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Nur mithilfe der Entwicklung der Mikroskopiertechnik konnte der Mensch selbst kleinste Strukturen sichtbar machen und so die natürlichen Grenzen des menschlichen Sehens überwinden. Ohne die Entwicklung der Mikroskopiertechnik hätten wir den heutigen biologischen Kenntnisstand nicht erreichen können. So wäre beispielsweise die moderne Gentechnik, Molekularbiologie oder Medizin ohne die extreme Vergrößerung von Zellen, Viren, Bakterien oder anderen Objekten undenkbar.
Ansätze der Mikroskopie sind bereits in der Antike zu erkennen. Bereits um 500 v. Chr. benutzten die Griechen und Römer Lupen als Brenngläser, um Objekte zu vergrößern, jedoch sollten bis zur Entwicklung des ersten Mikroskops noch rund 2 000 Jahre vergehen. Um 1637 entwickelte ANTONY VAN LEEUWENHOEK (1632-1723) eines der ersten Mikroskope, mit welchem er bereits Karies, den Aufbau von Samen, Früchten, Blüten und auch Augen verschiedener Tiere untersuchen konnte.

* 20.10.1942 in Magdeburg

1995 wurde die in Tübingen forschende Naturwissenschaftlerin CHRISTIANE NÜSSLEIN-VOLHARD, zusammen mit ERIC F. WIESCHAUS (*1940) und EDWARD B. LEWIS (1918-2004), „für ihre grundlegenden Erkenntnisse über die genetische Kontrolle der frühen Embryonalentwicklung“ mit dem Nobelpreis für Medizin oder Physiologie ausgezeichnet. In jahrelanger Arbeit mit Mutanten der Taufliege Drosophila war es ihr und ihren Kollegen gelungen, genetische Steuerungsmechanismen auszumachen, die für die Ausbildung charakteristischer Larvenstrukturen verantwortlich sind. Bei späteren Experimenten zeigte sich, dass ähnliche biochemische Prozesse auch in der Embryogenese der Wirbeltiere auftreten.

Um den Bau der Atome zu veranschaulichen, gibt es sehr unterschiedliche Modelle. Zur Verdeutlichung wie sich die Elektronen in einer Atomhülle verteilen, wurde die modellhafte Theorie von den Orbitalen entwickelt. Orbitale beschreiben den wahrscheinlichen Aufenthaltsort der einzelnen Elektronen und ermöglichen so die Vorstellung von bestimmten räumlichen Anordnungen, vor allem, wenn die Atome chemische Bindungen eingehen.

* 28.02.1901 in Portland, Oregon
† 19.08.1994 in Palo Alto, California, USA

LINUS PAULING (1901-1994) war einer der bedeutendsten wissenschaftlichen Denker des 20. Jahrhunderts. Sein Interesse galt der Strukturanalyse von Kristallen und Molekülen, der Biochemie, der chemischen Bindung und der medizinischen Chemie. Durch die Ergebnisse seiner Forschungen wurde die Denkweise über die Struktur von Molekülen grundlegend verändert. Dafür erhielt er im Jahre 1954 den Nobelpreis für Chemie. Als Anerkennung für seine Anstrengungen zur Beendigung von Kernwaffentests bekam er 1963 den Nobelpreis für Frieden. Er ist bisher der einzige Mensch, der zwei ungeteilte Nobelpreise erhielt.
Er entwickelte das Modell der α-Helixstruktur, welche bis heute ihre Gültigkeit besitzt. Seine unkonventionellen Methoden ließen Platz für den molekularen Modellbau. Anhand der Modelle ließ sich die dreidimensionale Struktur mit ihren unterschiedlichen Bindungsarten sichtbar machen, und trug damit wesentlich zum Verständnis makromolekularer Strukturen bei. Nach einer langen Lehrtätigkeit an verschiedenen Institutionen in den USA, gründete er 1973 sein eigenes Linus-Pauling-Institut für Naturwissenschaft und Medizin in Palo Alto.
LINUS PAULING erkrankte 1991 an Prostatakrebs und starb im Alter von 93 Jahren am 19. August 1994.

