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Ziel der Biologie ist es, die Lebewesen im Einzelnen, deren komplexes Zusammenwirken sowie die vielfältigen Lebenserscheinungen zu verstehen.
Die Kennzeichen des Lebendigen sind Stoff- und Energiewechsel, Wachstum und Entwicklung, Bewegung, Fortpflanzung und Vermehrung, Reizbarkeit, Selbstregulation und Evolution.

Seit jeher hat die Biologie bzw. die Erforschung des Lebens den menschlichen Geist in besonderer Weise beschäftigt.
Um das Leben zu erforschen, untersucht der Mensch in vielfältiger Weise in Laboratorien, wie ein Organismus aufgebaut ist und wie er funktioniert. Seine geistigen Fähigkeiten und technischen Leistungen ermöglichen es ihm, sowohl die submikroskopische Welt der Moleküle, aus denen die Bausteine der einzelnen Organismen – die Zellen – sich zusammensetzen, als auch das mikroskopische Reich der Zellen zu entdecken. Die Durchdringung oder aber das Begreifen der Strukturen und Prozesse des Lebens erfordert einige Hilfsmittel (z. B. Mikroskop, Chemikalien, Computer) und Methoden (Nachweismethoden). Zudem sind bestimmte Tätigkeiten in der Biologie erforderlich, um Erkenntnisse über Vorgänge, Zusammenhänge und Regeln in der Natur zu gewinnen, zu begreifen und letztendlich auch darzustellen.

Was bedeutet Biologie? Womit beschäftigt sich Biologie? Gibt es schon immer Biologie? Warum gibt es eigentlich Biologie? Wozu brauchen wir überhaupt Biologie?
Die Beantwortung dieser Fragen gibt Aufschluss über Wesen, Geschichte und Komplexität dieser Wissenschaft und hilft, den ewig währenden Prozess und das Streben nach Erkenntnis zu verstehen.
Biologie ist die Lehre von den Lebewesen. Heutzutage ist es treffender, sie als Wissenschaft zu bezeichnen, denn viele Erkenntnisse aus vergangenen Jahren sind fortlaufend Ergänzungen, Erweiterungen oder Korrekturen unterzogen und stetig kommen mit der Weiterentwicklung der Untersuchungsmethoden neue Anschauungen hinzu. Gerade in diesem Punkt unterscheidet sich die Biologie von anderen Naturwissenschaften wie der Mathematik oder Physik, welche Ihre Ergebnisse als dauerhafte, allgemeingültige Gesetzmäßigkeiten interpretieren.
Biologie versucht alle Lebenserscheinungen zu erfassen, zu durchleuchten, in Beziehung zueinander zu setzen und zu erklären. Seit den ersten Erforschungen biologischer Sachverhalte steht neben der großen Neugier über die Beschaffenheit der vielfältigen Lebenserscheinungen auch die Zweckmäßigkeit biologischer Sachverhalte für den Menschen im Vordergrund. Die moderne Biologie ist mit einer Unmenge anderer Bereiche z. B. Medizin, Umweltschutz, Landwirtschaft, Technik u. a. verbunden und trägt mehr denn je zum Schutz der Natur und zur Weiterentwicklung der hoch technisierten Zivilisation bei.

Wie kein anderes Lebewesen ist der Mensch in der Lage, sich ein Bild von der Welt zu machen. Dieses Weltbild schließt Erfahrungen aus der Vergangenheit ein und gestattet Vorhersagen für die Zukunft. Menschen wissen, dass sie geboren wurden und dass sie sterben müssen, Staunen und Zweifel lassen den Menschen die Frage nach dem Sinn des Lebens und der Welt stellen. Dieses Streben nach Erkenntnis wird durch Sprache und Schrift vertieft und führte schon in den ersten Hochkulturen in Ägypten, im Zweistromland, in Iran, in Indien und in China zu Denkschulen und Glaubenstraditionen, in denen sich Philosophie, Religion und Mythologie vermischten.

Nachdem die ersten wissenschaftlichen Erkenntnisse überwiegend auf vergleichende Beobachtungen und Beschreibungen beruhten, konnten nunmehr die Erkenntnisse anderer Naturwissenschaften wie Mathematik und Physik herangezogen werden, um biologische Gesetzmäßigkeiten zu erklären. Die Erfolge führten allerdings auch zu Überschätzungen der physikalischen Erklärungsmöglichkeiten.

Während das klassische Altertum durch eine nach außen gerichtete Geisteshaltung gekennzeichnet war, dominierte unter dem Einfluss der christlichen Kirchen im Mittelalter eine ganz nach innen gerichtete Weltanschauung. Nur selten wurde der Versuch unternommen, hergebrachte Lehrmeinungen durch Untersuchung der realen Gegebenheiten zu überprüfen oder zu revidieren.

