Aufgaben - Beat Samuel Fey
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Wunder des Lebens: Farben, Formen, Zusammenhänge Beat Samuel Fey Im September 2015 Hauptquellen: de.wikipedia.org; www.beat-samuel-fey.ch; www.duden.de; www.google.ch Eine Auswahl von bemerkenswerten Phänomenen Foto: JSF Systematik der Lebewesen Die Gesamtzahl aller Arten auf der Erde wurde in den vergangenen zwei Jahrzehnten sehr stark unterschiedlich zwischen 3,6 Millionen bis zu 112 Millionen geschätzt. Lebewesen Kernlose Einzeller Kernhaltige Einzeller Pilze Pflanzen Tiere Urbakterien (Archaeen) Die mit Abstand schnellsten bislang vermessenen Lebewesen Fortbewegung in kps (Körperlängen pro Sekunde): 400 bis 500 kps Vergleiche: Wanderfalke mit 322 km/h → 200 kps Gepard mit >100 km/h → 20 kps „Sportwagen“ mit 6’378 km/h (= Erdradius) → 400 kps Echte Bakterien I Zahlenbeispiele: Ein erwachsener Mensch besteht aus gegen 100 Billionen (100’000’000’000’000 = 1014) Zellen Auf und in ihm befinden sich mehr als 1014 Bakterien aus vermutlich >10‘000 verschiedenen Arten → 2 kg 99 % aller im und am menschlichen Körper lebenden Mikroorganismen, nämlich darunter vorwiegend Bakterien, leben im Verdauungstrakt, vor allem im Dickdarm (= Darmflora): Nur schon im Mund eines Menschen leben insgesamt etwa 1010 Bakterien Echte Bakterien II Die obersten 30 cm des Bodens in naturnahen Zonen von Lenzburg beinhalten wohl etwa 4 x 1020, jene des Seetals gegen 1022 Bakterien (vgl. 10’000’000’000’000’000’000’000 = 1022 Sterne im Universum) Bodenbakterien sind unverzichtbar für bedeutende Stoffkreisläufe → als Destruenten bilden sie Nährsalze für die Pflanzen Reinigung von Abwasser und der Zersetzung von Abfall; Teichfilter: Bio- und Gentechnologie Krankheitserreger Beispiele I Beispiele II Cyanobakterien (Blaualgen) Fotosynthese → Grundlage zahlreicher Nahrungsnetze Aufgaben Mikroorganismen nehmen im allgemeinen Stoffkreislauf wichtige Funktionen wahr. Zum einen bilden sie als Produzenten (Bsp.: Kieselalgen) Grundlage vieler Nahrungsnetze. Zum anderen bauen sie als Destruenten organische Materie zu anorganischen Stoffen ab. Wieder andere sind Parasiten und damit Erreger von Infektionskrankheiten. Beispiele I Stamm Wimpertierchen (Pantoffeltierchen) Stamm Sporentierchen (Malaria-Erreger) Beispiele II Stamm Geisseltierchen (Augentierchen) Stamm Wurzelfüsser (Amoebe) Formen Einzeller Hyphen- oder Mycelpilze Beispielsweise werden Hefepilze in der Produktion von Bier, Wein, Spirituosen, Lebensmitteln sowie einer Vielzahl biochemischer und therapeutischer Substanzen angewendet. Sie besiedeln feste Substrate wie Erdboden, Holz und anderes lebendes oder abgestorbenes organisches Gewebe. Sie entwickeln darin ein Geflecht aus mikroskopisch kleinen Fäden. die einzelnen Fäden werden „Hyphen“ und das Geflecht „Mycel“ genannt. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden als „Pilze“ nur die sichtbaren Fruchtkörper bezeichnet. Aufgaben I Pilze nehmen wie alle Lebewesen im Stoffkreislauf wichtige Funktionen wahr. So entwickeln sich oft Symbiosen zwischen Wurzeln und Hyphen (Pilzwurzel = Mykorrhiza). Man nimmt man, dass damit etwa 80 bis 90 Prozent aller Pflanzen in ihrem Wachstum von Pilzen gefördert werden. Ausserdem gibt es Parasiten und damit Erreger von Infektionskrankheiten. Dann bauen sie als Destruenten oder Saprobionten organische Materie zu anorganischen Stoffen ab. Schwefelporling (Parasit) Lackporling (Schwächeparasit und Saprobiont an einer Vielzahl von Laubbäumen) Aufgaben II Zahlreiche Pilze sind essbar essbar (diverse Gerichte): Einige sind wesentlich bei der Produktion von Getränken und Lebensmitteln (Wein, Mycelien auf und in bestimmten Käsen). Jedoch können viele Arten auch als Heilmittel dienen. Die Wirkung von psychoaktiven Pilzen wird oft als ähnlich mit jener von LSD beschrieben. Solche Pilze werden oft traditionell zu spirituellen, mystischen und religiösen Zwecken benutzt. Eindrückliche Farben und Formen I Eindrückliche Farben und Formen II Eindrückliche Farben und Formen III Eindrückliche Farben und Formen IV Eindrückliche Farben und Formen V Eindrückliche Farben und Formen VI Aufgaben Fotosynthese Produzenten Energiegewinnung Bodenzusammenhalt Klimafaktor Erholung Baustoffe Farbstoffe Fasern Heilpflanzen Gewürze Duftstoffe Genussmittel Rauschmittel Gifte Rote Spornblume: Von der Blüte zur Frucht Fotos: