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* 08.01.1823 im englischen Usk, im damaligen Monmouthshire (heute Gwent) in Wales
† 07.11.1913 in Broadstone, Dorsetshire

Es gibt einige Wissenschaftler, die in ihrem Ruhm bezüglich ihrer wissenschaftlichen Leistungen bzw. Erkenntnisse nicht genügend zu ihrem Recht kamen. Auch ALFRED RUSSEL WALLACE muss in diesem Zusammenhang genannt werden. WALLACE, der zeitgleich mit seinem Landsmann CHARLES DARWIN - aber unabhängig von ihm - die Theorie der natürlichen Selektion begründete, kann somit als bescheidener Mitentdecker der Selektionstheorie bezeichnet werden. Er beobachtete unabhängig von CHARLES DARWIN die Veränderlichkeit und die Entstehung neuer Arten und provozierte DARWIN mit seinem Werk „On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely from the Original Type“ zur Veröffentlichung DARWINS Buches über die Entstehung der Arten.

WALLACE unternahm in den Jahren 1848-1862 Reisen zum Amazonas, Rio Negro und zum Malaiischen Archipel, er lebte auf seinen Reisen längere Zeit mit Eingeborenen zusammen, interessierte sich für die geografische Verbreitung von Tiergruppen, gilt als Begründer der Tiergeografie und beschrieb 1876 eine Einteilung der Erde in tiergeografische Regionen.

* 08.10.1883 Freiburg im Breisgau
† 01.01.1970 in Berlin

Er studierte Chemie und promovierte in diesem Fach 1906 in Berlin und 1911 auch noch in Medizin in Heidelberg. 1918 wurde er außerplanmäßiger Professor am Kaiser-Wilhelm-Institut für Biologie in Berlin-Dahlem. Seit 1931 war er Direktor des Kaiser-Wilhelm-Instituts für Zellphysiologie. Er beschäftigte sich mit Studien zur Stoffwechselphysiologie, insbesondere zur Atmung und Assimilation, wobei er eine besondere Messtechnik (Warburg-Manometrie) entwickelte. Für seine Entdeckung der Atmungsenzyme erhielt er 1931 den Nobelpreis für Medizin. Er konnte nachweisen, dass Krebszellen ohne Sauerstoff leben und sich entwickeln können und dass dies eine Möglichkeit darstellt, von Krebs befallene Gewebe von normalen Geweben zu unterscheiden.

* 10.06.1929 in Birmingham, Alabama (USA)

WILSON wirkt seit 1953 an der Harvard University. Daneben bekleidete er zahlreiche weitere Ämter, z. B. als Kurator für Entomologie am Museum für vergleichende Zoologie in Harvard, als Chairman des Komitees für Biodiversität oder als Gründungsdirektor der amerikanischen Akademie für liberale Erziehung (American academy of liberal education). Er hat 20 Bücher veröffentlicht, von denen zwei den Pulitzerpreis gewannen und er hat Hunderte neuer Arten beschrieben. Sein wichtigstes Forschungsgebiet waren und sind die Ameisen, doch hat er sich von dieser Basis aus noch weitere Bereiche der theoretischen und allgemeinen Biologie erschlossen, insbesondere gilt er als Begründer der Soziobiologie. Er hat einen entscheidend wichtigen Beitrag zur Biogeographie der Inseln geliefert und gilt als einer der führenden Biodiversitätsforscher. Vor allem mit seinem Werk „Sociobiology - the new synthesis“ hat WILSON erheblichen Widerstand, vor allem bei den Sozialwissenschaftlern, aber zunächst auch bei vielen Biologen, hervorgerufen. Die Vorwürfe, die man WILSON machte, beruhen teilweise auf dem Missverständnis, dass die Erklärungsversuche menschlichen Verhaltens auf einer evolutionären Basis als Handlungsanweisungen miss gedeutet wurden.

* 31.07.1800 in Eschersheim (bei Frankfurt/Main)
† 23.09.1882 in Göttingen

FRIEDRICH WÖHLER war ein deutscher Professor für Chemie und Pharmazie, aber auch promovierter Mediziner. An der Universität in Göttingen lehrte und forschte er bis zu seinem Tode 1882, war gleichzeitig Direktor des chemischen Labors der Medizinischen Fakultät und Generalinspektor des Apothekenwesens im Königreich Hannover.

WÖHLER gilt als Pionier der organischen Chemie. Durch seine Synthese von Harnstoff aus Ammoniumcyanat wurde er weltberühmt. Damit gelang es ihm, die Lehre von der Lebenskraft „vis vitalis“ zu widerlegen.
Seine Harnstoffsynthese ersffnete das Feld der Biochemie, da zum ersten Mal ein Stoff, der bisher nur von lebenden Organismen bekannt war, aus „unbelebter“ Materie kYnstlich erzeugt werden konnte.