Säuren werden zum Konservieren verwendet und sind Inhaltsstoffe in vielen Getränken. Außerdem werden sie zum Entkalken eingesetzt. Basen sind Inhaltsstoffe von Sanitärreinigern. Eines der häufigsten Schlagwörter, das in der Werbung gebraucht wird, ist der pH-Wert. Man spricht von pH-neutral, hautverträglich oder hautneutral. Doch was ist der pH-Wert und welcher Zusammenhang besteht zu chemischen Eigenschaften des Wassers?

Der Procyt ist der typische Baustein der Prokaryoten. Das sind meistens einzellige, erdgeschichtlich alte Lebewesen. Innerhalb der Prokarya kann man die ursprünglichen Archaea (Archaebakterien) und die Bacteria (Eubakterien) unterscheiden. Die Procyten haben sich wahrscheinlich vor über 4 Mrd. Jahren, also lange vor den Eucyten, herausgebildet. Sie sind relativ einfach gebaut. Es haben sich aber im Laufe der Evolution eine Vielzahl von Formen entwickelt, die zu unterschiedlichen physiologischen und biochemischen Leistungen in der Lage sind.

Das Periodensystem der Elemente ist heute ein ganz wichtiges Arbeitsmittel für jeden, der sich mit der Chemie beschäftigt. In ihm sind die Elemente in Abhängigkeit von ihrem Bau angeordnet. Daher kann man aus dem Periodensystem wesentliche Fakten zum Atombau der Elemente und daraus resultierend über die Eigenschaften der Elementsubstanzen ablesen.
An der Entwicklung des Periodensystems der Elemente haben viele bekannte Wissenschaftler mitgearbeitet. Klicken Sie auf das nebenstehende Bild, um ein Vollbild des Periodensystems zu sehen. Dort können Sie für jedes Element zahlreiche Informationen abrufen. Durch Klicken auf die einzelnen Elementsymbole erhalten Sie Informationen zu wichtigen Eigenschaften der Elektronenkonfiguration, Vorkommen, Verbindungen und den wichtigsten Anwendungen. Außerdem sind jeweils die wichtigsten Stoffkonstanten und die Häufigkeit des Vorkommens in der Natur angegeben. Dazu gehören auch eine Übersicht über die häufigsten Isotope der einzelnen Elemente und ein kurzer historischer Abriss über die Entdeckung des jeweiligen Elements.

Radioaktive Altersbestimmung, auch radioaktive Zeitmessung genannt, bedeutet die Bestimmung des Alters von Mineralien, Gesteinen, archäologischen Funden oder anderen Objekten auf der Grundlage der in ihnen enthaltenen Radionuklide, deren Zerfallsprodukte oder der Isotopenzusammensetzung.

Bei organischen Stoffen kann die Radiokarbonmethode (C-14-Methode) angewendet werden.

Wasser ist einer der wichtigsten Stoffe auf der Erde. Es dient nicht nur als Nahrungs- und Transportmittel, sondern ist ein bedeutender Reaktionspartner und verbreitet genutztes Lösungsmittel in der Chemie, Biologie und der Technik. Die außergewöhnlichen Eigenschaften des Wassers lassen sich mit seinen Bindungs- und Strukturverhältnissen erklären. Auf welche Weise Wasser mit anderen Partnern reagiert, hängt jedoch hauptsächlich von den Bindungseigenschaften des jeweiligen Stoffs ab. Man unterscheidet folgende Reaktionen:

1. Hydratation,
2. Protolyse,
3. Hydrolyse,
4. Redoxreaktionen mit Wasser,
5. Komplexbildung,
6. Hydratisierung.

* 05.04.1804 in Hamburg
† 23.06.1881 in Frankfurt am Main

Der deutsche Biologe MATTHIAS JAKOB SCHLEIDEN gehört zu den bedeutenden Botanikern des 19. Jahrhunderts. Er erkannte, dass der Grundbaustein jeder Pflanze die Zelle ist und lieferte damit die ersten wichtigen Ansätze für die „Zelltheorie“. Seine Aussage war ein Paradigmenwechsel, der durch das entscheidende Werkzeug, dem Mikroskop entwickelt werden konnte.
SCHLEIDEN führte nicht nur die analytische, induktive Forschungsweise in die Botanik ein, er war auch Anthropologe und Anhänger „der mathematischen Naturphilosophie“.

