Autor: Denis

Getüpfelte Zellen

Tüpfel sind Aussparungen in den Zellwänden pflanzlicher Vielzeller. Sie erlauben Verbindungen zwischen einzelnen Zellen, die verschiedene Aufgaben haben können, wie zum Beispiel den Wassertransport bei Tracheiden, Nährstoffaustausch oder Kommunikation zwischen Zellen.

An einem Tüpfel findet man keine Sekundärwand. Die Schließhaut eines Tüpfels besteht aus Mittellamelle und der von beiden Seiten aufliegenden Primärwand. Die Schließhaut ist im Bereich der Tüpfel durch Plasmodesmen durchsetzt.

Bei Pinaceae besteht ein Tüpfel sogar nur noch aus cellulosen Mikrofibrillen. Das nicht-celluläre Material der Mittellamelle und der Primärwand wurde aufgelöst.

Man unterscheidet zwischen einfachen Tüpfeln und Hoftüpfeln:

Einfache Tüpfel haben auf beiden Seiten eine Öffnung (Porus) mit einem verbindenden Kanal (Tüpfelkanal). In der Mitte des Kanals befindet sich die Schließhaut (Tüpfelmembran).

Hoftüpfel folgen dem gleichen Aufbau wie einfache Tüpfel, haben aber eine Vergrößerung des Innenraumes im Bereich der Schließhaut, der nur am Porus wieder verengt ist. Bei den Nadelhölzern aus der Familie der Pinaceae ist die Mitte der Schließhaut verdickt (Torus) und damit für Flüssigkeiten undurchlässig. Der Austausch zwischen den Zellen findet damit nur an den äußeren, nicht verdickten Teilen der Schließhaut (Margo) statt. Der Torus ist mit seiner Größe in der Lage den Porus zu verschließen. Da die Schließhaut dehnbar ist, kann bei einem entstehenden Druckgefälle zwischen den verbundenen Zellen die Schließhaut gegen den Porus gesaugt werden und damit den Tüpfel verschließen.

Generell hat jede der beiden verbundenen Zellen seinen eigenen Tüpfel, die sich dann zu einem Tüpfelpaar ergänzen. Damit entstehen Tüpfelkombinationen wie beispielsweise einseitig behöfte Tüpfel.


Foto: © Kristian Peters/wikipedia.de

Die Augen der Katzen

Die großen Augen von Katzen sind frontal ausgerichtet, wodurch räumliches Sehen und exaktes Einschätzen von Entfernungen möglich sind. Die Katze nimmt besonders gut rasche Bewegungen wahr und sieht bei Dunkelheit um etwa 50% besser als der Mensch. Dies wird durch die hohe Dichte an Stäbchen auf der Netzhaut möglich. Das Stäbchen-/Zapfenverhältnis der Netzhautrezeptoren liegt bei etwa 63:1 (beim Menschen 20:1), variiert jedoch sehr stark zwischen Zentrum der Netzhaut (10:1) und Peripherie (200:1). Ein weiterer Grund ist das Tapetum lucidum, eine direkt hinter der Netzhaut liegende Zellschicht, die das durch Stäbchen und Zapfen nicht absorbierte Licht nochmals auf die Sehzellen reflektiert. Diese Schicht ist auch der Grund, warum Katzenaugen, im Dunkeln zu leuchten scheinen, wenn man sie anleuchtet. Katzen sehen daher auch bei Dämmerung und in der Nacht noch sehr gut. Da die Katze ihre Augen nur wenig nach links oder rechts bewegen kann, muss sie, um in eine andere Richtung sehen zu können, ihren Kopf bewegen. Durch die nach vorne gerichteten Augen ergibt sich eine starke Überschneidung der Sehachsen, was ein gutes räumliches Sehvermögen bedeutet. Der Sichtwinkel der Katze beträgt 200-220°. Die schlitzförmigen Pupillen werden bei zunehmender Dunkelheit kreisrund.

Das Auge der Katze hat wie das des Hundes 2 unterschiedliche Zapfentypen (Dichromat), die für Gelb bzw. Blau empfindlich sind. Dadurch wird nur ein Teil des menschlichen Farbspektrums abgedeckt: Rot ist eine Farbe, die sowohl Hund wie auch Katze nicht sehen können (siehe auch: Das Auge des Hundes), Rot wird vermutlich als gelblich gesehen; das Auge ist für den Blaubereich am empfindlichsten.

