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Ursprünglich war die Biologie vor allem eine beschreibende und ordnende Wissenschaft. Die durch Sektion und mikroskopische Untersuchungen verbesserten morphologischen und anatomischen Kenntnisse führten dazu, dass sich im 18. Jahrhundert zunehmend die Frage nach dem Zusammenhang von Form und Funktion stellte. Man konnte mechanisch erklären, wie die Gelenke funktionieren, nicht aber, wie sich die Muskeln verkürzen. Man wusste, dass das Blut durch die Herzpumpe im Körper zirkuliert, die Funktionen des Blutes waren jedoch weitgehend ungeklärt. Insbesondere ungeklärt war die Frage, was bei der Befruchtung passiert und wie sich aus einem Ei bzw. einer Eizelle ein neues Lebewesen entwickelt.

* 30.11.1927 in Cleveland Heights, Ohio
† 08.08.2003 in Lorain, Ohio

Das berühmte HERSHEY-CHASE-Experiment kennt fast jeder, der sich ein wenig mit der Geschichte der Biologie, insbesondere der Gentechnik beschäftigt hat. Kaum einer weiß jedoch, wer sich hinter dem Namen CHASE verbirgt.

Es handelt sich um die amerikanische Biologin MARTHA CHASE, die damals in den 1950er Jahren als Assistentin in ALFRED HERSHEYs (1908-1997) Labor arbeitete und mit ihm zusammen das Experiment, welches die DNA als den Träger der genetischen Information identifizierte, entwickelte. Das Ergebnis dieses Experiments war ein Meilenstein in der Entwicklung der Molekularbiologie.

Drosophila melanogaster gilt als ideales Versuchstier für genetische und entwicklungsphysiologische Forschungen. Voraussetzungen dafür sind ihre leichte Züchtbarkeit in kleinen Gläschen, eine geringe Generationsdauer von etwa 10 Tagen und eine hohe Nachkommenzahl von etwa 400 pro Generation. Das Erbmaterial besteht nur aus 4 Chromosomenpaaren, die in den Speicheldrüsen besonders groß als Riesenchromosomen ausgebildet sind. Genetische Forschungen werden dadurch wesentlich vereinfacht. Viele Mutationen des Erbguts zeigen sich deutlich im Phänotyp (z. B. Augenfarbe, Flügelgröße). Dadurch ist Drosophila einer der am besten erforschten Organismen.

Mitte der 80er-Jahre tauchten in den USA die ersten Ideen auf, das menschliche Genom zu entschlüsseln. Man versprach sich davon, das Zusammenspiel der Gene untereinander und mit der Umwelt besser zu verstehen. Die Prophylaxe, Diagnostik und Therapie vieler weitverbreiteter Krankheiten, wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Krebs, Diabetes oder Infektionskrankheiten, soll durch Kenntnisse aus der Genomforschung entscheidend verbessert werden. Der offizielle Beginn des Genomprojekts war 1990. Die vollständige Entschlüsselung des menschlichen Erbguts war 2003 abgeschlossen. Die wesentlich komplizierteren Forschungen zu den Funktionen, Regulationen und Wechselwirkungen der Gene schließen sich an das Humangenomprojekt an.

Die Wissenschaft von der gezielten Veränderung von Genen wird als Gentechnologie, ihre praktische Anwendung als Gentechnik bezeichnet. Die Gentechnik reicht durch ihre Ergebnisse in vielfältige Bereiche von Wissenschaft und Wirtschaft, wie Medizin, Pharmazie und Landwirtschaft.
Seit den 70er-Jahren des letzten Jahrhunderts wurde eine Vielzahl von genetisch-molekularbiologischen Verfahren entwickelt, die Voraussetzungen für die Gentechnik schufen.

Es gibt seit der Diskussion über Atomenergie kein anderes Thema, welches Nationen so sehr spaltet wie die Gentechnologie. Laut Umfragen lehnen 75 % der Bevölkerung in Deutschland Gentechnologie in der Nahrung und auf dem Acker ab. Dagegen befürwortet etwa der gleiche Anteil den Einsatz von Gentechnologie in der Medizin.

Eine neue Methode zur Behandlung genetisch bedingter Krankheiten ist die Gentherapie. Hierbei werden „gesunde“ Gene in das Erbgut der Patienten übertragen, um den Funktionsausfall defekter Gene zu kompensieren und somit die Krankheit zu heilen. Mithilfe der Gentherapie können bestimmte genetische Defekte behandelt werden. Dabei liegt ein genetischer Defekt vor, wenn bei einem Lebewesen ein Gen fehlt, defekt ist oder die beabsichtigte Funktion nicht erfüllt. Bei einer Gentherapie werden dem Körper einige Zellen entnommen. Diese Zellen erhalten das neue (therapeutische) Gen und werden danach wieder in den Körper eingebracht. Das Ziel einer Gentherapie besteht darin, in die genetische Information einer Körperzelle Erbsubstanz künstlich einzuschleusen. Für den ungezielten Transfer gibt es verschiedene Methoden (Vektoren), um ein therapeutisches Gen in eine Zelle zu transportieren. Im engeren Sinn wird dieser Ansatz auch als somatische Gentherapie bezeichnet (vom griechischen „Soma“ für Körper). Das veränderte Erbmaterial bleibt dabei auf das Gewebe oder den Körper des behandelten Menschen beschränkt, im Gegensatz zu einer in Deutschland als sogenannte „Keimbahntherapie“ nicht erlaubten Veränderung an Ei- oder Samenzellen, die weitervererbt werden könnte.