* 23.01.1840 Eisenach
† 14.01.1905 Jena

ERNST ABBE war ein deutscher Physiker, Professor in Jena und Direktor der dortigen Sternwarte. Zusammen mit CARL ZEISS (1816-1888) begründete er die Theorie des Mikroskops und schuf weitere theoretische Grundlagen für optische Geräte. ABBE gilt als Begründer der wissenschaftlich-optischen Industrie.

Alkane bestehen nur aus den zwei Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff. In ihren Molekülen bilden die Außenelektronen (Valenzelektronen) aller Kohlenstoffatome mit dem Außenelektron eines Wasserstoffatoms oder eines anderen Kohlenstoffatoms ein gemeinsames Elektronenpaar. Trotz der relativ einfachen Struktur gibt es unzählige verschiedene von ihnen. Einige sind gasförmig, andere sind flüssig, dickflüssig oder wachsartig bis fest. Sie bilden kürzere oder längere, weitverzweigte aber ebenso auch unverzweigte Ketten aus. In der Natur kommen sie neben einigen anderen Kohlenwasserstoffen im Erdöl und im Erdgas vor, man kann sie aber auch gezielt herstellen.

Alkene sind Bestandteil des Erdgases bzw. Erdöls. Sie enthalten eine Doppelbindung im Molekül, d. h. zwischen zwei Kohlenstoffatomen im Molekül sind zwei gemeinsame Elektronenpaare ausgebildet. Alkene zählen daher zu den sogenannten „ungesättigten“ Kohlenwasserstoffen. Wegen dieser Doppelbindung sind sie im Vergleich zu den Alkanen sehr reaktiv, da die Doppelbindung leicht angegriffen werden kann und typische Reaktionen bedingt. Alkene bilden homologe Reihen.

Bakterien sind sehr klein. Man kann sie nur mit mikroskopischer Vergrößerungen beobachten. Aus einem Bakterium entsteht aufgrund seiner schnellen Vermehrung in kurzer Zeit eine große Anzahl von Bakerien. Bleiben diese als lockerer Zellverband dicht zusammen, so sind sie als Bakterienkolonie für das Auge sichtbar. Diese Tatsache nutzt man in der Wissenschaft zur Herstellung einer Bakterienkultur.

* 25.01.1627 Lismore (Irland)
† 30.12.1691 London

ROBERT BOYLE war ein britischer Naturforscher, der sich mit chemischen und physikalischen Problemen beschäftigte. Er ist einer der Mitbegründer der wissenschaftlichen Chemie, untersuchte das Verhalten von Gasen und den Luftdruck, befasste sich mit Farbenlehre und Thermometern. Er leistete einen wesentlichen Beitrag zu einer neuen Definition des Begriffes „chemisches Element“.

* 21.12.1773 Montrose (Schottland)
† 10.06.1858 London

Er war schottischer Botaniker und arbeitete als Bibliothekar an verschiedenen wissenschaftlichen Einrichtungen in London. Mit der Entdeckung des Zellkerns schuf er eine wichtige Grundlage für die Zelltheorie. Seine bedeutendste wissenschaftliche Leistung war die Entdeckung der unregelmäßigen Bewegung kleinster, unter dem Mikroskop sichtbarer Körperchen. Sie wird heute als brownsche Bewegung bezeichnet.

* 27.11.1701 Uppsala
† 25.04.1744 Uppsala

ANDERS CELSIUS war ein schwedischer Astronom und Wissenschaftler, entwickelte eine Temperaturskala, die Celsius-Skala, und führte eine Reihe von astronomischen Untersuchungen durch.

Jeder Organismus hat je nach Nahrungsaufnahme und erbrachter Leistung einen bestimmten Energieumsatz. Dieser Energieumsatz kann gemessen und genau bestimmt werden. Dazu gibt es unterschiedliche Verfahren.

Enzyme sind Biokatalysatoren, die chemische Reaktionen innerhalb eines Organismus beschleunigen. Die meisten Enzyme sind Proteine. Die Wirkung der Enzyme ist in der Regel sehr spezifisch. Zum einen bezieht sich diese Spezifik auf den Reaktionstyp, zum anderen auf die Substrate, deren Umsetzung sie katalysieren. Hochspezifische Enzyme setzen nur ein einziges Substrat um (Substratspezifität), andere besitzen eine enge Kopplung an den Reaktionstyp (Wirkungsspezifität), akzeptieren aber eine Vielzahl verschiedener Substrate. Enzyme „erkennen“ ihre Substrate in sehr charakteristischer Weise. Die Ursache dafür liegt im aktiven Zentrum, das den Substraten eines Enzyms angepasst ist.