Katzen sehen kleine Details nicht genau und können Farben weniger gut unterscheiden als der Mensch, da die Anzahl farbempfindlicher Zapfen viel geringer ist. Dennoch können Katzen ihre Umgebung in Blau- und Grünschattierungen in verschiedenen Intensitäten und Kombinationen wahrnehmen.

Die bevorzugte Farbe der Katzen ist Blau. Dies wurde bei über 2.000 Versuchen des Instituts für Zoologie der Universität Mainz festgestellt. Unter verschiedenen Beleuchtungsverhältnissen hatten die Katzen die Wahl zwischen Gelb und Blau, um an ihr Futter zu kommen. 95 Prozent entschieden sich für die Farbe Blau.

Bei der Geburt haben alle Katzen blaue Augen. Ihre spätere Farbe entwickelt sich im Laufe der ersten drei Monate.


Foto: © katia./flickr.com

Eutrophierung am Kaspischen Meer

Eutrophierungserscheinungen sind im nördlichen Bereich des Kaspischen Meeres östlich der Wolgamündung zu sehen. Es handelt sich dabei um eine starke Algenblüte durch hohe Düngerzufuhr. Die Satellitenaufnahme ist aus dem Jahre 2003.

Die Eutrophierung eines Sees entsteht durch ein Überangebot an Nährstoffen. Die Landwirtschaft ist einer der Hauptverursacher der Eutrophierung vieler Gewässer.

Deshalb kann sich der See nicht mehr selbstreinigen.

Oligotrophe und eutrophe Seen befinden sich im Gleichgewicht, aber auf unterschiedlichem Niveau des Biomasse-Umsatzes:

Schwankungen der Umweltbedingungen können bis zu einer gewissen Grenze der Belastung ausgeglichen werden („Selbstreinigungskraft“ der Gewässer). Ist die Störung des Gleichgewichtes so groß, dass sie nicht mehr rückgängig gemacht werden kann, geht der See in einen anderen Zustand über, wobei die Hypertrophierung der stabilste Zustand ist, da ein umgekipptes Gewässer ohne Einfluss von außen nicht mehr in einen oligo- oder eutrophen Zustand zurückkehren kann.

Kurz nach der Frühjahrs-Vollzirkulation ist die Wachstumsrate von Algen auf Grund der steigenden Temperaturen, besseren Lichtverhältnissen und ausreichender Versorgung mit Mineralsalzen aus dem Hypolimnion sehr hoch, was im Epilimnion zur Wassereintrübung (Algenblüte) führt. Dadurch ist in den unteren Schichten des Epilimnions nicht mehr genügend Licht vorhanden, es kommt dort zum Absterben der Algen.

Eine Zunahme von Algen bedeutet zunächst eine Sauerstoff- und Nahrungsanreicherung für das Gewässer. Dadurch finden Konsumenten wie Herbivoren und Carnivoren optimale Wachstumsbedingungen vor. Das Phytoplankton (Algen) vermehrt sich explosionsartig, wodurch das Zooplankton ein erhöhtes Nahrungsangebot vorfindet. Da das Zooplankton aber auch Sauerstoff verbraucht, geht der Sauerstoffgehalt des Wassers kurzerhand stark zurück.

Das schnelle Sterben der Organismen, das zum Teil durch die Sauerstoffverknappung begünstigt wird, bewirkt ein Absinken der toten Biomasse als Detritus auf den Grund des Sees (Hypolimnion). Der Detritus wird bakteriell abgebaut, was zuerst noch auf aerobe Weise, also unter Sauerstoffverbrauch geschieht. Das führt schließlich zu einer völligen Sauerstoffarmut, sodass die Biomasse nur noch von anaeroben Destruenten abgebaut werden kann. Hierbei entstehen Ammonium, Methan und Schwefelwasserstoff, welche Zellgifte darstellen. Bei Vollzirkulation können diese Giftstoffe auch in die obere Wasserschicht gelangen. Da der anaerobe Abbau wesentlich langsamer abläuft als der aerobe, häuft sich am Boden Faulschlamm an. Die Sauerstoffarmut im Hypolimnion verursacht außerdem eine Reduktion von Fe3+ zu Fe2+. Vorher an Fe3+ gebundenes Phosphat (PO43-) wird dadurch frei und trägt als Nährstoff zusätzlich zur Eutrophierung bei.


Foto: © Jeff Schmaltz/visibleearth.nasa.gov

Warum ist die Banane krumm?