Ein fast immer anzutreffender Vertreter in den heimischen Seen, Teichen und langsam fließenden Bächen und Flüssen ist die Schraubenalge. Die zu den Grünalgen (Klasse: Chlorophyceae) gehörende Fadenalge wird auch Spirogyra spec. genannt. Unter dem Mikroskop ist sie leicht daran zu erkennen, dass sie nur einen oder zwei große gewundene Chloroplasten besitzt. Die Schraubenalge ist unbegeißelt und gehört mit zu den einfachsten Vielzellern unter den Grünalgen. Die Fortpflanzung erfolgt sowohl sexuell als auch durch Mitose (asexuell). Für Aquarienbesitzer ist Spirogyra zwar kein willkommener Gast, da sie sich aber leicht großflächig entfernen lässt, ist keine chemische Bekämpfung nötig.

* 06. 06. 1943 in Akron (Ohio)

RICHARD SMALLEY ist ein amerikanischer Chemiker. Er beschäftigt sich mit Quantenchemie, der Herstellung organischer Polymere und den Modifikationen des Kohlenstoffs.

Gemeinsam mit seinen Kollegen ROBERT F. CURL (geb. 1933) und HAROLD W: KROTO (geb. 1939) erhielt er 1996 den Nobelpreis für Chemie für die Entdeckung einer neuen Modifikation von festem Kohlenstoff, in der die Atome zu polyederartigen Hohlkörpern mit fünf- und sechseckigen Seitenflächen verknüpft sind, den Fullerenen.

* 23.11.1837 Leiden
† 08.03.1923 Amsterdam

Er war ein niederländischer Physiker, der sich vor allem mit Flüssigkeiten und Gasen beschäftigte. Seine wahrscheinlich bedeutendste wissenschaftliche Leistung war die Aufstellung einer Gleichung für reale Gase, die heute die Bezeichnung van der waalssche Zustandsgleichung trägt. Für seine wissenschaftlichen Leistungen wurde er 1910 mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet.

* 13.10.1821 in Schivelbein (Pommern)
† 05.09.1902 in Berlin

RUDOLF LUDWIG KARL VIRCHOW gilt als Inbegriff des deutschen Universalgelehrten des 19. Jahrhunderts, er wirkte als Arzt, Pathologe, Wissenschaftler und Sozialpolitiker. 1858 erschien sein epochemachendes Werk zur „Zellularpathologie“. Es umfasst 20 Vorlesungen, die er als Professor am Pathologischen Institut zu Berlin (Charité) gehalten hat. Seine zentrale These lautete: „Jede Zelle entsteht aus einer Zelle.“ Diese Aussage stützte er auf klinische Beobachtungen, Tierexperimente sowie chemische und mikroskopische Untersuchungen in der Pathologie. Sie wurde grundlegend für die weitere Entwicklung von Medizin und Biologie.

Wasser ist das am häufigsten vorkommende Oxid, das in der Natur in allen drei Aggregatzuständen anzutreffen ist. Zur Wasserhülle der Erde gehört das Wasser der Meere, das Wasser auf den Landflächen in Seen, Mooren, Flüssen, Teichen usw., das Wasser innerhalb der Lufthülle (Atmosphäre) und auch das Wasser innerhalb der Gesteinshülle (Lithosphäre). Das Gesamtwasservolumen wird auf 1,454 km³ geschätzt. Nur 2,47 % davon sind Süßwasser. Das Wasser auf unserer Erde befindet sich in einem Kreislauf.
Es ist Lebensraum für viele Organismen und Lösungsmittel für eine Vielzahl von Verbindungen wie Säuren, Basen oder Salze. Deshalb fungiert Wasser als Transportmittel in der Natur, aber auch selbst als Ausgangsstoff für eine Vielzahl chemischer Reaktionen, z. B. die Fotosynthese.
Aufgrund seiner chemischen Bindungsverhältnisse weist Wasser einige außergewöhnliche Eigenschaften auf, die man als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Die frühe Entwicklung des Lebens auf der Erde fand im Wasser statt. Es ist auch heute Lebensraum für viele Organismen.

