses. 

 

 

 

          


 

 

Das Erbgut des Menschen – eine Herausforderung an die internationale Forschung

Als Ergebnis des bislang größten Forschungsprojekts in den Biowissenschaften wird spätestens im Jahr 2003 die genaue Struktur der mehr als 100.000 menschlichen Gene vorliegen.
Fester Projektbestandteil ist die ethische Begleitforschung zum zukünftigen Umgang mit diesem Wissen.

Ziele

Erforschung des Genoms des  Menschen und verschiedener niederer Organismen; Entwickung neuer Methoden zurschnelleren Erbgutanalyse;Erstellung einer "Landkarte" aller identifizierten Gene;Genaue Entschlüsselung der chemischen Struktur (Sequenz) bekannter Gene;Analyse der Steuerung und des funktionellen Zusammenspiels bekannter Gene Ethische Begleitforschung zu Auswirkungen der neuen Erkenntnisse.

Einsatzbereiche

Erforschung genetisch bedingter Krankheiten des Menschen; Entwicklung neuer Gendiagnose- und GentherapieVerfahren; Auffindung neuer Zielmoleküle in der Pharmaforschung Evolutionsforschung.

 

Biotechnologie wurde von Menschen bereits vor ca. 6.000 Jahren betrieben. Ohne die zu Grunde liegenden biologischen Abläufe zu kennen, verwendeten zu dieser Zeit die Bewohner des Zweistromlandes bereits Mikroorganismen zur Herstellung von Bier und einem dem Wein ähnlichen Getränk. In späterer Zeit lernte man, mit Hilfe von Hefen Sauerteig herzustellen und Milchsäurebakterien zu verwenden, um Milch in Käse oder Joghurt umzuwandeln und dadurch haltbarer zu machen. Aber erst im 19. Jahrhundert erkannten Wissenschaftler wie Louis Pasteur mit Hilfe der Mikroskopie und der Biochemie, dass Mikroorganismen für eine Vielzahl von Stoffumwand-lungen verantwortlich sind, die der Menschseit Jahrtausenden nutzt. Der Begriff "Biotechnologie" wurde 1919 von dem ungarischen Ingenieur Karl Ereky geprägt und als Summe aller Ver fahren definiert, mit denen Produkte aus Rohstoffen unter Zuhilfenahme von Mikroorganismen erzeugt werden. Die moderne Biotechnologie nutzt sowohl Mikroben als auch höhere Organismen und deren Bestandteile unter Einbeziehung von Erkenntnissen und Methoden aus der Chemie, Physik und Fertigungstechnik. Als Bestandteile von Organismen besitzen speziell die Enzyme – also Eiweißstoffe, die chemische Reaktionen in der Zelle katalysieren – in der Biotechnologie einen hohen Stellenwert. Als eine sanfte Technologie hat die Biotechnologie u. a. in den Bereichen Medikamenten-herstellung, Naturstoffproduktion, Lebensmit-telverarbeitung oder Abluft-, Abwas- serreinigung und Bodensanierung herkömmliche chemische und physikalische Prozesse erfolgreich ersetzt und Ver fahren ermöglicht, die mit geringerem Rohstoff- und Energieaufwand bei deutlich verminderter Umweltbelastung stattfinden. Aber auch in der Grundlagenforschung sind die Methoden zur Kultur von Zellen und Geweben im Labor vorwiegend den Fortschritten in der Biotechnologie zu verdanken.

Gentechnik wird oft fälschlicherweise mit Biotechnologie gleichgesetzt. Als Gesamtheit aller Methoden und Ver fahren zur Isolierung, Erfor-schung, Veränderung und Übertragung von Erbmaterial stellt sie lediglich ein Teilgebiet der modernen Biotechnologie dar. Grundlage für die Gentechnik war 1944 die Entdeckung von Avery und Mitarbeitern, dass die Substanz DNA (= Desoxyri- bonukleinsäure) für die Übertragung vererbbarer Eigenschaften verantwortlich ist. Diese chemische Substanz hatte Friedrich Miescher bereits 1886 aus weißen Blutkörperchen isoliert und beschrieben. Wissenschaftliches Interesse erlangte sie jedoch erst durch die Arbeiten von Avery. Watson und Crick fanden in Ihren Forschungsarbeiten heraus, dass DNA die Struktur einer Doppelwendel (Doppelhelix) aus zwei umeinan-der gewundenen Einzelsträngen besitzt, die wiederum aus Phosphat, Zucker (Desoxyribo-se) und den vier Basen Adenin, Cytosin, Guanin und Thymin bestehen. 1953 stellten sie Ihre Ergebnisse in dem anerkannten Wissenschaftsjournal "Nature" vor und erhielten 1962 für ihre bahnbrechenden Arbeiten den Nobelpreis für Medizin. Im Folgenden erweiterte sich dieses Wissen um die Erkenntnisse, dass bestimmte, als "Gene" bezeichneteAbschnitte auf der DNA in der Zelle in Eiweiß(Protein) übersetzt werden. Im Jahre 1972 gelang es Paul Berg, mittels eines aus Bakterien isolierten "Restriktionsenzyms" DNA zu zerschneiden und mit einer "DNA-Ligase" wieder zu verbinden. Nur ein Jahr später legten dann die Biochemiker Herbert Boyer und Stanley Cohen den Grundstein für alle heutigen gentechnischen Arbeiten: Sie erzeugten mit Bergs Technik ein neu kombiniertes DNA-Molekül aus viraler und bakterieller DNA und brachten es in Bakterien ein. Beunruhigt über die möglichen Risiken dieser Ver fahren trafen die Wissen- schaftler daraufhin umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen bei der Neukombination von Erbmaterial und erwirkten, u. a. durch die Asilomar-Konferenz 1975, den Erlass staatlicher Regelungen in den USA für einen sicheren Umgang mit der Gentechnik, die als Vorbild für spätere, europäische Regelungen und das heute gültige deutsche Gentechnikgesetz dienten. Die damals entwickelten Ver fahren bilden die Basis für zahlreiche heutige Anwendungen der Biotechnologie und Gentechnik in den Bereichen Medizin, Landwirtschaft, Lebensmittel-herstellung und -verarbeitung sowie in der Umwelttechnik.

