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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.

Ein Bienenstaat besteht aus einer Königin (weiblich, fertil), wenigen Drohnen (männlich, fertil) und vielen Arbeiterinnen (weiblich, steril). Sie haben alle charakteristische Körpermerkmale. Zwischen ihnen besteht eine genau festgelegte Arbeitsteilung. Das Geschlecht (ob weiblich oder männlich) wird bei Bienen genotypisch bestimmt. Ob die weiblichen Tiere allerdings fertil (fruchtbar) oder steril (unfruchtbar), d. h. Königinnen oder Arbeiterinnen werden, wird modifikativ (durch äußere Einflüsse) bestimmt.

Die speziellen Merkmale eines Lebewesens werden durch Vererbung und Umwelteinflüsse geprägt. Wenn sich innerhalb einer Familie mit demselben Genotyp unter Mitwirkung von Außenbedingungen abweichende Erscheinungsformen innerhalb der Individuen ausbilden, nennt man diese Erscheinung variable Phänotypen. Diese umweltbedingte Variabilität von Lebewesen bezeichnet man auch als Modifikabilität, die unterschiedlichen Varianten sind Modifikationen.
Durch Klonierung genetisch identischer Individuen kann die Nichterblichkeit von Modifikationen und damit der Einfluss der Umwelt auf die Ausprägung von Merkmalen nachgewiesen werden. Als Ergebnis erhält man eine gleiche Verteilung der Merkmalsvariationen unter gleichen Umweltbedingungen.

Virus-Partikel bestehen generell aus einer Nucleinsäure (DNA oder RNA) und einer sie umgebenden Proteinhülle. Die Proteinhülle wird als Capsid, die Einheit von Capsid und Erbmaterial als Nucleocapsid bezeichnet. Zusätzlich kann das Nucleocapsid von einer Hüllmembran (Virushülle) umgeben sein. Das Capsid besteht ebenfalls aus Untereinheiten, den Capsomeren und ist meist symmetrisch aufgebaut. Viele kugelförmig erscheinenden Viren sind Polyeder. Die bevorzugte Polyederform ist das Eikosaeder (Zwanzigflächner), ein von 20 gleichseitigen Dreiecken begrenzter Körper mit 12 Ecken.
Retroviren gehören zu den Eikosaedern mit zusätzlicher Hüllmembran und enthalten ein einzelsträngige, positiv geladenes RNA-Genom. Die Bezeichnung Retroviren bezieht sich auf die Beteiligung der reversen Transkriptase – eine virusspezifische DNA-abhängige DNA-Polymerase – an ihrer Vermehrung. Die Vermehrung der eigentlich nicht infektiösen RNA dieser Viren erfolgt nämlich nicht nur durch die bloße Verdoppelung des vorhandenen Erbmaterials, sondern durchläuft zunächst die Transkription in eine doppelsträngige DNA, die anschließend in ein Chromosom der Wirtszelle integriert wird.
Retroviren sind unter Menschen und Tieren weit verbreitet und können Gene besitzen, die nach Integration in die Wirts-DNA onkogene Wirkung zeigen. Zu den Retroviren gehört beispielsweise das HI-Virus. Des Weiteren sind sie auch an der Tumorbildung bei Tieren beteiligt.

* 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.

* 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.

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).

Auf unserer Erde lebt eine Vielzahl von Organismenarten. Diese rezenten Arten machen jedoch nur einen Bruchteil des Artenreichtums aus, den die jetzt ca. 4,6 Milliarden Jahre währende Erdgeschichte hervorgebracht hat. Die ältesten fossilen Hinweise auf Leben geben hefezellenartige Strukturen, die auf ein Alter von 3,8 Milliarden Jahre datiert wurden.

Die allermeisten Arten sind ausgestorben. Einige davon waren in evolutionäre Sackgassen geraten, ihre Baupläne hatten sich unter den sich ändernden Umweltbedingungen als nicht zukunftsfähig erwiesen. Andere Arten sind zwar verschwunden, haben jedoch ein großes evolutionäres Vermächtnis hinterlassen.

