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Notes: Irgendwie wird niemand mehr richtig glücklich mit der Wissenschaft, so erfolgreich sie auch ist und so sehr unsere alltäglichen Verrichtungen von ihren Ergebnissen und Lieferungen auch abhängen. Das Verständnis der öffentlichen Beobachter nimmt trotz aller Bemühungen nicht zu, sondern ab, und die professionellen Betreiber sehen sich unentwegt nach ihrer Verantwortung gefragt und in ethische Debatten verstrickt. Die ursprüngliche Idee, daß Wissenschaft nur gut sein kann, hat massiv an Überzseugungskraft verloren, und dieser Verlust tritt deshalb besonders deutlich hervor, weil man spürt, wie die alte Basis der Rationalität brüchig geworden ist, ohne einen neuen Grund zu erkennen, auf den man in Zukunft bauen kann. Dabei übersehen wir ein Fundament, auf dem Menschen immer schon gestanden haben und zu dem sie also auch zu jeder Zeit wieder zurückkommen können.

Notes: Gallmücken (Cecidomyiidae) sind unter den Insekten die häufigsten Verursacher von Vergallungen an Pflanzen. Diese morphologischen Veränderungen von Pflanzenteilen sind die Folge begrenzter Wachstumsreaktionen des Pflanzegewebes (Hypertrophien). Gallen sind nicht nur Lebensräume des Gallinsektes, sondern stellen Mikroökkosysteme dar, in denen sich Beziehungen zwischen dwen beteiligten Organismen abspielen können.Eine sowohl für Entomologen als auch für Mykologen besonders interessante Sonderform dieser Lebensgemeinschaften sind Pflanzengallen, in denen neben dem Gallerreger regelmäßig das Mycel bestimmter Pilze zu finden ist (Abbildungen 1a und b). Untersuchungen an der Fruchtgalle der Gallmücke Asphondylia melanopus an Wiesen-Hornklee (Lotus corniculatus) deuten darauf hin, daß das Zusam menleben von Insekt und Pilz alles andere als zufällig ist.

Notes: Alle höheren Wirbeltiere besitzen ein ausgefeiltes Immunsystem, das im wesentlichen zwei Aufgaben hat: den Organismus vor Infektionen durch Krankheitserreger zu Schützenund den Organismus von entarteten Tumorzellen zu befreien.Um diese Aufgabe zu bewältigen, hält das Immunsystem die weißen Blutkörperchen oder Leukozyten parat: Makrophagen und Granulozyten vernichten eingedrungene Erreger. Lymphozyten produzieren Antikörper (B-Zellen), welche die Erreger neutralisieren; sie sezernieren Zytokine (T-Helferzellen), welche die Immunreaktion gergen den Erreger koordinieren, oder sie wirken als Killerzellen (T-Killerzellen), die in virusinfizierten Zellen und Tumorzellen den programmierten Zelltod (Apoptose) auslösen.Aus ihrem Aufenthaltsort - die Leukozyten zirkulieren passiv im Blutgefäßsystem - ergibt sich ein prinzipielles Problem. I nfektionen oder Zellentartungen entstehen in den meisten Fällen nicht in den Blutgefäßen, sondern in den Geweben des Organismus. Um den Ort der Infektion zu erreichen, müssen die Leukozyten die Blutgefäße verlassen und in das betroffene Gewebe einwandern. Gleichzeitig muß gewährleistet werden, daß nur diejenigen Leukozyten das Gewebe infiltrieren, die dort auch gebraucht werden; würden alle Leu kozytentypen unkontrolliert in ein bestimmtes Gewebe einwandern, käme es zu unerwünschten Nebeneffekten, wie Autoimmunreaktionen oder chronischen Entzündungen. Das Auswandern von Leukozyten muß also sehr genau reguliert werden.In der jüngsten Vergangenheit hat sich herausgestellt, daß den Leukozyten die notwendige Information von den Endothelzellen - den Zellen, welche die innere Oberfläche der Blutgefäße auskleiden - vermittelt wird. Über eine Kaskade von Zell-Zell-Interaktionen, vermittelt durch Zelladhäsionsmoleküle, werden die richtigen Leukozyten am richtigen Ort festgehalten und zum Auswandern in das Gewebe veranlaßt. Durch die Aufklärung der molekularen Mechanismen beginnt sich nun eine Antwort au f die Frage abzuzeichnen, wie verschiedene Leukozyten ihren Weg in die verschiedenen Kompartimente des Organismus finden. Die Kenntnis dieser molekularen Mechanismen bietet Ansatzpunkte für Therapien von Krankheiten, die durch eine fehlregulierte Entzündungsreaktion ausgelöst werden.