Saisondimorphismus bedeutet soviel wie „Das Auftreten zweier (di) verschiedener Erscheinungsformen (Morphen) bei Individuen einer Art in Abhängigkeit von der Jahreszeit (Saison)". Beim Landkärtchen (Araschnia levana), einer Tagfalterart, können sich im Jahr zwei Generationen entwickeln. Ihren Namen tragen sie aufgrund der fein strukturierten Zeichnung ihrer Flügelunterseiten. Die Schmetterlinge der Frühjahrs- und der Sommerform sind unterschiedlich gestaltet. Dieser Saisondimorphismus, eine umschlagende Modifikation, wird durch die Tageslänge während des Raupenwachstums bestimmt. Bei Tageslängen über 16 Stunden entstehen dunkle Formen, sind die Tage kürzer, werden es helle Falter.

* 25.09.1866 in Lexington (Kentucky)
† 04.12.1945 in Pasadena (Kalifornien)

Der US-amerikanische Biologe THOMAS HUNT MORGAN gilt als „Vater der Genforschung“. Seit 1907 experimentierten er und seine Mitarbeiter an der New Yorker Columbia University mit Züchtungen der Frucht- oder Taufliege Drosophila melanogaster. Zunächst, um die wiederentdeckten Aussagen GREGOR MENDELs (1822-1884) kritisch zu überprüfen. Im Mai 1910 machte MORGAN in seinem „Fliegenzimmer“ einen ungewöhnlichen Fund: in einem der Versuchsgläser schwirrte eine männliche Mutante mit weißen statt üblicherweise roten Augen. Diese Merkmalsausprägung übertrug sich auch auf ihre männlichen Nachkommen. MORGAN gelang es, das entsprechende Gen auf dem X-Chromosom der Fliege zu lokalisieren. Der erste Schritt zur modernen Genetik war getan.

* 21.10.1877 in Halifax, Nova Scotia (Kanada)
† 20.02.1955 in Nashville, Tennessee

1944, AVERY war bereits fast 67 Jahre alt, identifizierte er die Desoxyribonucleinsäure (DNA) als Erbsubstanz. Diese Erkenntnis war eine bahnbrechende Leistung, doch AVERY hatte ein ähnliches Schicksal wie seiner Zeit JOHANN GREGOR MENDEL: Die Wissenschaft war noch nicht so weit, die große Bedeutung seiner Erkenntnisse zu erfassen. Daher wurde diese wohl wichtigste Entdeckung der Genetik seit MENDEL nicht mit einem Nobelpreis ausgezeichnet.

Im ausgehenden 18. Jh. staunte man über die riesige Artenfülle, die durch Forschungsreisen zusammengetragen worden war. Vergleichende Untersuchungen zeigten konvergente Entwicklungen und Homologien auf. Ebenso wie die ersten gründlicheren Bearbeitungen von Fossilfunden forderten sie Erklärungen, die über die biblische Schöpfungsgeschichte hinausgingen. Der Franzose GEORGES BARON DE CUVIER (1769–1832) versuchte, die in unterschiedlichen geologischen Schichten gefundenen Fossilien damit zu erklären, dass gewaltige Naturkatastrophen auf einen Schlag Tier- und Pflanzengruppen ausgelöscht hätten. Er vermutete, dass es anschließend jeweils zu Neuschöpfungen kam (Katastrophen-Theorie).

* 10.09.1941 in New York
† 20.05.2002 in den USA

STEPHEN JAY GOULD (1941–2002) ist einer der bekanntesten Paläontologen des 20. Jahrhunderts. Er lehrte von 1967 bis zu seinem Lebensende 2002 an der Havard University Geologie, Biologie und Geschichte der Naturwissenschaften. Feldforschungen zur Evolution der Landschlangen auf den Bermudas führten ihn zu der Erkenntnis, dass im Evolutionsverlauf Perioden geringer Veränderungen mit kurzen Perioden raschen Wandels abwechseln (punctuated equilibrum). Sein Lebenswerk „The Structure of Evolutionary Theory“ wurde ein paar Monate vor seinem Tode veröffentlicht.
Besonders bekannt wurde GOULD durch seine mehr als 250 Essays für das Magazin Natural History, die zusammengefasst auch als Bücher erschienen sind und hohe Auflagen erreichten.