Der Begriff „Enzyme“ setzt sich zusammen aus den griechischen Silben en-, was soviel bedeutet wie „in“ und zyme, was heißt Gärungsmittel oder Sauerteig. Ihrer Wirkung und Bedeutung nach werden Enzyme häufig auch als Biokatalysatoren bezeichnet. D.h. sie sind Stoffe biologischen Ursprungs, welche chemische Reaktionen durch Herabsetzung der Aktivierungsenergie beschleunigen, ohne selber verbraucht zu werden. Fast alle Enzyme sind Proteine, jedoch gibt es auch andere enzymatisch aktive Substanzen wie beispielsweise Ribonucleinsäuren (Ribozyme).

Ein wichtiger Zweig der Biotechnologie beschäftigt sich mit der Herstellung und dem Einsatz von Enzymen. Die Zahl der Einsatzmöglichkeiten ist kaum noch zu überblicken und ständig kommen neue hinzu. Ein Beispiel ist die Waschmittelindustrie. Man hat Proteasen, Lipasen und Amylasen gefunden und hergestellt, die unter dem Einfluss von Waschlauge wirksam bleiben.
Ein großes Anwendungsgebiet ist die medizinische Diagnostik, in der der Nachweis von Enzymen im Blut eine große Rolle spielt. Auch als Medikamente zur Heilung von Krankheiten haben sich Enzyme bewährt.

Zu den Ergänzungsstoffen zählen Vitamine, Mineralstoffe, Ballaststoffe und Wasser. Zusätzlich benötigt der Körper besondere Stoffe in relativ geringen Mengen, sogenannte Spurenelemente.

Die Gesetze des I. und II. Hauptsatzes der Thermodynamik gelten auch für lebende Systeme. Als offene Systeme nehmen sie Energie auf und wandeln sie in andere Energieformen um. Die nutzbare Energie bezeichnet man als Freie Energie. Gleichzeitig geht Energie für die Zelle als Wärme verloren. Die Entropie nimmt zu.

Essstörungen sind krankhaft. Sie haben nicht direkt mit dem häufig kritisierten falschen, ungesunden oder überreichlichen Essen zu tun. Als Essstörung bezeichnet man ausschließlich das gestörte, individuelle Essverhalten. Essstörungen kommen allerdings nur dort vor, wo es Überfluss und Missbrauch von Nahrung gibt. Folgende Essstörungen spielen in der heutigen Zeit eine Rolle:

• Bulimia nervosa (Ess-Brech-Sucht),
• Bulimie (Fress-Sucht),
• Anorexia nervosa (Magersucht),
• Adipositas (Fettsucht) und
• Binge-Eating (Heißhungeressen).

ALEXANDER FLEMING entdeckte 1922 das Lysozym im Nasensekret des Menschen. Als Enzym schützt es das Körperinnere vor Bakterien, indem es ihre Zellwände zerstört. Es bildet eine einfache Immunschranke gegenüber Bakterien, schützt aber leider nicht vor den meisten pathogenen Bakterien.

Der Begriff „Fließgleichgewicht“ wurde von dem österreichisch-kanadischen Biologen LUDWIG VON BERTALANFFY (1901-1972) erstmalig geprägt. Auch als dynamisches Gleichgewicht bezeichnet, beschreibt die Begrifflichkeit den Gleichgewichtszustand offener Systeme, wobei ein ständiger Austausch von Masse und Energie stattfindet. Im dynamischen Gleichgewicht sind alle am Stoffwechsel beteiligten Verbindungen in der nahezu gleichen Konzentration vorhanden.In einem Ökosystem beispielsweise hält der Energiefluss der Sonne die Stoffkreisläufe (Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf) in Gang. Auf organismischer Ebene bestehen Fließgleichgewichte durch Stoffaustausch zwischen einzelnen Organen eines Organismus und zwischen Organismen mit ihrer Umwelt. Auf molekularer Ebene stellen sich Fließgleichgewichte bei den biochemischen Reaktionsketten der Stoffwechselwege ein.

Durch Lichtabsorption des Fotosystems II gelangen angeregte Elektronen vom Reaktionszentrum (Chlorophyll a-Molekül: P 680) auf ein höheres Energieniveau und werden an einen Akzeptor abgegeben. Die dadurch entstandene Elektronenlücke im Reaktionszentrum wird durch die bei der lichtabhängigen Wasserzersetzung (Fotolyse des Wassers) entstehenden Elektronen wieder aufgefüllt. Zusätzlich entstehen bei dieser Reaktion noch Protonen (Reduktion des Coenzyms ${\text{NADP}}^{\text{+}}$) und Sauerstoff als Abfallprodukt.