Notes: Die gezielte Veränderung von Genen, in der Fachsprache als “homologe Rekombination” bezeichnet, stellt heute eine der grundlegendsten Methoden dar, um Informationen über die Funktion dieser Gene zu erlangen. 1987 wurde das erste Gen ausgeschaltet [6]. Seit dieser Zeit steigt die Zahl der durch homologe Rekombination erzeugten “Knock-Out”-Mäuse mit mehreren hundert Stämmen pro Jahr Zunehmend an. Knock-Out-Mäuse tragen Genmutationen, die in einem Ausfall des betroffenen Gens resultieren. Mit den bisher durchgeführten Methoden werden diese Mutationen schon in die Zellen der Keimbahn der Maus eingeführt.Dies hat zur Auswirkung, daß der gesamte daraus entstehende Organismus, jede einzelne seiner Zellen, die Genveränderung aufweist. Handelt es sich bei dem veränderung aufweist. Handelt es sich bei dem veränderten Gen um ein lebensnotwendiges Gen, welches zum Beispiel in der Embryonalentwiclung eine tragende Rolle spielt, so kann sein Ausschalten zu schwerwiegenden Störungen in der Entwicklung des Embryos oder sogar zu seinem Absterben im Mutterleib führen. Obwohl diese Mutationen sehr dazu beigetragen haben, unser Verständnis über die Funktion dieser Gene in der frühen Entwicklung des Embryos zu verbessern, erlauben sie es nicht, ihre Funktion während späterer Stadien oder im erwachsenen Tier zu untersuchen. Gerade dies ist aber oft wünschenswert, um menschliche Erbkrankheiten oder die Entstehung von Krebs am Mausmodell studieren zu können. 1994 gelang es zum ersten Mal, gezielte Genmutationen auf einen bestimmten Zelltyp zu beschränken. Rajewsky und seine Mitarbeiter bedienten sich dabei der Eigenschaften des Cre/LoxP-Rekombinationssystems. Mäuse, welche das DNA-Polymerase β-Gen (polβ) auf herkömmlichem Weg verloren ahtten, erwiesen sich als nicht labensfähig, und Fragen betreffend der Funktion dieses Proteins blieben unbeantwortet.Unter Verwendung der Cre/LoxP-Technologie gelang es den Forschern, den polβ-Knock-Out auf ein einziges Gewebe zu beschränken. Der die Mutation tragende Organismus war labensfähig un d Funktionsanalysen konnten unternommen werden, zum Beispiel die Rolle der Polymerase bei der somatischen Rekombination ‘;4’. Inzwischen ist es mittels Cre/LoxP möglich, jedes beliebige Gen in jedem beliebigen Gewebe oder Zelltyp und zu jedem gewünschten Zeitpunkt zu verändern.

Notes: Seen mit Wasser, so sauer wie verdünnte Essigsäure, so sauer wie manche Kraterseen, gibt es solche Seen in Deutschland? Ja, sie gibt es, und zwar sogar recht zahlreich in den alten und vor allem in den neuen Bundesländern. Alle diese Seen sind künstlicher Natur und treten im Zusammenhang mit dem Abbau von Bodenschätzen auf. Durch diesen Vorgang werden tiefere Schichten des Deckgebirges belüftet und mit Wasser versorgt, so daß eine chemische und vor allem mikrobiologische Oxidation von reduzierten Schwefelkver bindungen (Sulfiden) einsetzen kann. Dieselben Vorgänge laufe auch auf und in den Abraumhalden ab. Sulfide sind sehr häufige Begleiter von Braun- oder Steinkohlevorkommen. Ein wesentlicher Teil der Wasserkontaminationen im mitteldeutschen und Lausitzer Raum ist in der Tat mit der Braunkohleförderung verbunden. Ferner sind die meisten, abbauwürdigen Metallvorkommen ebenfalls in sulfidischen Erzen zu finden, so daß deren Abbau zu denselben Oxidation führt, die international als Als Mine Drainage bezeichnet werden.

Notes: Die Vielfalt des Lebens zu beschreiben, zu verstehen und zu bewahren gehört zu den wichtigsten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Dies ist mittlerweile auch auf allen Ebenen, regional, national wie international, erkannt und wird prioritär behandelt. Senckenberg ist in Deutschland eines der größten Institute, das diese Aufgabe mit neuem Schwung angeht. Die dabei entwickelte Infrastruktur steht getreu den Grundsätzen der “Blaue-Liste-Finanzierung” dem ganzen Land zur Verfügung.

Notes: Goethes eigenständige Untersuchungen zur Pflanzenchemie verknüspfen seine botanischen Studien mit seinen Arbeiten zur Farbenlehre. Bereits im Sommer 1796 begann er unter dem Einfluß von Alexander von Humboldt, die Wirkung des Lichts auf Pflan zen zu untersuchen. Zwanzig Jahre später protokollierte er die Experimente mit Pflanzenextrakten in seinem Notizbuch. Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden erst als nachgelassene Schriften 1906 veröffentlicht.

Notes: No Asbstract.

Notes: Eukaryotische Zellen sind hochorganisierte Strukturen, deren, Ordnung wesentlich von einem intakten Cytoskelett mitbestimmt wird. Mirotubuli, Aktin und Intermediärfilamente bilden komplexe Netzwerke in der Zelle, deren Organisation sehr dynamisch ist und sich kontinuierlich durch abbau vorhandener und Aufbau neurer Filamenta ändert. neben Strukturaufgabe erfüllen die Netzwerke wichtige Funktionen bei der intrazellulären Verteilung von Zellkomponenten beziehungsweise bei der Aufnahem oder Abgabe von Substanzen (Endo- und Exocytose). Prokaryoten hingegen besitzen kein vergleichbares Netzwerk, ihre Struktur wird weitgehend durch die als Exoskelett fungierends Zellwand gewährleistet, und Stoffaufnahme oder Sekretion erfolgen nicht organellvermitelt. Andere dynamische vorgänge wie die Chromosomenverteilung und die Zellteilung waren bisher nur sehr schlecht verstanden. Molekularbiologische Untersuchungen dieser beiden Vorgänge haben nun erste Hinweise ergeben, daß die prokaryotische Zelle wesentlich komplexer aufgebaut, ist, als bisher vermutet wurde und wahrscheinlich auch ein Cytoskelett besitzt.