Alle chemischen Reaktionen in Lebewesen laufen im wässrigen Milieu ab. Wasser ist Reaktionsraum.
Wasser ist ein wichtiges polares Lösungsmittel und dient für viele Stoffe als Transportmittel.

Bei vielen biochemischen Reaktionen ist Wasser ein wesentlicher Ausgangsstoff (z. B. bei der Fotosynthese). Diese Funktionen kann Wasser nur aufgrund seiner besonderen Eigenschaften erfüllen. Diese wiederum haben ihre Ursache im Bau der Wassermoleküle und den daraus resultierenden Kräften, die zwischen den Molekülen wirken.

* um 460 v. Chr. in Abdera (Thrakien)
† um 371 v. Chr. in Abdera

DEMOKRIT von Abdera (griech. DEMOKRITOS von Abdera) zählt zu den größten Philosophen des Altertums und war ein Schüler des LEUKIPP. Er unternahm zahlreiche Studienreisen nach Ägypten und Babylonien und beantwortete die Frage nach dem sogenannten Urgrund des Seins, indem er die Existenz unendlich vieler, unteilbarer, kleinster Teilchen annahm, die er als Atome („atomos“) bezeichnete. Teile seiner ersten Atomtheorie haben noch heute Bestand.

DEMOKRIT verstand als Erster die Milchstraße als ein Phänomen, das aus zahlreichen Sternen zusammengesetzt ist, des Weiteren beschäftigte er sich mit dem Bau der niederen Tiere und fand eine Einteilung der Tiere in Wirbeltiere (Tiere mit Blut) und Wirbellose (Tiere ohne Blut). Außerdem gilt er als Begründer der Induktionslogik.

* 31. März 1596 La Haye
† 11. Februar 1650 Stockholm

RENÉ DESCARTES, französischer Mathematiker, Philosoph und Physiker, ist einer der Mitbegründer der analytischen Geometrie. Zudem setzte sich dafür ein, mathematische (deduktive) Methoden in der Philosophie anzuwenden.

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).

* um 40 n. Chr. in Kleinasien
† um 90 n. Chr.

PEDANIOS DIOSKURIDES war Militärarzt unter den römischen Kaisern CLAUDIUS und NERO. Um 40 n.Chr. im südwestlichen Kleinasien geboren studierte DIOSKURIDES in Alexandria. Sein um 60 n.Chr. geschriebenes berühmtes Werk „De materia medica“ umfasst fünf Bände und gibt eine Beschreibung aller bekannten Arzneimittel seiner Zeit. Eine Handschrift aus dem Jahre 512 ist uns erhalten und wird in der Wiener Hofbibliothek aufbewahrt. Es gilt als das erste pharmakologische Lehrbuch und beschreibt über 600 Pflanzenarten und über 1 000 daraus hergestellte Drogen.

Im 17. und 18. Jahrhundert wurde das durch Aufsammlungen, Beobachtungen und genaue Untersuchungen zusammengetragene biologische Material immer vielfältiger. Die Eroberung erdumspannender Kolonialreiche hatte zur Folge, dass Sammlungen exotischer Tiere und Pflanzen in großer Zahl nach Europa gebracht wurden. Um diese Fülle wissenschaftlich zu bewältigen, war dringend ein geeignetes Ordnungssystem erforderlich. Mehrere Versuche zur Entwicklung solcher Systeme wurden unternommen, zum Beispiel von dem Basler GASPARD BAUHIN (1560–1624) oder von dem Engländer JOHN RAY (1628–1705).