Die Fotophosphorylierung beschreibt die Bildung von Adenosintriphosphat (ATP) durch die Anlagerung einer Phosphatgruppe an Adenosindiphosphat (ADP) unter dem Einfluss von Lichtenergie. Der ablaufende Mechanismus der ATP-Bildung im Chloroplasten und die ATP-Bildung im Mitochondrium während der Endoxidation bei der Zellatmung sind grundlegend gleich und werden als Chemiosmose bezeichnet. Es entsteht im Laufe der Lichtreaktionen ein Konzentrationsunterschied an Protonen zwischen Thylakoidinnenraum und Stroma, in dessen Endergebnis durch den angestrebten Konzentrationsausgleich enzymatisch ATP gebildet wird. Je nach Weg der Elektronen bei den lichtabhängigen Reaktionen unterscheidet man zwischen nichtzyklischer und zyklischer Fotophosphorylierung.

Die Fotosynthese gehört zum aufbauenden Stoffwechsel. Innerhalb ihres Ablaufs werden mithilfe von Lichtenergie aus anorganischen energiearmen Stoffen organische energiereiche Stoffe hergestellt. Chemoautolithotrophie (Chemosynthese) ist eine andere Form des aufbauenden Stoffwechsels. Die Nutzung der Sonnenenergie durch Fotosynthese ermöglichte erst das Leben auf der Erde. Die Chloroplasten sind die Orte der Fotosynthese.
Die Fotosynthese kann man in lichtabhängige und lichtunabhängige Teilreaktionen untergliedern.
Licht, Wasserversorgung, Temperatur und Kohlenstoffdioxidangebot beeinflussen die Fotosyntheseleistung.

Die Fotosynthese ist vorwiegend von Licht, Kohlenstoffdioxidkonzentration und Temperatur abhängig, wobei generell der Faktor die Fotosyntheseleistung begrenzt, der im Minimum vorliegt (Gesetz des Minimums von LIEBIG). Die Abhängigkeit der Fotosyntheseleistung von Licht und Kohlenstoffdioxid lässt sich grafisch als Sättigungskurve darstellen. Der Licht- bzw. Kohlenstoffdioxidkompensationspunkt ist für die Pflanzen wichtig, da bei Überschreitung des Kompensationspunkts organische Stoffe innerhalb der Pflanze zur Speicherung von chemischer Energie gebildet werden können. Die Temperaturabhängigkeit der Fotosyntheseleistung wird in Form einer Optimumskurve beschrieben. Die Abhängigkeit der Fotosyntheseleistung von den Faktoren unterscheidet sich zum einen zwischen C3-Pflanzen und Fotosynthesespezialisten (C4-Pflanzen, CAM-Pflanzen) und ebenso bei Licht- und Schattenpflanzen bzw. Licht- und Schattenblättern.

Fotosynthesepigmente sind Pigmente, die Licht absorbieren und mithilfe der Lichtenergie von einem energiearmen Grundzustand in einen energiereichen, angeregten Zustand übergehen. Beim Zurückspringen in den Grundzustand – der angeregte Zustand ist zwar energiereich aber instabil – wird die Energie in Form von Photonen an ein bestimmtes Chlorophyll a-Molekül, ebenfalls ein Fotosynthesepigment, abgegeben, das sich in einem Reaktionszentrum befindet. Mithilfe dieser Energie findet dann die erste lichtbetriebene, chemische Reaktion statt, eine Redoxreaktion.Diejenigen Pigmente, die das Licht absorbieren und dessen Energie bis zu den Pigmenten im Reaktionszentrum weiterleiten, heißen Antennenpigmente. Antennenpigmente sind verschiedene Chlorophyll-Protein-Komplexe, Carotinoide und Phycobiline. Jedes fotosynthetische Chlorophyll als Reaktionszentrum ist von etwa 300 verschiedenen, Licht sammelnden Antennenpigmenten umgeben.
Die gesamte Struktur, Antennenpigmente und Reaktionszentrum, wird Fotosystem genannt.

Der deutsche Botaniker THEODOR WILHELM ENGELMANN (1843-1909) konnte 1883 mit seinen Versuchen mit einer fadenförmigen Alge die Fotosyntheseaktivität in den verschiedenen Bereichen des sichtbaren Lichts nachweisen. Diese entspricht im Wesentlichen den Absorptionsmaxima der Fotosynthesepigmente bzw. dem Zusammenwirken der Farbstoffe im Fotosystem. Chlorophylle stellen die Hauptpigmente in allen fotoautotrophen Organismen dar. Carotinoide und Chlorophylle sind vorwiegend als Antennenpigmente zur optimalen Lichtabsorption im Rahmen des Antennenkomplexes im Fotosystem vertreten.