Große Entwicklungsschübe gab es stets nach Massenaussterben, die in den allermeisten Fällen auf globale Klimaveränderungen zurückgeführt werden können. Durch das Massenaussterben gingen die jeweils erreichten Entwicklungsstufen selten gänzlich verloren. Aus vergleichsweise wenigen Arten konnten sich in den frei gewordenen Lebensräumen neue, modernere Formen entwickeln. Insgesamt ergab sich auf diese Weise ein Trend unter den Lebewesen hin zu höher organisierten Formen. Altertümliche Organismen blieben in ihrer Art manchmal erhalten, sofern sich auch ihre ökologische Nischen erhalten hatten.

Zahlreiche Funde belegen die Evolution des Menschen aus nicht menschlichen Vorfahren. Der Mensch gehört im natürlichen System der Organismen mit den Halbaffen (z. B. Maki) und den Echten Affen (Neuwelt- und Altweltaffen) zu den rezenten (heute lebenden) Primaten.

Fototrophe Bakterien sind fotosynthetisch aktive Mikroorganismen, die die Lichtenergie als Energiequelle nutzen. Zu ihnen gehören alle prokaryotischen Mikroorganismen wie Cyanobakterien, Anoxyphotobacteria (anoxygene fototrophe Bakterien) und Archaebakterien. Sie sind typische Wasserbakterien in Süß-, Brack- und Salzwasser sowie feuchten Böden und überschwemmten Feldern. Sie können beweglich oder unbeweglich sein und sind stets braun, rötlich (purpur), grün oder gelblich gefärbt. Sie sind gram-negativ. Es lassen sich zwei Gruppen unterscheiden: Purpur-, Grüne und Heliobakterien einerseits und die Cyanobakterien andererseits. Neben den Vertretern der Domäne der Bakterien können auch die Archaebakterien Fotosynthese betreiben.
Die Fotosynthese der Bakterien war in ihrer ursprünglichen Form an die sauerstofffreie Biosphäre angepasst (anaerob). Archaebakterien verwenden darum beispielsweise als Fotosynthesepigment kein Chlorophyll sondern Bakterienrhodopsin zur Lichtabsorption. Typische Pigmente des fototrophen Stoffwechsels sind ansonsten Bakterienchlorophylle und bestimmte Carotinoide. Im engeren Sinne grenzt man Fotosynthesebakterien von Cyanobakterien und Chloroxybakterien ab. Fotosynthesebakterien im engeren Sinne unterscheiden sich u. a. durch Aufbau und Ablauf der chemischen Reaktionen. So besitzen sie z. B. nur das Fotosystem I, Coenzym NAD⁺, Bakterienchlorophylle als Fotosynthesepigmente und können außerdem keinen Sauerstoff herstellen. Während Aufbau und Vorgänge der Cyanobakterien denen der höheren Pflanzen entsprechen (z. B. auch Sauerstoffbildung), nehmen Chloroxybakterien eine Zwischenstellung in der Evolution der Fotosynthese ein.

Dass die Steinzeitmenschen in ihren Höhlen Kunstwerke schufen, ist dem modernen Mensch erst seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts bewusst. So wurde z. B. die im Jahr 1880 entdeckte Höhlenkunst in der spanischen Höhle von Altamira anfangs nicht als Steinzeitkunst anerkannt. Erst nach und nach führten das Entdecken weiterer Fundorte zu einer wissenschaftlichen Akzeptanz. Im Jahre 1940 entdeckten spielende Kinder in der Nähe des Ortes Montignac (Dordogne) einen Zugang zu der Höhle von Lascaux, welche in einer Gesamtausdehnung von über 100 Metern Bilder von zahlreichen Pferden, Rindern, Wisenten, Katzen und Steinböcken enthält. Diese Höhle kann heute zu ihrem eigenen Schutz nicht mehr besichtigt werden. Stattdessen werden die Besucher in eine originalgetreue Kopie der Höhle geführt.

Die Höhlenkunst ist das älteste Zeugnis des Menschen für die Verwendung von Pigmenten und Bindemitteln. Sie entstand in der Steinzeit mit dem Ausgang der Eiszeit, einer Klimaperiode, in der weite Teile Europas noch mit Gletschern überzogen waren. Der Eingang der Grotte Cosquer in Südfrankreich liegt heute unter dem Meeresspiegel. Dies beweist, dass mit der Erwärmung des Klimas viel Eis abgeschmolzen ist und der Meeresspiegel anstieg.

