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Destruenten (Zersetzer) bauen tote, energiereiche organische pflanzliche und tierische Substanzen in energiearme anorganische Stoffe wie Kohlenstoffdioxid, Wasser und Mineralstoffe unter Energiegewinn ab.

Zu den Destruenten gehören u. a. Bakterien, Pilze, Abfallfresser (z. B. Regenwurm, Aasfresser).

Eine Eigenschaft von Schallwellen besteht darin, dass sie an Flächen reflektiert werden. Das gilt sowohl für Schall im hörbaren Bereich als auch für Ultraschall. Diese Eigenschaft des Schalls wird in der Technik genutzt, um die Tiefe von Gewässern zu messen oder um Fischschwärme zu orten. Das dabei angewandte Verfahren wird als Echolotung bezeichnet.

In der Natur kann man Echos vor allem in den Bergen wahrnehmen. Der Effekt tritt auch unter Brücken oder in großen Räumen auf und wird dann mitunter Nachhall genannt.

Manche Tiere, z. B. Fledermäuse, nutzen das Echo zur Orientierung.

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 Jahre 1931 von dem Deutschen ERNST RUSKA (1906–1988) gebaut. Damit konnte eine Vergrößerung des Objektbilds bis zu 2 000 000-fach 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.

Die Naturwissenschaften beschäftigen sich mit jeweils ausgewählten Teilbereichen der lebenden oder der nicht lebenden Natur. Im Laufe der historischen Entwicklung haben sich als die wichtigsten naturwissenschaftlichen Disziplinen die Astronomie, die Biologie, die Chemie, die Physik und die physische Geografie herausgebildet.

Ziel jeder Naturwissenschaft ist es,

• in der Natur Zusammenhänge und Gesetze zu erkennen,
• mithilfe der gewonnenen Erkenntnisse Erscheinungen und Vorgänge erklären und voraussagen zu können,
• die gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen, um das Leben der Menschen sicherer und angenehmer zu machen.

Im Unterschied zu den Naturwissenschaften beschäftigen sich die Geisteswissenschaften mit der historisch-gesellschaftlichen Entwicklung des Menschen.

* 02.03.1894 in Uglitsch, Gouvernement Jaroslawl, Russland
† 21.04.1980 in Moskau

ALEXANDER IWANOWITSCH OPARIN war der erste Biologe, der eine Erklärung für die Entstehung des Lebens auf der Erde suchte und zumindest für die 1. Phase (für die chemische Entwicklung) eine tragfähige Hypothese aufstellte.

ALEXANDER IWANOWITSCH OPARIN wurde am 2. März 1894 in Uglitsch, Gouvernement Jaroslawl, geboren. Nach dem Abschluss des Gymnasiums 1912 nahm er an der Moskauer Universität ein Chemiestudium auf, das er 1917 mit dem Staatsexamen beendete. Danach arbeitete er zunächst als Mitarbeiter im Institut für Pflanzenphysiologie, später als Dozent. 1922 ging OPARIN zu Prof. A. KOSSEL an die Universität in Heidelberg und wurde dort an die Probleme genetischer Forschung herangeführt.

1924, also bereits zwei Jahr später, entwickelte OPARIN die Hypothese über die Entstehung des Lebens, die ihn weltweit bekannt machte. Er führte selbst zahlreiche Experimente durch, um seine Hypothese zu beweisen. Erst STANLEY L. MILLER gelang 1953 mit einem Versuch der entscheidende Beweis für die Richtigkeit OPARINS Hypothese.

Der erste Schritt zum Anlegen eines Herbariums ist das Pressen der Pflanzen. Durch das Pressen werden sie haltbar gemacht, indem ihnen das Wasser entzogen wird. Zum Pressen eignet sich am besten eine Pflanzenpresse.

Der Lebensraum der Pinguine ist, abgesehen vom Zoo, nur die südliche Halbkugel der Erde. Nach heutigem Wissensstand werden 17 Arten von Pinguinen unterschieden, wobei 2 dieser Arten jeweils 3 Unterarten zu verzeichnen haben.

Gemeinsamkeiten aller Pinguine bestehen im anatomischen Bau, der Fortbewegung zu Lande und im Wasser sowie in der Riesenansammlung zur Brutzeit. In den vereisten Hängen können sie gut klettern. Keine der Pinguinarten kann fliegen. Die Flügel sind zu flachen, ausfaltbaren Flossen umgebildet. Alle Arten sind am Rücken relativ dunkel und am Bauch weiß. Damit sind sie dem Leben im Wasser gut angepasst. Sie ernähren sich im Wasser und brüten an den Küsten, der Kaiserpinguin gar auf dem Inlandeis.