* 17.01 1501 in Wemding (bei Donauwörth)
† 10.05.1566 in Tübingen

LEONHART FUCHS, ein deutscher Arzt, Botaniker, Universitätsreformator und Medizinkritiker, gehörte wohl zu den herausragendsten Medizinern seiner Zeit und wird auch als Vater der Botanik bezeichnet, da er mit seinen Arzneipflanzenbüchern „De Historia stirpium“ (1542) bzw. mit der deutschen Übersetzung, dem „New Kreüterbuch“ (1543) das erste systematische Pflanzenbuch veröffentlichte. Diese beiden Werke gehören zu den bedeutendsten Werken der Botanik. Zahlreiche Holzschnitte überwiegend einheimischer Pflanzen und auch neu entdeckter Pflanzen machen das Pflanzenbuch zu einer soliden Grundlage der Pflanzen-Systematik der damaligen Zeit. Die Fuchsie, eine der beliebtesten Zierpflanzen, eine südamerikanische Gattung der Nachtkerzengewächse, wurde nach FUCHS benannt. 1696/1697 wurde die Fuchsie von dem französischen Naturwissenschaftler PATER CHARLES PLUMIER auf Santo Domingo in der Karibik entdeckt und im Jahr 1703 dem Brauch der damaligen Zeit gemäß einem berühmten Botaniker gewidmet: Fuchsia triphylla, flore coccineo.

Gaia-Hypothese (von griech. gaia = Erde als Muttergottheit).
Die Hypothese, dass die Erde inklusive der darauf lebenden und nicht lebenden Materie einen geschlossenen Superorganismus darstellt, wurde zuerst 1972 vom britischen Astrophysiker und Ingenieur JAMES E. LOVELOCK formuliert. Unterstützung und Ergänzung erfuhr diese Hypothese von der amerikanischen Mikrobiologin LYNN MARGULIS.

Kern der Hypothese ist die Betonung der engen Vernetzung und Abhängigkeiten zwischen Lebewesen untereinander und mit ihrer abiotischen Umwelt. Die ganze Erde kann als adaptives Kontrollsystem angesehen werden, das zur aktiven Selbstregulierung fähig ist. Als Indizien für die Richtigkeit dieser Hypothese werden Eigenschaften der Erde genannt, die über lange geologische Zeiträume hin konstant waren, obwohl sich z. B. die Intensität der Sonneneinstrahlung stark erhöhte. Dazu gehören die Temperatur der Erdoberfläche, die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre oder der Salzgehalt der Meere.

Während die Gaia-Hypothese von verschiedenen Anhängern eine stark teleologische Komponente erhielt, hat sich LOVELOCK von solchen teleologischen Vorstellungen distanziert und Gaia als der Evolutionstheorie nicht widersprechend bezeichnet (Geophysiologie). (Teleologie: Entwicklungsprozesse sind zweckgebunden und laufen durchgängig zweckmäßig ab.) Von den Anhängern der Gaia-Hypothese wird aber betont, dass Kooperation und Symbiogenese wichtige Evolutionsfaktoren sind, die von der klassischen synthetischen Evolutionstheorie zu wenig oder gar nicht berücksichtigt werden.

* 15.02.1564 Pisa
† 08.01.1642 Florenz

GALILELO GALILEI war italienischer Naturwissenschaftler und Professor für Mathematik in Pisa, Padua und Florenz. Große Entdeckungen machte er auf den Gebieten der Mechanik (u. a. Fall- und Wurfgesetze, Trägheitsgesetz), der Optik und der Astronomie (Entdeckung der vier Jupitermonde). Die Naturwissenschaft verdankt Galilei Erkenntnisse über verschiedene Messinstrumente und physikalische Phänomene (Fernrohr, Pendel, Thermometer u. a.) und die Begründung der induktiven Methode (Deduktion und Induktion). Er war ein Verfechter des heliozentrischen Weltbildes und wurde dafür von der Inquisition ermahnt und zur Abschwörung gezwungen. GALILEI führte das Experiment und die Hypothese als wichtige Denk- und Arbeitsweisen in die Naturwissenschaften ein.

CHARLES PERCY SNOW (1905–1980) prägte 1959 den Begriff der „zwei Kulturen“, womit er auf eine grundlegend unterschiedliche Sichtweise von Naturwissenschaften und Geisteswissenschaften hinweisen wollte. Während die Naturwissenschaften mehr auf eine kausale Erklärung von Erscheinungen abzielen, stehen bei den Geisteswissenschaften die Erscheinungsformen des menschlichen Geistes im Mittelpunkt des Interesses. Thema sind nicht äußere Erfahrungen und ihre naturgesetzlichen Erklärungen sondern innere Erfahrungen. Seit der Aufklärung ist die Bedeutung der Naturwissenschaften in unserer Gesellschaft kontinuierlich gestiegen.