JSF Entwicklung des Blütenstandes Entwicklung zur Flugfrucht Pollenkörner: REM-Aufnahmen I REM-Aufnahmen II REM-Aufnahmen III «Koevolution» Die bestäubenden Falter (Xanthopan morganii) erreichen eine Vorderflügellänge von 53 bis 65 Millimetern. Der Saugrüssel der Art ist mit über 22 Zentimetern Länge auch für Schwärmer extrem lang. Die Art ist in warmen Gebieten Afrikas und in Madagaskar verbreitet. Schon Charles Darwin erkannte, dass es einen Schmetterling geben müsste, der an den Nektar einer Orchideenart (Angraecum sesquipedale; Stern von Madagaskar) gelangen kann, welcher am Ende ihrer über 30 Zentimeter langen Lippensporne produziert wird. Abbildungen dazu Serpentin-Akelei Statt sich direkt gegen Fressfeinde zu wehren, lockt die nordamerikanische Serpentin-Akelei allerlei Insekten ins Verderben, um damit eine Spinne zu füttern. Denn die Akelei ist bevorzugtes Futter einer Nachtfalterart mit dem Namen Heliothis phloxiphaga, deren Raupen Knospen, Blüten und Samen der Pflanze vertilgen. Das Gewächs verströmt nun einen Duft, der zahlreiche Insekten anlockt. Wenn diese landen, bleiben sie an den Klebhaaren des Stängels hängen und verenden. Fleischfresser wie Spinnenarten mit speziell gebauten Füssen werden angezogen. Vor Ort erbeuten sie dann gleich auch noch den Nachwuchs des Falters und minimieren so die Fraßschäden. Foto der Blüte Buchengewächse I Fruchtstand samt Cupula der Rotbuche - Fotos: JSF REM-Aufnahme eines sehr frühen Stadiums und Verzweigungsschema Buchengewächse II Frucht samt Cupula der Roteiche – Fotos: JSF REM-Aufnahme eines sehr frühen Stadiums und Verzweigungsschema Schönheitswerte Passionsblume – Foto: JSF Strelitzie Blüten verschiedener Orchideenarten I – Foto links: JSF Blüten verschiedener Orchideenarten II Die unscheinbare Brennnessel Foto: JSF Mikrofotografie eines Brennhaares (mit Methansäure gefüllt) Aufgaben Zellatmung Konsumenten Bestäubung Fruchtverbreitung Wirtschaft Erholung Sport Arbeitstiere Therapie Zellatmung: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O Tintenfische I: Löcherkraken Löcherkraken-Männchen Löcherkraken-Weibchen Tintenfische II: Hinreissende Krake Hinreissende Krake Schmetterlinge I: Metamorphose Schmetterlinge II: Dynastor darius Raupe und Imago Puppen Schmetterlinge III: Macroglossum stellatarum Raupe und Imago Schmetterlinge IV: Eindrückliche Raupen Eindrückliche Raupen Eindrückliche Raupen Eindrückliche Raupen Eindrückliche Raupen Schmetterlinge V: Eindrückliche Imagines Eindrückliche Imagines Eindrückliche Imagines Gespenstschrecken: Mimese Stabheuschrecken Wandelnde Blätter Vögel I: Mimikry Küken Vögel II: Alpensegler Alpensegler Säugetiere I: Collies Border Collie Panjo FamCollie Pedro «Säugetiere II»: Mensch Eindrückliche Bilder Eindrückliche Bilder Allgemeine Schemen von Zellen DNA eines erwachsenen Menschen Teil des entspiralisierten DNA-Fadens aus einem von insgesamt 46 Chromosomen eines menschlichen Zellkerns, elektronenmikroskopische Aufnahme Zellen (mit je gegen 2 m DNA): Anzahl DNA: Gesamtlänge Vergleich: Sonnendurchmesser 100 Billionen = 1014 150 Billionen m = 1,5 x 1014 m Rund 1,4 x 109 m Die Totallänge der DNA eines erwachsenen Menschen im entspiralisierten Zustand entspricht rund 100‘000 Durchmessern unserer Sonne. Kreative Formen: Erythrozyten und Hämoglobinmolekül Erythrozyten (ohne DNA): Anzahl 25 Billionen = 2,5 x 1013 Erythrozyten: Dicke Rand/Mitte 2 µm/1 µm Erythrozyten: Anzahl Hämoglobinmoleküle 280 Millionen = gegen 3 x 108 Würde man alle roten Blutkörperchen eines Menschen wie Geldstücke aufeinanderlegen, ergäbe dies einen Stapel von 50’000 km Höhe. Das entspricht einer Strecke, die 1,25-mal um den Äquator führt. Schlussfolgerungen Lebewesen Kernlose Einzeller Kernhaltige Einzeller Pilze Pflanzen Tiere Gesetzmässigkeiten Erde Mensch Kreativität Komplexität Unendlichkeit Transzendenz Erde - Mensch Selbstverständlich stellt die Erde nicht den geometrischen „Mittelpunkt des Universums“ dar. Solange jedoch kein ausserirdisches, hoch entwickeltes Leben gefunden wird, darf sie indessen als „Komplexitätszentrum des Universums“ gelten. Heute wird das menschliche Gehirn als komplexeste Struktur des Universums angesehen. Somit kann der Mensch – die „Krone der Schöpfung“ – durchaus als „Höhepunkt des sichtbaren Seins“ beurteilt werden. Kreativität Komplexität Unendlichkeit Transzendenz Schlusswort