Die Insekten sind in die drei Körperabschnitte Kopf, Brust und Hinterleib gegliedert. Sie besitzen am Kopf 1 Paar Fühler, 1 Paar leistungsfähige Augen und Mundwerkzeuge. An der Brust befinden sich 3 Paar gegliederte Beine sowie meist 2 Paar Flügel. Im Hinterleib liegen die inneren Organe.

Insekten atmen durch Tracheen. Sie besitzen ein offenes Blutgefäßsystem und ein Strickleiternervensystem.

Ein Teil der großen Tiergruppe Insekten wird nach der Anzahl und der Ausbildung der Flügel in die Insektenordnungen Käfer, Schmetterlinge, Zweiflügler und Hautflügler unterteilt.

Unter der Vielfalt der Insekten gibt es für den Menschen schädliche und nützliche Insekten.

In enger Verbindung mit der biologischen Evolution verlief die kulturelle Evolution des Menschen anfangs äußerst langsam, seit etwa 80 000 Jahren jedoch sehr beschleunigt. Dabei handelt es sich um die Herausbildung von Traditionen und deren Weitergabe von Generation zu Generation.

Biologische und kulturelle Evolution sollten als Einheit gesehen werden, da die Leistungen des Menschen nur aufgrund seiner genetischen Ausstattung möglich sind.

Bei der Genexpression wird die in einem Gen enthaltene Information in der Zelle verwirklicht. Dazu muss die genetische Information der DNA zuerst in RNA überführt und anschließend als Protein realisiert werden. Dieses zentrale Dogma der Molekulargenetik postulierte FRANCIS H. C. CRICK schon 1958.
Daraus resultiert für die Synthese eines spezifischen Proteins ein zweistufiger Prozess:

1. die Transkription und
2. die Translation.

Prinzipiell stimmen die beiden Mechanismen Transkription und Translation bei allen Organismen überein. Bedingt durch den unterschiedlichen Grad der Kompartimentierung bei Pro- und Eucyt gibt es aber auch Unterschiede.

Aus den Vererbungsregeln können grundlegende genetische Aussagen abgeleitet werden. Die Chromosomen sind die Träger der Erbanlagen bei den Menschen. Das Geschlecht wird durch die Geschlechtschromosomen festgelegt.
Erbkrankheiten können auf abweichenden Chromosomenzahlen, auf Veränderungen einzelner Chromosomen oder auf punktuellen Veränderungen einzelner Gene beruhen. Die mendelschen Vererbungsregeln gelten auch für den Menschen.

Aus den Vererbungsregeln können grundlegende genetische Aussagen abgeleitet werden. Erst die quantitative Auswertung von Züchtungsexperimenten ermöglichte die Entdeckung von Vererbungsregeln.
Im Laufe der Zeit führten genaue Beobachtungen und systematische Untersuchungen zu vielfältigen Erkenntnissen über das Vererbungsgeschehen und die genetische IInformation.
Bei den Eukaryoten sind die Chromosomen die Träger der Erbanlagen. Bei vielen Lebewesen wird das Geschlecht durch Geschlechtschromosomen festgelegt.
Erbkrankheiten können auf abweichenden Chromosomenzahlen, auf Veränderungen einzelner Chromosomen oder auf punktuellen Veränderungen einzelner Gene beruhen. Sie werden nach den mendelschen Regeln weitergegeben.

Fortpflanzung kann auf ungeschlechtlichem und geschlechtlichem Weg erfolgen. Sie ist häufig mit Vermehrung verbunden.
Die ungeschlechtliche Fortpflanzung basiert auf der mitotischen Kernteilung. Zur geschlechtlichen Fortpflanzung gehören Kernverschmelzung und meiotische Teilung (Reduktionsteilung).