Notes: In den letzten Jahren wurden immer mehr RNA-Editingprozesse entdeckt, welche die Abfolge der Nukleotidbausteine einer RNA nach der Abschrift aus dem zugehörigen Gen variieren. Mit der modifizierten Sequenz der Nukleotide ändert sich natürlich auch der Informationsgehalt der RNA - eine Proteinsequenz ist damit in diesen Fällen nicht mehr vollständig aus der DNA-Sequenz vorhersagbar. Teilweise verändert sich ein RNA-Molekül durch Editing so sehr, daß der Zusammenhang zwischen RNA und dem entsprechenden Gen in der DNA überhaupt nicht mehr zu erkennen ist.Inzwischen sind bei vielen verschiedenen Eukaryoten viele Spielarten des RNA-Editing bekannt. RNA-Editing kann einzelne oder mehrere Nukleotide einfügen und andere entfernen. Manche reife “richtige” mRNA ist in Trypanosomen nach dem RNA-Editing mehr als doppelt so lang wie die ursprüngliche Kopie des Gens. In anderen Fällen, insbesondere bei den höheren Eukaryoten von Moos bis Maus, verändern Desaminierungsreaktionen einzelne Basen in ihrer Identität. An spezifischen Orten einer RNA entsteht dabei aus einem Cytidin ein Uridin oder aus einem Adenosin- ein Inosinnukleotid. Sind diese Veränderungen in den mRNA-Editing in den mitochondrialen mRNAs der Pflanzen zur Regel. Hier ist praktisch jede mRNA vom RNA-Editing betroffen, das die vererbte Information an bis zu 1000 Positionen in den mRNAs korrigiert.

Notes: Die Verbrennung von großteils fossilen Kohlenstoffverbindungen hat seit Beginn der industriellen Revolution einen Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre von nahezu 30% bewirkt. Aus im Polareis eingeschlossenen Luftblasen ist bekannt, daß sich die Konzentration von 190 ppm (parts per million) zum Höhepunkt der letzten Eiszeit auf etwa 290 ppm um 1800 und heute durchschnittlich 364 ppm erhöht hat ‘;42’. Seit einigen Jahrzehnten ist die Zunahme der CO2-Konzentration in der Atomosphäre durch kontinuierliche Messungen belegt. Aufgrund der Eisbohrkerne wissen wir auch, daß der CO2-Pegel im Laufe der letzten 45000 Jahre immer zwischen 1990 und 290 ppm pendelte und nie aus dieser 100 ppm Bandlbreite ausbrach (Abbildung 1).

Notes: Bioindikatoren sind lebende Anzeiger für Umweltfaktoren. Flechten, die vordergründig unscheinbaren Doppelwesen aus Pilz und Alge, können auskunft über das Ausmaß der Luftbelastung einer Region geben. SIe werden in der Umweltüberwachung neben anderen Bioindikatoren unter Verwendung teilweise hoch standardisierter Verfahren eingesetzt. Mit entsprechender Anleitung können jedoch auch Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 10 bis 13 oder erwachsene Laien Flechtenkartierungen durchführen und so Information über den Zustand der Luftqualität ihrer Region erhalten. Die gewonnenen Daten bieten eine gute Grundlage für weiterführend Auswertungen und Arbeiten im Bereich Stadt- oder Landschaftsökologie (Abbildung 1).

Notes: Das Photosystem II (PSII) ist der größte Pigment-Protein-Komplex in der Thylakoidmembran höherer Pflanzen, in eukaryotischen Algen und in prokaryotischen Cyanobakterien. Seine Funktion besteht in der Übertragung von Elektronen von Wasser auf Plastochinone, wobei Sauerstoff freigesetzt wird. Die Energie für diese Reaktion wird vom Sonnenlicht geliefert, welches über eine große Anzahl von Pigmenten (Chlorophylle, Carotinoide, Physcobiline) absorbiert wird. Nach deren Anregungen wird die Energie auf ein besonderes Chlorophyll, das P680 im Reaktionszentrum, weitergeleitet. Danach werden eine Reihe von Redoxreaktionen ausgelöst, die letztendlich zur Synthese von ATP und NADPH an der Photosynthesemembran führen. Die Sauerstoff-freisetzende (oxygene) Photosynthese scheint vor mehr als 3,8 Millionen Jahren etabliert worden zu sein, und die wesentliche Organisation und die Struktur des PSII sind während der Evolution des Pflanzenreichs weitgehend erhalten geblieben.In eukaryotischen Organismen (Pflanzen und eukaryotischen Algen) befinden sich die Gene für die PSII-Protein teilweise im Plastidengenom (Plastom) und teilweise im Kerngenom (Tabelle 1). Der Grund könnte folgender gewesen sein: Die im Zellkern vorhandenen Gene codieren entweder Komponenten, die au f der prokaryotischen Ebene noch nicht vorhanden waren (beispielsweise die luminalen 23 und 16 Kilodalton (kDa) Polypeptide), oder sie wurden vom cyanobakteriellen Genom nach der Endosymbiose in den Zellkern übertragen (beispielsweise das luminale 33 kDa Protein, siehe unten). Durch die Aufteilung der genetischen Information auf die beiden Kompartimente konnte die Symbiose stabilisiert werden, da der Eindringling nun nicht mehr unabhängig vom Wirt leben konnte. Obwohl die Mechanismen, welche die Expression der im Zellkern und in der Plastide codierten Gene steuern, sehr unterschiedlich sind und die Kopienzahlen der einzelnen Gene zwischen 1 und 10000 schwanken können, ist es erstaunlich, daß eine derartig effiziente Regulation der Expression und der Zusammenlagerung (Assemblierung) des Komplexes stattfindet.In diesemk Artikel sollen Form, Funktion, Biogenese und Evolution des PSII-Komplexesd von prokaryotischen blaugrünen Algen, Grünalgen und höheren Pflanzen verglichen werden. Weiterer Schwerpunkt ist die Lokalisation und Expression von Genen, die für Strukturkomponenten vom PSII codieren. Schließlich wird noch auf solche Komponenten eingegangen, die regulatorische Funktionen beui der Assemblierung dieses Multiproteinkomplexes besitzen.

