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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.

Während Genetik und Stoffwechselphysiologie zunehmend die molekularen Grundlagen biologischer Vorgänge erforschen, geht es in der Ökologie um die Beziehungen zwischen komplexen Systemen von Individuen bis zur Biosphäre. Angesichts der durch menschliche Aktivitäten bedingten Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre und den Verunreinigungen der Hydrosphäre gewinnt die Erforschung globaler Stoff-Flüsse und Energieumsätze zunehmend an Bedeutung.

* 1397 Mainz
† 03.02.1468 Mainz

JOHANNES GUTENBERG wird allgemein als der Erfinder des Buchdrucks angesehen. Seine Neuerung bestand darin, einen Text in kleinste Einheiten, einzelne Buchstaben, aufzulösen. Dazu entwickelte er ein Gießverfahren, bei dem Kupfermatrizen mit einer speziellen Bleilegierung gefüllt wurden, um die einzelnen Lettern herzustellen. Farbige Buchteile wurden nach dem Druck per Hand ergänzt.
Zwischen 1453 und 1454 wurden 140 Exemplare der sogenannten Gutenbergbibel gedruckt. Die Kunst des Buchdrucks verbreitete sich daraufhin sehr schnell in ganz Europa durch Schüler GUTENBERGs.

* 16.02.1835 in Potsdam
† 09.08.1919 in Jena

ERNST HAECKEL wurde am 16. Februar 1834 in Potsdam geboren. Er studierte von 1852–1858 Naturwissenschaften und Medizin in Würzburg, Berlin und Wien. Seine Dissertation „Über die Gewebe des Flusskrebses“ verteidigte er 1857. In den darauffolgenden Jahren unternahm er Studienreisen nach Italien und begann mit seinen Forschungen an Radiolarien.

Seit 1862 war er Professor für Zoologie in Jena. Wie kein anderer hat HAECKEL die Lehre CHARLES DARWINS in Deutschland verbreitet und weiter entwickelt. Deshalb wurde er auch der „deutsche DARWIN“ genannt.

Mit 85 Jahren starb ERNST HAECKEL in Jena.

* 01.04 1578 in Folkestone (Grafschaft Kent, England)
† 03.06.1657 in Hampstead (Camden, England)

Die heutige nahezu selbstverständliche Hinnahme der Heilung vieler Krankheiten und den Anstieg der durchschnittlichen Lebenserwartung in den letzten Jahrhunderten, haben wir u. a. dem englischen Arzt, Anatom und Physiologen WILLIAM HARVEY zu verdanken, der bereits Mitte des 17. Jahrhunderts den großen geschlossenen Blutkreislauf entdeckte und als Erster die Herzfunktion als Antriebspumpe dieses Kreislaufes erkannte. Mit dieser Erkenntnis gilt er als Revolutionär der Medizin seiner Zeit und wird auch als Wegbereiter der modernen Physiologe beschrieben.

* 28.07.1635 Freshwater
† 14.03.1703 London

ROBERT HOOKE war ein bedeutender englischer Naturforscher. Er fand das nach ihm benannte Gesetz über die Proportionalität zwischen Dehnung und Belastung bei einer Spiralfeder, konstruierte u. a. ein Teleskop, ein Quecksilberbarometer, einen selbstregistrierenden Regenmesser und ein Mikroskop, mit dem er die Pflanzenzellen entdeckte.

* 22.04.1724 Königsberg (heute Kaliningrad, Russland)
† 12.02.1804 Königsberg

IMMANUEL KANT (eigentlich: IMMANUEL CANT) war ein deutscher Philosoph, der den sogenannten kritischen Idealismus begründete und damit zu einem der bedeutendsten Denker der Neuzeit wurde. KANT entwickelte die Ideen der Aufklärung weiter; er gilt als Vollender und zugleich als Überwinder der Philosphie der Aufklärung und fand auch über philosophische Fachkreise hinaus starke Beachtung. Zentrales Thema in seinem Schaffen war seine Erkenntnistheorie, in der er sich mit den Grundlagen der menschlichen Erkenntnis beschäftigte.

* 27.12.1571 Weil
† 15.11.1630 Regensburg

Er war einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler der frühen Neuzeit und entdeckte die nach ihm benannten drei Gesetze der Planetenbewegung, die keplerschen Gesetze. Damit gehört er neben NIKOLAUS KOPERNIKUS, GALILEO GALILEI und ISAAC NEWTON zu den Wegbereitern eines neuen wissenschaftlichen Weltbildes, mit dem mittelalterliche Auffassungen überwunden und naturwissenschaftliche Erkenntnisse Grundlage der Vorstellungen wurden.

* 01.08.1744 in Bazentin-le-Petit
† 18.12.1829 in Paris

LAMARCK war ein Botaniker und Zoologe, der sich neben umfangreichen systematischen Arbeiten dem Evolutionsgedanken widmete. Seine Evolutionstheorie besagte, dass die Lebewesen durch einen inneren Drang zur Vervollkommnung veranlasst würden, bestimmte Organe stärker oder schwächer zu betätigen. Dies führte zu erworbenen Veränderungen im Bauplan der Lebewesen, welche schließlich unter bestimmten Voraussetzungen an die Nachkommen vererbt werden könnten. Nach LAMARCK ist zum Beispiel die Länge des Giraffenhalses auf beständiges Hinaufrecken zum Laub der Bäume zurückzuführen. LAMARCK war der erste, der den Begriff „Biologie“ benutzt hat.