Die Biologie revolutioniert die Technik! Maschinen werden durch neue, mitdenkende Stoffe in organische Systeme verwandelt: Flugzeuge sind plötzlich in der Lage ihr Flügelprofil selbstständig zu verändern, Schiffe können sich geschmeidig wie ein Fisch bewegen und mit Flossenantrieb fahren und Betonbrücken, die Risse aufweisen, können sich selbst heilen.

Die Anwendungsmöglichkeiten der Bionik, der Brückenwissenschaft zwischen Biologie und Technik bzw. Kybernetik, erstrecken sich auf alle Industriezweige, z. B. auf Medizintechnik, Design, Architektur, Informationstechnologie, Raumfahrttechnik, Schiffs-, Bahn- und Automobilbau. Die Bionik kann überdies dabei helfen, in einer Zeit, in der die moderne Technik vielfach an Umwelt verträgliche Grenzen stößt, ökologische Lösungen zu finden.

Lebewesen sind so vielseitig und komplex aufgebaut, dass zu ihrer Erforschung nicht nur fundierte Kenntnisse aus der Biologie und ihren Teilgebieten, sondern auch aus anderen Natur- und Geisteswissenschaften, z. B. aus der Chemie, Physik, der Mathematik, Geografie oder Psychologie notwendig sind. Andererseits dienen viele „Erfindungen“ (Strukturen) der Lebewesen als Vorbild für neue Konstruktionen bei der Bewältigung und Verbesserung der Natur durch den Menschen. Diese Voraussetzungen führten zu einer engen Verflechtung der Wissenschaft Biologie mit anderen Wissenschaften und auch zur Entwicklung neuer Wissenschaftsdisziplinen.
Neben schon länger etablierten Disziplinen wie Biochemie oder Biophysik werden je nach Untersuchungsspezifik immer mehr Wissenschaftsbereiche miteinander verknüpft. Problematisch bzw. fast unmöglich hierbei gestaltet sich mittlerweile eine klare Abgrenzung dieser Wissenschaftsbereiche. So erfolgt zwar eine Schwerpunktsetzung und die Herausstellung eines Hauptuntersuchungsfelds, jedoch werden immer mehr (und das auch gewünscht) inhaltliche und methodische Überschneidungen existieren.

* 08.04.1911 in Saint Paul (Minnesota)
† 08.01.1997 in Berkeley (Kalifornien)

Melvin Calvin ist ein amerikanischer Chemiker. In den fünfziger Jahren klärte er mit Hilfe radioaktiv markierten Kohlenstoffs einen Teil der Fotosynthese auf, der nach ihm mit „Calvin- Zyklus“ benannt wurde. Für diese bahnbrechenden Ergebnisse erhielt Calvin 1961 den Nobelpreis für Chemie.

Calvin isolierte das Rhesus-Antigen und erforschte die Entstehung von Krebs, die chemische Evolution auf der Erde und Theorien zur Urzeugung. Calvin war während des zweiten Weltkrieges an der Entwicklung der Atombombe in den USA mitbeteiligt.

* 30.01.1781 auf Schloss Boncourt in der Champagne/Frankreich
† 21.08.1838 in Berlin

ADELBERT VON CHAMISSO, einem französischen Adelsgeschlecht entsprungen, flüchtete mit seiner Familie während der französischen Revolution nach Berlin. Er gilt als Dichter der Romantik und ist besonders durch seine Fabel von Peter Schlemihl, dem Mann, der seinen Schatten verkaufte, berühmt geworden. Nur wenig bekannt ist, dass CHAMISSO (eigentlich LOUIS CHARLES ADÉLAÏDE DE CHAMISSO DE BONCOURT) ein bedeutender Naturwissenschaftler war, der seinen Lebensunterhalt als Kustos des Botanischen Gartens zu Berlin verdiente. In den Jahren 1815 bis 1818 – 20 Jahre vor DARWIN – nahm er als Naturwissenschaftler an einer Weltumsegelung teil und erforschte während dieser den Generationswechsel an Salpen (Manteltiere). Diese grundlegende biologische Entdeckung brachte ihm die Ehrendoktorwürde der jungen Berliner Universität ein. Während seiner Weltreise mit dem russischen Forschungsschiff „Rurik“ sammelte er ca. 2 500 Pflanzenarten, von denen mehr als ein Drittel für die Wissenschaft neu waren. Nach ihm benannt wurde z. B. eine Gattung der Nachtkerzengewächse aus Chile: Camissonia. Mit seiner grundlegenden und klar gegliederten Arbeit „Über die pflanzengeografische Einteilung der Erdoberfläche“ von 1836 kann er neben ALEXANDER VON HUMBOLDT (1769–1859) als einer der Väter der Pflanzengeografie gelten.