Notes: Als Fertilitätsrate bezeichnet man die Zahl der Geburten pro Frau in ihrer Lebensspanne. Wenn Zu- Oder Abwanderung in einer Population gering sind, läßt eine Fertilitätsrate von 2,0 eine konstante Bevölkerungszahl erwarten. Bei der Entwicklung der Erdbevölkerung beobachtet man in den industrialisierten Ländern derzeit keinen Anstieg. Die Fertilitätsrate liegt in den USA bei 2,1 und in Europa durchschnittlich bei 1,4. Mit 1,2 und 1,15 haben Italien und Spanien dabei die weltweit niedrigsten Fertilitätsraten. Somit ist örtlich sogar ein Bevölkerungsrücksgang zu erwarten. Auch in ostasiatischen Ländern wie China und Korea hat sich der Bevölkerungszuwachs verlangsamt. In Südasien und in afrikanischen Ländern wie China und Korea hat sich der Bevölkerungszuwachs verlangsamt. In Südlich der Sahara finden wir jedoch nach wie vor relativ hohe Gebeurtenraten. Im westafrikanischen Nigeria liegt die Fertilitätsrate bei 6,3. Für Indien und Pakistan werden Werte von 3,5 und 5,6 angegeben. Es gibt also noch viele Regionen mit einer hohen Fertilitätsrate. Manche Wissenschaftler gehen sogar davon aus, daß sich die Zahl entsprechender Staaten eher noch erhöhen wird ‘7’. Deshalb weichen auch die Schätzungen voneinander ab, bei welcher Bevölkerungszahl Wachstumsstillstand eintreten wird. Viele Demographen gehen davon aus, daß sich die Erdbevölkerung bis zum Jahr 2050 bei 10 Milliarden stabilisieren wird ‘9’. Andere schätzen, daß danach ein weiterer Ansteig auf etwa 12 Milliarden menschen zu erwarten ist ‘7’. Der Rückgang der Geburtenzahlen in den industrialisierten Ländern wurde mit kontrazeptiven Maßnahmen erzielt, die uns schon lange zur Verfügung stehen und die gut eingeführt sind. Auf den ersten Blick Sch eint es somit aus bevölkerungspolitischer Sicht auf dem Gebiet der Kontrazeption keinen zwingenden Bedarf für Neuentwicklungen zu geben. Dennoch sind Forschungsaktivitäten im Gang, die auf eine pharmakologische Kontrazeption beim Mann gerichtet sind. Im vorliegenden Artikel werden neben den traditionellen Möglichkeiten, die dem Mann zur Kontrazeption offenstehen, der wissenschaftliche Hintergrund und der Entwicklungsstand einer “Pille für den Mann” vorgestellt.

Notes: Generell ist der Markt für gentechnisch veränderte Pflanzen und daraus hergestellte Produkte in den letzten Jahren gewachsen. In Deutschland zeigen sich indessen eher verhaltene Auswirkungen dieser Entwicklung ‘3’. Die wirtschaftliche Entfaltung der Gentechnik und Biotechnologie ist in Deutschland noch gering. Als ein Maß für den Entwicklungsstand der Gentechnik in der Pflanzenzüchtung ‘2’ und damit unter anderem auch deren Auswirkung auf die Futter- und Lebensmittelproduktion kann die Anzahl von Freisetzungsvorhaben mit gentechnisch veränderten Organismen (GVO) gelten. Von den rund 1300 Freisetzungsvorhaben im Bereich der EU entfallen 90 auf Deutschland. Im Vergleich zu den anderen EU-Mitgliedsstaaten rangiert Deutschland damit auf dem siebenten Platz.

Notes: Primäre Aufgabe der Pflanzenzüchtung ist es, Sorten zu schaffen, die unter den jeweils gegebenen hohe und stabile Erträge mit der jeweils geforderten Qualität des Ernteproduktes liefern. In methodischer Hinsicht ist Pflanzenzüchtung die konsequente Anwendung genetischer Grundlagen, wie der Mendel'schen Vererbungsregeln und der Gesetzmäbigkeiten der quantitativen Genetik. Während die Methoden der klassischen Pflanzenzüchtung in Abhängigkeit von den botanischen Gegebenheiten der zu bearbeitenden Kulturpflanzen im wesentlichen auf der Anwendung qualitative und quantitativgenetischer Gesetzmägkeiten beruhe, haben in den vergangenen Jahren insbesondere Zell und molekularbiologische Methoden - zusammenfassend als “Biotechnologie” bezeichnet - verstärkt Eingang in die praktische Pflanzenzüchtung gefunden. Ihre Nutzung eröffnet neue Wege.

Notes: Umfragen zur Nutzung gentechnischer Verfahren in der Lebensmittelproduktion, an verschiedenen Orten von unterschiedlichen Organisatioonen durchgeführt, haben stets ein ähnliches Ergebnis: etwa 60-70 % der Verbraucher lehnen den Einsatz der Gentechnik bei der Lebensmittelproduktion ab. Nach den Gründen befragt, geben sie an, daß sie die Gentechnik in bezug auf Gesundheit und ökologische Folgen für gefährlich halten. Weiterhin führen 50-60 % der Befragten aus, daß sie die bestehenden Gesetze zur Kontrolle der “Grünen Gentechnik” für nicht ausreichend halten. Würde man Kenntnisse und Urteil gemeinsam abfragen, so ergäbe sich vermutlich, daß die meisten Regeln und Gesetze in den Bereichen Pflanzenzüchtung, Feldanbau und Produktvermarktung unseren Mitbürgern - selbst Biologen - unbekannt sind. Deshalb soll nachfolgend der Versuch unternommen werden, das gesetzliche Regelwerk darzustellen, welches bei der Züchtung von Saatgut, von der Forschung bis zu Vermarktung und Anbau, zu beachten ist. Dabei soll besonders das Nebeneinander beziehungsweise das Ineinandergreifen der verschiedenen Regelungsbereiche erläutert werden (siehe auch Abbildung 1). Eine Geneüberstellung der europäischen und der US-amerikanischen Rechtssituation hinsichtlich der Zulassung gentechnisch veränderter Pflanzensorten soll den Hintergrund für den Forderungskatalog an den europäischen Gesetzgeber abgeben.