 

Am 5. Mai 1821 starb Napoleon Bonaparte. Die Untersuchungen einiger Strähnen seines Haares 140 Jahre später ergab, dass es 10,38 ppm Arsen enthielt - im Vergleich zu 0,5 bis 1,3 ppm für den normalen As-Pegel im Haar. Die Verteilung des Arsens über eine Länge von 9 cm zeigte, dass Napoleon innterhalb von vier Monaten in Intervallen etliche Arsendosen verabreicht bekam.

 

Paradestück der Lösung eines Problems in der Archäologie ist die Aufklärung der Herkunft der beiden Riesenstatuen des Pharao «Amenophis III» am Nil bei Theben. Der Vergleich der Europium-, Eisen- und Kobaltgehalte mit den Gehalten im Gestein grosser Steinbrüche Ägyptens ergab das überraschende Ergebnis: die Monolithe mit je ca. 750 t Gewicht stammen wie die Statue «Ramses II» aus dem Steinbruch Gebel Ahmar bei Kairo und nicht aus Assuan; das heisst: sei wurden ca. 650 km stromaufwärts transportiert.

 

    Institut für Zoo- und Wildtierforschung im Forschungsverbund Berlin e.V.

Ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft (WGL).

 

       
         museum für naturkunde
Öffentlichkeitsarbeit und Lehre sind immer ein wesentlicher Aspekt der Tätigkeit der wissenschaftlichen Mitarbeiter gewesen; die Vermittlung von Wissenschaft gehört zu den genuinen kulturellen Aufgaben eines Naturkundemuseums in einer aufgeklärten Gesellschaft. Biodiversität zu präsentieren, die Theorie hinter der Vielfalt der Lebewesen anschaulich begreifbar zu machen, den Blick für Details wie für größere Zusammenhänge zu schärfen, sind sicher auch im Zeitalter der sehr verbesserten Tierhaltung in zoologischen Gärten und eines umfangreichen Tierfilm-Fernsehprogramms noch eine wichtige Aufgabe eines zoologischen Museumsinstituts.

 

       Forschung in Deutschland

 

Literatur:

DLR "Nachrichten"
Helmholtz Gemeinschaft (Jahresheft 2005)
BMBF "Mikrosysteme"
BMBF "Raumfahrt in Deutschland"
BMBF "Schritte in die Zukunft"
BMBF "Science live"
Forschungszentrum Karlsruhe "Grid-Computing"
Forschungszentrum Karlsruhe "Mit leichter Hand"

Forschungszentrum Karlsruhe "Technik und Umwelt"
Forschungszentrum Jülich "Jahresbericht 2003"

GSF "Vom Schlüssel zur Funktion"
Humboldt "Kosmos Magazin"

Leibniz-Gemeinschaft - Jahrbuch 2003
Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie (Karl-Friedrich-Bonhoeffer-Institut) Göttingen
Max-Planck-Gesellschaft "Forschungsperspektiven 2005"

Inhaltsverzeichnis

 

Prima Klima

EVOLUTION
Homo sapiens
ein Chaot oder doch lernfähig?


Visionen
Zukunft

 

 

Der Kosmos
oder: Sternzeit 000001






PRIMA KLIMA

 

 

 

 

VULKANE
heiss und
gefährlich

 

 

Infos über Ganztagsschulen
Jugend für Europa




"Abenteuer Schule"
Forschungslabore
-Schubkraft für die Schulen-

Diagnose:
KREBS
bei Kindern
    Drogen sind verlogen

denn ohne Ziel gibt es keinen Weg


Alles Nano oder was?
Aktuelles aus der Forschung

 

Vom Affen
gebissen?

 

Die Brückenbauer - Forschung
als Verbindung zwischen
Mensch und Natur

Die Natur als Ingenieur (Bionik)

DER QUERDENKER

Albert Einstein

NOIW ««Nordiesche im Web»» (Schlittenhunde) Tierschutzseite der NOIW Mecker -und Lob-box (e-mail)