Jeder Mensch durchläuft in seinem Leben eine Entwicklung, die mit der befruchteten Eizelle (Zygote) beginnt und mit dem Tod endet. Das ist verbunden mit Wachstum, Gestaltwandel, Ausbildung körperlicher und geistiger Fähigkeiten, allmählicher Entfaltung und Wiederabnahme des Leistungsvermögens bis hin zu Alterungs- und Abbauerscheinungen. Diese Vorgänge beruhen auf Veränderungen in den Zellen und Organen unseres Körpers und unterliegen gewissermaßen einem „inneren Programm“. Sie sind nicht aufhaltbar und nicht rückgängig zu machen (irreversibel), verlaufen aber bei jedem Menschen in einer individuellen Ausprägung.

Man unterscheidet zwei Hauptabschnitte:

1. vorgeburtliche Entwicklung oder Embryonalentwicklung (von der befruchteten Eizelle bis zum geburtsreifen Kind),
2. nachgeburtliche Entwicklung (vom Neugeborenen bis zum Greisenalter/Tod).

Die Reproduktionsbiologie beschäftigt sich mit Verfahren, die kinderlosen Ehepaaren mit Kinderwunsch helfen sollen, sich ihren Wunsch nach einem Kind zu erfüllen. In den vergangenen 25 Jahren hat die Reproduktionsforschung große Fortschritte gemacht. Zahlreiche neue Methoden wurden entwickelt.
Eine dieser Methoden ist die sogenannte In-vitro-Fertilisation. Zu Beginn des Jahres 2002 gab es in Deutschland ca.100 000 durch diese Methode gezeugte Menschen.

Die Embryonalentwicklung umfasst die Entwicklung der Eizelle bis zum Schlüpfen oder der Geburt des Jungtiers.
Sie lässt sich in vier Abschnitte gliedern: Furchung, Keimblattbildung, Organbildung und histologische Differenzierung.
Die einzelnen Phasen können ganz unterschiedlich ablaufen und sind von der inneren Strukturierung der Eizelle abhängig.
Die Anlage von Organen und Organsystemen erfolgt oft in Segmenten.

Bei einer Allergie liegt eine Überempfindlichkeit des Immunsystems auf bestimmte Antigene – die Allergene – vor. An sich harmlose Substanzen rufen eine heftige Reaktion des Immunsystems hervor. Als Allergene kommen ziemlich unterschiedliche Substanzen infrage: Blütenpollen (Heuschnupfen), Katzenhaare (Katzenhaarallergie), vernickelter Schmuck (Nickelallergie) etc. Die allergischen Reaktionen reichen vom lästigen aber harmlosen Heuschnupfen bis hin zum lebensbedrohenden anaphylaktischen Schock. Seit im Laufe der Industrialisierung immer mehr Fremdstoffe in die Umwelt gelangen, nimmt auch die Allergienhäufigkeit zu. In Deutschland leiden derzeit ca. 25 Millionen Menschen an einer Allergie: davon ca. 11 Millionen an Heuschnupfen und 5 Millionen an Neurodermitis. Jedes 10. Kind ist Asthmatiker und die Tendenz ist steigend.

Bei Autoimmunerkrankungen basiert die immunologische Störung auf Fehlern bei der Erkennung bzw. Unterscheidung von Selbst und Fremd, sodass körpereigene Strukturen attackiert und zerstört werden.

An Ebola haben sich wohl Filme wie „Outbreak“ ein Beispiel genommen. Nur das es sich bei dieser Krankheit um bittere Realität handelt. Die Krankheit verläuft in 50 – 80 % der Fälle tödlich: Das Gewebe der Betroffenen löst sich langsam auf, sie verbluten innerlich und sterben nach kurzer, qualvoller Zeit – Medikamente sind noch weit vor der einsatzfähigen Reife. Gerade durch ihre schnelle Übertragung, ist diese Krankheit in einer Welt, die immer mehr globalisiert wird, ein ernst zu nehmendes Risiko.

In der Zeit von 1976 bis zum Jahr 2009 gab es einige große Ebola-Epidemien:

• 1976 im Sudan und Zaire
• 1977/78 in Zaire
• 1979 und 1983 im Sudan
• 1995 in dem Städtchen Kikwit in Zaire
• 2000 in Uganda
• 2003 in der Republik Kongo
• 2004 im Sudan
• 2007/2008 in der Republik Kongo