Notes: Die “bovine spongiforme encephalopathy” (BSE) wurde 1986 in britischem Rindvieh diagnostiziert ‘36’. vorliegende Ergebnisse zeigen, daß die Krankheit durch Zustaz von kontaminiertem Tier-und/oder Knochenmehl entstand, das einen Scrapieähnlichen Erreger (siehe unten) enthielt, der von Schafen oder Rindern stammte ‘37’. Der orale Weg der Infektion konnte durch Verfütterung von hirnhomogenaten BSE erkrankter Rinder an Ziegen experimentell belegt werden ‘2’.Es wurde schon Anfang des jahrhunderts empfohlen, Proteinzustz Futtermitteln beizumischen. Die Verfütterung an Wieder käuer wurde in verschidenen Ländern praktiziert ‘8’. Sie stellt keine Besonderheit der britischen Agrarindustrie dar.In diesem Artikel soll ausgeführt werden, was Tiermehl ist, wie es produzxiert und wie es in der amtlichen Futtermittelkontrolle nachgewiesen wird. Es wirde die Kontamination von Futtermitteln für Wiederkäuer mit Spuren von Bestandteilen tierischer Herkunft im Produktionsprozeß dargestellt und das Problem des Nachweises solcher Sputren in Futter diskutiert. Abschließend wird auf die Zukunft des Produktes “Tiermehyl” im Zusammenhang mit Alternativen zur bestehenden Entsorgung toter tierischer Körper und von Schlacht abfällen eingegangen.

Notes: Zu den faszinierendsten “Waffen” im Tierreich gehören die Gifte. Auch viele Insekten setzen Gifte ein, zum Beispiel als Wehrgifte, wie sie von den staatenbildenden sozialen Hymenopteren, den Bienen, Hornissen und Faltenwespen bekannt sind. Die Wirkung dieser Gifte ist aufgrund ihrer medizinischen Bedeutung bereits intensiv untersucht. Über die Art und Weise der Giftinjektion sowie die Wirkungsweise der Gifte solitär lebender Wespenarten, etwa von Weg- und Grabwespen, ist vergleichs weise wenig bekannt. Eine Besonderheit der solitären Wespenarten ist, daß ausschließlich ihre Weibchen Insekten oder Spinnen jagen, um ihre künftige Brut zu versorgen. Spezielle jagdstrategien verringern dabei die Gefahr, daß potentielle Beutetiere die jagenden Wespenweibchen früch zeitig entdecken. Ist ein Beutetier optisch und/oder chemisch identifiziert. wird es je nach Wespenart durch einen oder mehrere Stiche paralysiert (gelähmt). Anfängliches Abwehrverhalten, selbst größerer Beutetiere, wird auf diese Weise unterbunden, und die Opfer können an einen sicheren Ort, ein Nest oder eine umfangreiche Nestanlage mit günstigem Mikroklima, gebracht werden, wo anschließend ein Ei abgelegt wird. Die sich auf ihrem Wirt entwickelnde Larve ist so vor dem Zugriff durch Feinde geschützt.Die an der Beute als Folge eines Stiches zu beobachtenden Giftwirkungen reichen von der vollständigen Paralyse, also dem totalen, in einigen Fällen auch irreversiblen Verlust der Fähigkeit, such zu bewegen, über vielfähigkeit, sich zu bewegen, über vielfältige, durch sas Gift bewirkte auffällige Verhaltensänderungen. Im Hinblick auf das Nervensystem lassen sich peri pher und zentral wirkende Gifte unter sscheiden, wobei der Wirkort durch das Stechverhalten der Wespe vorgegeben sein kann.

Notes: Der Nachhaltigkeitsgedanke bei der Nutzung der Natur ist, zumindest als Begriff, jedermann bewußt. Daß es selbstverständlich auch nicht-nachhaltige Umweltnutzungen gibt, wird uns klar, wenn wir an die überdüngten, blaualgen verseuchten Gewässer insbesondere in den neuen Bundesländern denken, uns die Hochwässer in den süddeutschen Flüssen dieses Frühjahrs vor Augen führen, durch die Braunkohletagebau-Regionen Mitteleuropas fahren oder uns die Wasser- oder Winderosionsprobleme in deutschen Landschaften vergegenwärtigen. Dies sind nur einige, willkürlich zusammengestellte Beispiele. Das Institut für Gewässerökologie (IGB) versucht, den Gedanken der nachhaltigen Bewirtschaftung von Binnengewässern zu präzisieren und in aktuelle Forschungsarbeiten umzusetzen.

Notes: Die heutigen Wälder, die man in Europa vorfindet, waren nicht immer dort. VOr 22000 Jahren - im Hochglazial - gab es nur im Mittelmeergebiet die klimatischen Voraussetzungen für das Wachstum von Bäumen. Allerdings waren dies meist keine dichten Wälder, sondern Steppen mit einzelnen Baumgruppen. Das bedeutet jedoch, daß die heute in Europa wachasenden Bäume während der letzten 12000 Jahre - also seit dem Ende der letzten Eiszeit - nach Mittel- und Nordeuropa eingewandert sein müssen. Am Beispiel der Waldbäume Eiche (Quercus), Hainbuche (Carpinus), Fichtet (Picea) und Tanne (Abies) soll diese Einwanderung aufgezeigt werden.