Die bekanntesten Pinguine sind wohl die Kaiserpinguine und die Königspinguine, sie werden relativ groß. Im Gegensatz dazu ist noch der kleine Zwergpinguin zu erwähnen, mit ca. 40 cm Körperhöhe der kleinste Vertreter seiner Art. Der Zwergpinguin ist in Australien und Neuseeland zu Hause.

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.

* 07.03.1930 Oakland (Kalifornien, USA)
† 20.05.2007 in National City (Kalifornien, USA)

MILLER war amerikanischer Biochemiker und arbeitete als Professor in San Diego, Kalifornien. Er setzte sich mit der chemischen Evolution und der Thermodynamik auseinander und lieferte 1953 in seinem berühmten MILLER-Experiment den Nachweis der Entstehungsmöglichkeit von organischen Substanzen in der Frühzeit der Erde. Dies gelang ihm, indem er ein Gemisch aus Wasser, Wasserstoff, Methan und Ammoniak über einen Zeitraum von etwa einer Woche elektrischen Entladungen aussetzte und auf diese Weise die Uratmosphäre bzw. den Urozean auf der Erde simulierte.

Mithilfe einfacher Nachweisreaktionen kann man physiologische Abläufe oder Reaktionen auf Reize deutlich machen.Experimente sind immer unter Aufsicht des Lehrers durchzuführen. Auf Gefahrstoffsymbole achten!

Mithilfe einfacher Nachweisreaktionen kann man physiologische Abläufe oder Reaktionen auf Reize deutlich machen. Experimente sind immer unter Aufsicht des Lehrers durchzuführen. Auf Gefahrstoffsymbole achten!

Mithilfe einfacher Nachweisreaktionen kann man das Vorhandensein bestimmter Stoffe deutlich machen.Experimente sind immer unter Aufsicht des Lehrers durchzuführen. Auf Gefahrstoffsymbole achten!

Biologie ist die Wissenschaft vom Leben. Da lebende Systeme sehr komplex und vielfältig sind, sind an der Erforschung auch verschiedene biologische Disziplinen beteiligt.

Im Zusammenhang mit dem Erkennen bestimmter biologischer Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten gibt es eine Reihe von Tätigkeiten, die immer wieder durchgeführt werden. Dazu gehören u. a.:

• das Beobachten,
• das Untersuchen,
• das Experimentieren.

Typische Tätigkeiten praktischer Art im Biologieunterricht sind:

• das Sammeln von Organismen,
• das Fangen von Organismen,
• das Bestimmen von Organismen,
• das Betrachten von Objekten,
• das Mikroskopieren von Objekten.

Der Begriff „Bionik“ wurde bereits 1958 von J. E. STEELE (1924–2009) geprägt. Die Bionik umschreibt einen Wissenschaftszweig aus der Kybernetik. Lebende Systeme haben ihre eigenen Problemlösungen entwickelt. Diese werden abgeschaut bzw. kopiert und in sich daraus ableitenden, von Experten konstruierten technischen Systemen verwirklicht bzw. simuliert. 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 Brücken, die Risse aufweisen, können sich selbst heilen.

Die Anwendungsmöglichkeiten 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 umweltverträgliche Grenzen stößt, ökologische Lösungen zu finden.

Bei der Biophysik handelt es sich um ein interdisziplinäres Wissenschaftsgebiet der Biologie und der Physik, das sich mit der Untersuchung der physikalischen Prinzipien des Lebens auf allen Organisationsebenen beschäftigt. Mithilfe physikalischer Methoden (z. B. unter Einsatz des Elektronenmikroskops) werden biologische Phänomene untersucht, die auf rein physikalischen Gesetzmäßigkeiten beruhen. Hierzu gehört z. B. die Untersuchung der Luftströmungen am Vogelflügel.

Bei der Biotechnologie handelt es sich um anwendungsorientierte Teilgebiete der Mikrobiologie und der Biochemie, die biologische Prozesse im Rahmen technischer Verfahren und industrieller Produktion nutzen und dabei auch auf Erkenntnisse der technischen Chemie und Verfahrenstechnik zurückgreifen. Alle biotechnologischen Verfahren haben das Ziel, stoffwechselphysiologische Leistungen biologischer Systeme zu optimieren und unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu nutzen.
Die Biotechnologie findet vom Prinzip her jedoch nicht erst in unseren Tagen Anwendung. Lebewesen wurden bereits vor langer Zeit zur Herstellung oder Konservierung von Nahrungsmitteln eingesetzt. Schon 3 000 Jahre v. Chr. stellte man Brot und Bier unter Verwendung von Hefezellen her.