In der Full sind alle Chime Animationen.

* 23.08.1769 in Montbéliard
† 13.05.1832 in Paris

GEORGES BARON DE CUVIER war ein französischer Naturforscher. Er gilt als der Begründer der wissenschaftlichen Paläontologie und als bedeutender Anatom der Wirbeltiere.

* 12.02.1809 in The Mount bei Shrewsbury
† 19.04.1882 in Down House (gehört heute zu London-Bromley)

DARWIN gilt als der Begründer der modernen Evolutionslehre. Aufgrund eigener Beobachtungen waren ihm Zweifel an der Unveränderlichkeit der Arten gekommen. Sein Untersuchungsansatz bestand nicht darin zu beweisen, dass Arten sich ändern, sondern wie dies geschieht. Er ging von Kulturpflanzen und Haustieren aus. Es war allgemein bekannt, dass Zuchtformen wie die Pfauentaube, die Perückentaube oder der Kröpfer auf eine Grundform, die Wilde Felsentaube, zurückgehen. Sie sind das Ergebnis einer wiederholten (zielgerichteten) Auslese durch den Züchter über mehrere Taubengenerationen. DARWIN nannte das „künstliche Zuchtwahl“. Er fragte sich, ob es auch in der Natur etwas Vergleichbares, eine „natürliche Zuchtwahl“ oder Selektion, geben könnte. Doch wer oder was übernahm hier die Rolle des Züchters?

DARWIN fand heraus, dass die Umweltbedingungen eine entscheidende Rolle spielen. Es überleben und vermehren sich bevorzugt die Lebewesen, die sich in der Auseinandersetzung mit ihrer Umwelt behaupten. Über Generationen werden dabei zunehmend die Merkmale, deren Vorhandensein sich in dieser Auseinandersetzung als vorteilhaft erweisen, an die Nachkommen weitergegeben. DARWIN fasst das zusammen, indem er im „Kampf ums Dasein“ ein „Überleben der Bestgeeigneten“ sieht.

Er nahm sich 20 Jahre Zeit, um seine Annahmen mit klaren Argumenten zu stützen und daraus eine Abstammungstheorie zu formulieren. Diese veröffentlichte er 1859 in seinem Hauptwerk „Entstehung der Arten durch natürliche Auslese“. Das Buch war am Tag seines Erscheinens ausverkauft, es folgten sechs Auflagen.

In der Biologie spielt das Element Kohlenstoff eine herausragende Rolle. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass Kohlenstoffatome vier Außenelektronen aufweisen. Der Bau des Kohlenstoffatoms erlaubt Bindungen mit vielen anderen Atomen. Von großer Relevanz sind in der Organik Atombindungen und zwischenmolekulare Kräfte.

Wer hätte gedacht, dass der Kokonfaden verschiedener Insekten aus Chitin, einer ansonsten eher als sehr hart bekannten Substanz, besteht. Chitin (von griech.: chiton = Panzer) ist eine weiße hornige Substanz, die aus verschiedenen tierischen Organismen isoliert wird. Es handelt sich um einen aminozuckerhaltiges Homopolysaccharid. Es besitzt für viele wirbellose Tiere eine ähnliche Stützfunktion, wie Cellulose bei Pflanzen. Einem bakteriellen Angriff gegenüber ist das Chitin sehr widerstandsfähig. Daher lässt es sich auch in frühen geologischen Ablagerungen noch nachweisen. Eine große Zukunft besitzt das Chitin sicherlich in der Verwendung als Biopolymer zur Konstruktion verschiedenster Bauteile (Bionik).

Cholesterol (Cholesterin) ist ein wesentlicher Bestandteil aller Membranen im tierischen und natürlich auch im menschlichen Organismus. Cholesterol bildet die Basis für die Biosynthese der Gallensäure in der Leber, den Corticosteroiden in den Nebennierenrinden, den Geschlechtshormonen und des Vitamin D in der Haut. Unser Körper nimmt Cholesterol aus der Nahrung auf, kann es aber auch selbst synthetisieren.

* 08.06.1916 in Northampton/England
† 28.07.2004 LA Jolla/USA

FRANCIS HARRY COMPTON CRICK war bereits studierter Physiker, als er 1947 nach Cambridge ging, um Biologie zu studieren. Er wurde mit der Röntgenstrukturanalyse vertraut. Diese Methode wird auf kristalline Stoffe angewendet. Sie dient dem Erkennen von Raumstrukturen, welche zu klein sind, um mit einem Mikroskop aufgelöst werden zu können. CRICK hatte bereits Pionierarbeit mit der Anwendung der Röntgenstrukturanalyse in der Molekularbiologie geleistet. Zusammen mit seinem jungen Kollegen JAMES D. WATSON (*1928) gelang es ihm, die Struktur der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure (DNA) aufzuklären. Für diese Leistung erhielten CRICK und WATSON 1962 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

* 23.08.1933 in Alice (Texas)

ROBERT CURL ist ein amerikanischer Chemiker. Er erforschte die Struktur von Siliciumverbindungen und befasste sich mit der Spektralanalyse.