Notes: Quecksilber und seine Verbindungen haben trotz ihrer Giftigkeit vielfältige medizinische und industrielle Anwendungen. Die Nutzung des Quecksilbers durch den Menschen hat jedoch erhebliche Umweltbelastungen, insbesondere quecksilberbelastete Abwässer und Böden, zur Folge, die auch mit physikalisch-chemischen Sanierungsverfahren nicht befriedigend beseitigt werden können, da die Verfahren häufig teuer oder nicht spezifisch genug sind. Mikroorganismen haben im Laufe ihrer Evolution einen Mechanismus entwickelt, um Quecksilberverbindungen zu entgiften. Er beruht auf den Aktivitäten von zwei durch das mikrobielle mer-Operon codierten Enzymen, Quecksilberreduktase und Quecksilberlyase, die in der Lage sind, Organoquecksilberverbindungen und ionuisches Quecksilber in metallisches Quecksilber zu überführen. Die mikrobielle Quecksilberreisistenz kann eingesetzt werden, um quecksilberhaltige Abwasserströme mittels eines einfachen, umweltfreundlichen Verfahrens zu reinigen.Innenansicht einer Chlor-Alkali-Elektrolyseanlage zur Gewinnung von Chlor und Natronlauge nach dem Amalgamverfahren. Bei diesem Prozeß wird auch heute noch in großem Umfang Quecksilber eingesetzt. In den Elektrolysezellen dieser Halle befinden sich insgesamt etwa 50 Tonnen Quecksilber.

Notes: Die fossile Überlieferung aus den letzten präkambrischen Jahrmillionen deutet darauf hin, daß gelatinös organisierte Formenj, also quallenähnlich gebaute Organismen, die das marine Pelagial (den freien Wasserkörper des Meeres) besiedelten ‘3’. Was sie dort vorfanden war jedoch wenig labensfreundlich. Zwar wimmelte das Meer von bakterien und Protozoen, aber im wesentlichen waren die riesigen Wasserräume leer und unbesiedelt. Crustaceen und andere Organisationsformen waren - wenn die Befunde stimmen - noch in der Entwicklungsphase beziehungsweise noch nicht zu der pelagischen Lebensweise übergegangen. Wie überlebten die quallenförmigen Organismen in dieser Umwelt, und warum leben sie noch heute in allen Bereichen des Meeres, von der Flach- bis in die Tiefsee, von den Polen bis zu den Tropen? Der pelagische Lebensraum beinhaltet Tausende von Arten, die viel “höher” organisierten Gruppen angehören, die schneller und kräftiger sind. Wieso wurden die gelatinösen Plankter nicht in irgendeine skurrile Nische gedrängt oder über die Konkurrenz völlig ausgeschaltet? Mögliche Antworten auf diese Fragen finden wir in der Gegenwart.

Notes: Nach dem Grundsatz “Vermeiden geht vor Wiederverwertung oder Recycling und letzteres vor Ablagerung auf einer Deponie”, schreibt das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz 3 zwingend die Wiederverwertung von Wertstoffen vor. Schlacke aus Müllheizkraftwerken (MHKWs) wird vom Gesetzgeber als ein Wertstoff klassifiziert und unterliegt damit dem Wiederverwertungszwang. Verwendung findet die MHKW-Schlacke im Straßenbau als Ersatz für Sand und als Versatzmaterial in au fgelassenen Bergwerken. Während der letztere Verwendungszweck relativ unumstritten, wenn auch sehr teuer ist, stößt der erstere auf herbe Kritik seitens ökologisch orientierter Gruppen, insbesondere wegen des hohen Schwermetallgehalts der MHKW-Schlacke. Dieses geschieht unbeschadet der Tatsache, daß der Einsatz von Schlacke als Baumaterial starken Einschränkungen unterliegt, die insbesondere einen Kontakt der Schlacke mit Grundwasser und Niederschlägen und damit eine Elution ausschließen ‘6’. In Zukunft dürfte die Schlackeproblematik noch mehr als bisher Gegenstand umweltpolitischer Disku ssion sein, da ab dem Jahre 2005 alle herkömmlichen Hausmülldeponien für unverbrannten Restmüll de facto geschlossen werden. Dieses wird zwangsweise zu einer vermehrten Verbrennung von Restmüll und somit zu einer verstärkten Schlackeproduktion führen. Damit erhebt sich erneut die Frage nach der Wiederverwendung von Schlacke und damit nach ihrer Umweltverträglichkeit. Als sowohl ökonomisch als auch ökologisch vertretbare Alternativen stehen bislang nur neue kostengünstige Formen der Deponierung im Raum. Der folgende Artikel befaßt sich mit dem Pro und Contra der Wiederverwendung von MHKW-Schlacke aus Sicht der Pflanzenphysiologie und gibt eine Übersicht über die Streßfaktoren, denen Pflanzen bei der Kultur auf Schlacke ausgesetzt sind.

Notes: Für einen landwirtschaftlichen Anbau in Deutschland ist die Entwicklung von traansgenen Sorten beim Winterraps zur Zeit am weitesten gediehen, weshalb das Thema Gentechnik für diese Pflanzenart besondere Aktualität besitzt. Überdies erfolgt die züchterische Sortenentwicklung bei jeder Kulturpflanze prinzipiell in denselben Schritten. Es erscheint hilfreich, sich diese an einem erfolgreichen Beisiel zu vergegenwärtigen, will man die neuen Methoden der Biotechnologie mit den bisher in der Pflanzenzüchtung gebräuchlichen vergleichen und sachgerecht bewerten.

Notes: Gentechnikspezifische rechtliche Vorgaben sind beim Herstellen von gentechnisch veränderten Pflanzen (GVP), Arbeiten mit GVP und dem Vermarkten von GVP einzuhalten. Diese reichen von der Anmeldung oder Genehmigung der gentechnischen Arbeit in einer gentechnischen Anlage, der Dokumentation der Arbeiten, bis zu den erforderlichen Genehmigungen von Freisetzungen oder des Inverkehrbringens der GVP.Die Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben erfordert ebenso wie die praktische Überwachung geeignete Nachweisverfahren. Nach einer kurzen Darstellung der gesetzlichen Etikettierungsvorschriften für gentechnisch veränderte Organismen sollen diese Verfahren hier vorgestellt werden.