Etwa genauso lange ist die Joghurtbereitung bekannt, wenn auch zur damaligen Zeit die zur Joghurtherstellung unbedingt erforderlichen, als solche aber noch unbekannten Milchsäurebakterien nur intuitiv eingesetzt wurden. Große Erfolge erzielte die Biotechnologie bereits bei der Herstellung von Futterhefen, Antibiotika, Steroidhormonen, Aminosäuren, Enzymen und anderen Produkten sowie bei der Abwasserreinigung. Auch die Eiweißproduktion für Futter- bzw. Ernährungszwecke aus gut zugänglichen Rohstoffen ist ein Aufgabengebiet der heutigen Biotechnologie. Die Gentechnologie schließlich erlaubt der Biotechnologie völlig neue Einsatzmöglichkeiten.

Die Erde ist unser Lebensraum. Deshalb ist es die vorrangigste Aufgabe aller Menschen, sie zu erhalten und zu schützen. Von staatlicher Seite wurden zu diesem Zwecke eine Reihe von Gesetzen und Verordnungen erlassen. Darunter befinden sich u. a. die Rote Liste oder die Bundesartenschutzverordnung, die Bestimmungen zum Schutz gefährdeter einheimischer Pflanzen- und Tierarten enthält. Das Bundesnaturschutzgesetz soll dafür Sorge tragen, „dass die Vielfalt, Eigenart und Schönheit von Natur und Landschaft auch in Zukunft gesichert bleiben.“

Delfine bilden eine eigene Familie (Delphinidae) innerhalb der Wale. Mit 35 lebenden Arten sind die Delfine sogar die bei Weitem größte Walfamilie. Obwohl man alle Waltiere in eine einzige biologische Ordnung (Cetacea) stellt, unterscheidet man zwei Gruppen oder Unterordnungen mit mehr als 83 Arten, und zwar vor allem aufgrund der unterschiedlichen Ausstattung der Mundwerkzeuge.

Delfine bilden eine eigene Familie (Delphinidae) innerhalb der Wale. Mit 35 lebenden Arten sind die Delfine sogar die bei Weitem größte Walfamilie. Obwohl man alle Waltiere in eine einzige biologische Ordnung (Cetacea) stellt, unterscheidet man zwei Gruppen oder Unterordnungen mit mehr als 83 Arten, und zwar vor allem aufgrund der unterschiedlichen Ausstattung der Mundwerkzeuge.

Delfine bilden eine eigene Familie (Delphinidae) innerhalb der Wale. Mit 35 lebenden Arten sind die Delfine sogar die bei Weitem größte Walfamilie.

Obwohl man alle Waltiere in eine einzige biologische Ordnung (Cetacea) stellt, unterscheidet man zwei Gruppen oder Unterordnungen mit mehr als 83 Arten, und zwar vor allem aufgrund der unterschiedlichen Ausstattung der Mundwerkzeuge:

• Die erste Gruppe bilden die Bartenwale (Mysticeti, Verbreitungsgebiet: alle Meere, 15 Arten, z. B. Blauwal, Buckelwal, Finnwal, Seiwal, Grönlandwal, Grauwal, Zwergwal). Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus: freie Halswirbel, Reste von Hinterextremitäten, zwei getrennte äußere Nasenöffnungen, 6–33 m lang, Gewicht bis zu 136 Tonnen, großer Kopf, Unterkiefer länger als Oberkiefer, Zähne sind nur embryonal ausgebildet, Barten, Plankton- oder Fischfresser.
• Die zweite Gruppe sind die Zahnwale (Odontoceti, ca. 73 Arten, z. B. Pottwal, Schwertwal, Narwal, Beluga, Schnabelwale, alle Delfine und die kleinen Schweinswale). Der Name „Zahnwal“ stammt daher, dass die Vertreter dieser Gruppe über Zähne verfügen. Außerdem zeichnen sie sich durch ein hoch entwickeltes Gehirn aus, sie besitzen einen asymmetrischen Schädel und besitzen nur eine äußere Nasenöffnung.

Alle Delfine und Schweinswale gehören zur Gruppe der Zahnwale. Der Name „Delfin“ wird hauptsächlich für zwei Gruppen innerhalb der Gruppe der Zahnwale verwendet: die Familie der Flussdelfine (Platanistidae) und die „eigentlichen Delfine“, Vertreter der Familie Delphinidae.