Gemeinsam mit seinen Kollegen R. SMALLEY (geb. 1943) 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.

Auch einzellige Lebewesen durchlaufen zum Zweck der Vermehrung die Mitosestadien. Als Ergebnis sind aus einer Mutterzelle zwei neue Tochterzellen entstanden. Dieses Prinzip gleicht auch relativ einfachen Zelldifferenzierungen in Geweben vielzelliger Organismen. Bleiben die neu entstandenen Zellen zusammen, entstehen vielzellige Organismen.

1924 erkannte der französische Physiker LOUIS DE BROGLIE (1892-1987), dass sich bewegende Elektronen kürzere Wellenlängen haben als Lichtstrahlen, sich bündeln lassen und genutzt werden können, um äußerst dünne Präparate zu durchleuchten. Das Elektronenmikroskop war „ geboren“. Es wurde erst im Jahr 1931 von dem Deutschen ERNST RUSKA (1906-1988) gebaut. Damit konnte einebis zu 2 000 000-Fache Vergrößerung des Objektbilds erreicht werden. So war es z. B. möglich, den Aufbau von feinsten Strukturen der Lebewesen und Viren erstmals zu erkennen. Während die besten Lichtmikroskope eine Auflösung von maximal 0,2 µm (= 200 nm) besitzen, kann man mit den hochbeschleunigten Elektronen des Elektronenmikroskops ein Auflösungsvermögen von maximal 0,0001 µm (= 0,1 nm), also 2 000-mal so groß wie beim Lichtmikroskop, erreichen.

Der zelluläre Baustein aller Eukaryoten, gleichgültig ob Ein- oder Vielzeller, Pflanzen, Pilze oder Tiere, ist der Eucyt. Gegenüber dem Procyten zeichnet sich dieser Zelltyp grundsätzlich in erster Linie durch folgende Baueigenheiten aus:

Fett ist nicht gleich Fett. Das stellt jeder sofort fest, der sich über gesunde Ernährung informiert.

Diese Tatsache hängt mit dem Bau der Fette zusammen. Fette sind die Ester langkettiger Carbonsäuren. Diese Carbonsäuren sind mit Glycerol (Propan-1,2,3-triol, Glycerin), einem mehrwertigen Alkohol, verestert.

Jede der drei Hydroxylgruppen des Glycerols kann mit einer anderen Carbonsäure reagieren, sodass ganz unterschiedliche Fette entstehen und existieren.

* 09.10.1852 in Euskirchen
† 15.07.1919 in Berlin

EMIL HERMANN FISCHER war ein deutscher Biochemiker. Er erforschte viele organische Verbindungen, den Aufbau der Kohlenhydrate, Aminosäuren, Polypeptide, Proteine, Enzyme, Purine und Gerbstoffe und gilt als Mitbegründer der Biochemie. Er entwickelte die FISCHER-Projektionsformeln zur Darstellung von organischen Verbindungen mit asymmetrischen Kohlenstoffatomen. Sie wird auch heute noch verwendet. 1902 erhielt EMIL FISCHER den Nobelpreis für Chemie.

ROSALIND FRANKLIN war eine engagierte und kenntnisreiche Naturwissenschaftlerin, die entscheidend zur Strukturaufklärung der Nucleinsäuren beigetragen hat. Während ihrer beruflichen Laufbahn hatte sie erheblich mit Vorurteilen ihrer männlichen Kollegen zu kämpfen. Ihre Verdienste wurden erst nach ihrem Krebstod 1958 angemessen gewürdigt.

Was die Wissenschaft heute vom Bau der Zelle und ihren Funktionen weiß, wie sie diese zu nutzen versteht, sie physiologisch beeinflussen und in ihrem Erbgut verändern kann, das ist das Ergebnis eines fast 350 Jahre währenden Erkenntnis- und Forschungsprozesses. Erst nach der Entwicklung stark vergrößernder optischer Geräte war es überhaupt möglich, die kleinsten Bestandteile eines Lebewesens sichtbar zu machen. Eine bedeutende Rolle nahm dabei die Konstruktion des Mikroskops ein. Viele Wissenschaftler beschäftigten sich seitdem mit der Erforschung der Zellen, ihrer Strukturen, Eigenschaften und Bestandteile und reicherten den Erkenntnisstand bis zum heute verfügbaren Wissen an.