Notes: Vielfalt in allen Erscheinungsformen kennzeichnet schon die unbelebte und in noch stärkerem Maße die belebte Natur. Dagegen drängt die Nutzung von Naturkräften durch den Menschen, insbesondere in ihren weiter entwickelten und technisierten Formen stets auf Vereinfachung. So werden landwirtschaftliche Kulturpflanzen bei ein- bis mehrjähriger Nutzung im Regelfall in Reinkultur angebaut, ganz im Gegensatz zur standorttypischen Artenvielfalt eines natürlichen Pflanzenbestandes. Lediglich die verbliebene Unkrautflora erinnert dann and die ursprüngliche Artenvielfalt einer Pflanzengesellschaft. Es kommt hinzu, daß sich landwirtschaftlicher Pflanzenbau auf nur wenige anbauwürdige Kulturpflanzenarten konzentriert. Weltweit nimmt das Ackerland etwa 10 % der Landoberfläche der Erde ein, die mit nur etwa 30 Kulturpflanzenarten von überregionaler Bedeutung bestellt werden. Allein 37,4% davon sind dem Anbau von nur dreif für die Ernährung der Menschheit besonders bedeutsamen Arten (Weizen, Resi und Mais) gewidmet. In Deutschland werden gegenwärtig sogar 33% der Landoberfläche als Ackerland genutzt. Von den insgesamt etwa 14 bei uns häufiger anzutreffenden Kulturpflanzenarten besetzen die drei dominierenden Arten (Winterweizen, Mais und Wintergerste) dabei 48% der Anbaufläche. Landwirtschaftlicher Pflanzenbau wird also generell artenarm betrieben.Die zweite Ebene bilogischer Vielfalt im landwirtschaftlichen Pflanzenbau stützt sich auf die mehr oder weniger regelmäßige Folge verschiedener in Reinkultur angebauter Kulturpflanzenarten. Bozogen auf die Gesamtfläche eines Betriebes order die Feldflur einer Gemeinde ergibt sich dann noch immer ein abwechslungsreiches Gesamtbild verschiedener Aussaat-, Blühund Erntezeiten. Für artenreiche Fruchtfolgen lassen sich darüber hinaus viele, für die Bodenbewirtschaftung vorteilhafte Argumente anführen. Die hohe Schlagkraft der vollmechanisierten Betriebe und die beliebige Verfügbarkeit von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln in Verbindung mit artunterschiedlichen Ertrags- und Preisrelationen haben jedoch auf intensive bewirtschafteten Betrieben in günstigen Lagen zu einer oft drastischen Reduktion der Pflanzenproduktion (auf den Anbau von nur noch drei, manchmal sogar nur zwei Arten) geführt, von denen der jeweils höchste Beitrag zur Deckung der Betriebskosten erwartet werden kann.Inzwischen hat sich jedoch die Erkenntnis durchgesetzt, daß die Aufrechterhaltung “biologischer Diversität” ein wesentliches Element zur Sicherung der “Nachhaltigkeit” der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion darstellt. Dies hat in der Konferenz von Rio (1992) im Rahmen der Agenda 21 zum Abschluß einer “Konvention über Biologische Vielfatl” geführt, der auch die Bundesrepublik Deutschland beigetreten ist.Mit dem Begriff biologische Vielfalt werden in dieser Konvention nicht nur Naturschutzverpflichtungen zur Sicherung des Erhalts bedrohter Tier- und Pflanzenarten übernommen, sondern es geht zu einem wesentlichen Teil auch um die 3. Ebene der biologischen Vielfalt in Form der genetischen Vielfalt innerhalb der für die Welternährung grundlegend bedeutsamen Kulturpflanzenarten. In diesem Zusammenhang soll hier gefragt werden, ob mit der Einführung transgener Nutzpflanzen neben ihrem wirtschaftlichem Nutzen auch Risiken für die biologische Vielfatl verbuden sind.

Notes: Es ist schon erstaunlich: Man setzt sich eine einfache Brille auf, die als “Gläser” zwei farblose Folien enthält, und schon spielt die räumliche Sehwelt verrückt. Farbige Felder in bunt gemusterten Flächen springen in der Wahrenhmung auf uns zu, und andere weichen zurück. Betrachtet man eine Person vor dunklem Hintergrund, die einen roten Pullover and eine blause Hose anhat, so sieht man die obere Hälfte viel näher als die untere. Und noch verrückter: Ähnlich wei bei Michael Endes “Scheinriese” Tur-Tur ‘1’ nimmt der Tiefeneindruck zu, je weiter man sich von dem betrachteten Objekt entfernt. Wie kommt dieser Effekt zustande?Das Grundprinzip der ChromaDepth-Brille (C3DTM glasses), die von der Firma Chromatek in Georgia/USA hergestellt wird, ist die Farbdispersion: Rotes Licht wird durch das Gitter der brillenfolie stärker seitlich abgelenkt (gebeugt) als blaues Licht (Abbildung 1). Das dies für beide Augen gegensinnig erfolgt, ergeben sich Bildunterschiede zwischen rechtem und linkem Auge; Disparitäten, die das Sehsytem im Gehirn wie gewohnt als Raumtiefe deutet(Farbtiefeneffekt, Abbildung 2) Deshalb seiht man mit der ChromaDepth-Brille bunt gemusterte Flächen räumlich, genauer formuliert: Setzt man die Brille auf, so springen die Bilder, die wir mit unseren beiden Augen sehen, etwas aufeinander zurote Bildteile mehr, blaue weniger, Die Folge ist: Vor dunklem hintergrund erscheinen rote Flachen näher als blaue. Vor hellem Hintergrund ist es genau umge Kehrt: Rot erscheint hinter Blau. Das Ausmaß der wahrogenommenen Tiefe ist beträchtlich. So scheint der rote Fleck eines Laser-Pointers, auf eine vier Meter entfernte weiße Wand fällt, 110 Zentimeter vor dieser Wand in der Luft zu schweben. Im einzelnen kan der Sachverhalt sehr kompliziert sein. Auch wenn wir meinen, eine bestimmte Farbe zu sehen, handelt es sich in Wirklichkeit meist um ein kompliziertes Gemisch verschiedener Wellenlängen, die alle mit der ChromaDepth-Brille auseinan-dersortiert werden und ganz unerwartete Tiefenstaffelungen erzeugen können.

Notes: Scheinbar hat es Vortelie, Zwitter zu sein. Die Erstbesiedlung neuer oder gestörter lebensräume wird durch die Möglichkeit zur Selbstbefruchtung vereinfaht oder bei Abwesenheit von Sexualpartnern sogar erst möglich. Aus einem einzigen Samen einer selbstbestäubenden Pflanze kann sich bei gleichzetig hoher Reproduktionsrate, schnell eine große Population aufbauen. Viele kleine Brassicaceen (Kreuzblülter), wie etwa die Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, sind dafür gute Beispiele. Doch uneingeschränkte Selbstbefruchtung hat offensichtliche Nachtelie. Ungünstige Mutationen häufen sich im Genom an, und die durch Durchmischung des Erbgutes bewirkten heterosiseffekte entfalten sich nicht. Daher finden sich in etwa der Hälfte aller pflanzenfamilien Arten, bei denen Selbstbefruchtung (Autogamie) ausgeschlossen ist ‘5’. Verbreitete Mechanismen, die eine Allogamie (Frembdefruchtung) begünstigen, sind unterschiedliche Reifezeitpunkte und -orte der weiblichen und mänlichen gameten auf einer Pflanze oder die Diözie (Zweihäusigkeit), bei der weibliche und männliche Gameten auf unterschiedlichen Individuen gebildet werden. Weiterhin gibt es eine Vielzahl morphologischer Barrieren, die das zufällige Bestäuben mit dem eigenen Pollen behindern und Pflanzen häufig an Tiere als Pollenüberträger von Blüte zu Blüte binden. “Echte” selbstinkompatible pflanzen können den eigenen Pollen oder den der “näheren Verwandtschaft” erkennen und abn der Befruchtung hindern, sie sind aber nicht etwa steril, wie der früher gebrächliche Begriff Selbststerilität nahelegte, da sie fertile Gameten bilden. Erkannt wurde das Phänomen schon 1764 von Köreuter für die Königskerze Verbascum phoenichicum, doch die erste eingehende Analyse und Zusammen fassung dieser Daten und eigener Befunde erfolgte später (1867) durch Charles Darwin. Er erkannte als erster, daß die beobachtete Unfruchtbarkeit durchaus als “Begabung” angesehen werden kann.Viele landwirtschaftlich genutzte Arten sind heute selbstkompatibel, weil im Laufe ihrer Kulturgeschichte die Selbstinkompatibilitäts- Mechanismen verlorengegangen sind oder bewuß darauf verzichtet wurde. Dies hat gute Gründe: Einer davon ist vor allem eine Ertragssteigerung durch die ungehinderte (Selbst-) Befruchtung. Allerdings ist mit solchen Pflanzen die Produktion von Hybridsaatgut zur, “Handarbeit” des Züchters geworden. Im Zeitalter teurer menschilcher Arbeitskraft hat daher jede Art von Pollensterilität nicht zu unter schätzende wirtschaftliche Bedeutung gewonnen. Die (Rück-) Übertragung eines funktionierenden Selbstinkomatibilitätssystems auf kulturpflanzen erscheint hier als ein Lösungsweg, insbesondere da solche Pflanzen weiterhin fertilen Pollen produzieren könnten, also nicht steril wären. Allerdings ist man heutzutage noch zu weit von einem umfassenden Verständnis der natürlichen Selbstinkompatibilitäts Systeme entfernt, um deren übertragung auf selbstkompatible Methoden, erreichen zu Können.

Notes: Nur bei wenigen Wachstumsprozessen wird eine so groß Genauigkeit gefordert und erreicht wie bei der Abstimmung der Augenlänge auf die Brennweite von Linse und Hornhaut. Wenn das Auge um nur ein Prozent zu lang ist, besteht bereist eine Kurzsichtigkeit (Myopie) von fast einer Dioptrie (dpt). Dabei fällt die Sehschärfe in der Ferne auf etwa ein Drittel. ab. Ist das Auge daggen zu kurz (Weitsichtigkeit-Hyperopie), so kann man zwar in der Ferne meist noch gut sehen, aber die Arbeit in der Nähe wird schwierig, weil mehr Akkommodation aufgebracht werden muß. Die hat nichts mit der “Alterweitsichtigkeit” (Presbyopie) zu tun, wo zwar der Bau des Auges normal ist, aber der altersbedingte Verlust der Akkommodation scharfes Sehen in der Nähe unmöglich macht.Beim Menschen, einigen Afen und Vögeln erreicht die Abbildungsgüte im Bereich der Stelle des schärfsten Sehens (Fovea) die Grenze der physikalischen Möglichkeiten. Nicht optische Schwächen oder Ungenauigkeiten im Bau des Auges, sondern die Lichtbeugung an der Pupille, die zwangsläufig aus den Welleneigenschaften des Lichtes folgt, begrenzen weitere Auflösung. Es ist schwer vorstellbar, wie diese Genaukeit erreicht werden kann, wenn nicht eine Steuerung des Wachstums durch einen rückgekoppeltn Regelkreis erfolgt, der sein Fehlersignal aus dem Netzhautbild entnimmt. Bis vor wenigen Jahren herrschte dennoch die Meinnung vor, daß das Augenlängenwachstum weitgehend genetisch bestimmt ist. Inszwischen ist aber durch Experimente mit brillentragenden Hühnern und Affen gezigt worden, daß “normale” Seherfahrung tatsächlich Voraussetzung für genaues Wachtsum ist. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind noch nicht vollständig aufgeklärt, ber bisherige Ergebnisse lassen Schlüsse über mögliche Ursachen von Kurzsichtigkeit zu.