Die Antwort darauf kann man leicht erkennen, wenn man sich nicht eine einzelne Banane (Musa), sondern eine ganze Bananenstaude anschaut. Denn die Banane ist eine Beerenfrucht und wächst in ähnlichen Trauben wie der Wein. Die einzelnen Bananen, bis zu 16 Früchte, spriessen in mehreren Kränzen, die an der Staude dicht übereinander liegen. Beim Wachsen streckt sich jede einzelne Banane nach oben zum Licht. Weil sie aber seitlich aus der Staude herauswachsen, müssen sich die Bananen auf dem Weg zum Licht stark krümmen. Dass die Banane krumm ist, liegt also nicht daran, dass niemand in den Urwald zog und die Banane gerade bog, wie einem mancher Witzbold weismachen möchte.

Die Banane wird durch Vögel oder Fledermäuse fremdbestäubt. Selbstbefruchtung ist durch den unterschiedlichen Blühzeitpunkt der getrennt stehenden männlichen und weiblichen Blüten nicht möglich. In Kultur werden Bananen vegetativ über Schösslinge vermehrt, da die Pollen steril sind. Die Früchte entwickeln sich dann durch Parthenokarpie.

Es sind jedoch nicht alle Bananen krumm. Im südindischen Raum gibt es vollkommen gerade sehr kurze Bananen (höchstens 10 cm) die von ausgezeichneter Qualität sind.


Fotos: © Armin Maiwald/die-maus.de

Die Stielaugenfliegen

Die Stielaugenfliegen (Diopsidae) sind eine Familie der Zweiflügler (Diptera). Sie werden zu den Fliegen (Brachycera) gezählt. Weltweit sind ca. 160 Arten bekannt, die in den tropischen Regionen Afrikas, Südamerikas und Indien leben. Nur eine Art, Sphyracephala brevicornis, ist in der gemäßigten Zone Nordamerikas anzutreffen.

Das Hauptmerkmal der Stielaugenfliegen sind die namensgebenden Augen, die auf langen Stielen seitlich am Kopf sitzen. Dies dient zur besseren räumlichen Wahrnehmung und zur Orientierung. Die Männchen weisen längere Stiele auf als die Weibchen, im linken Bild sieht man oben ein Weibchen, unten ein Männchen.

Die großen Sehfelder der Komplexaugen der malayischen Stielaugenfliege überschneiden sich 3–4 mm vor den Augen. Eine Entfernungswahrnehmung von Objekten, die sich in den Sehfeldern beider Facettenaugen befinden, ist deshalb sehr wahrscheinlich.
Interferometrische Messungen am Cyrtodiopsis-Auge führten zu gleichen Brechungsquotienten für die Ommatidienstrukturen wie bei Calliphora erythrocephala. Die geometrischoptischen Berechnungen ergaben für den dioptrischen Apparat des Ommatidiums im Cyrtodiopsis-Auge eine objektseitige Brennweite von 29 µm. Hieraus und aus den Durchmessern der Rhabdomeren-Kappen — sie liegen in der Brennebene — resultieren die Öffnungswinkel von 2,5° für die Rhabdomere 1–6 und von 1,6° für das 7. Rhabdomer. Diese Öffnungswinkel sind kleiner als die der Ommen, die bei 8,8° liegen. Im einzelnen Ommatidium kann eine höhere Auflösung erzielt werden, da die Beugungsscheibe jeweils nur eine Kappe bedeckt.

Hinzu kommen die Vorderbeine, die als Greiforgane ausgebildet sind und von den Männchen bei der Kopulation eingesetzt werden.

Gerald Wikinson (Universität von Maryland) entdeckte, dass die männlichen Stielaugenfliegen mit kurzen Augenstielen bei der Paarung überwiegend weiblichen Nachwuchs produzieren. Wie sich kürzlich zeigte, tragen sie auf ihren X-Geschlechtschromosomen ein „selbstsüchtiges“ Gen, das durch Manipulation des Geschlechts der Nachkommen seine maximale Ausbreitung sichert. Es befindet sich neben der Erbanlage für die kurzen Augenstiele und wird daher mit mit ihr zusammen vererbt. Indem Weibchen Bewerber mit diesem Merkmal ablehnen, vermeiden sie also so das betrügerische Gen.


Foto: © alpha.qmul.ac.uk

We want You!

Um euch besseren Service zu bieten, suchen wir aktuell Mitarbeiter, die uns im Newsbereich unterstützen möchten.

Wir suchen sowohl an der Biologie interessierte, engagierte Personen als auch Biologiestudenten und Biologen. Die Bewerber sollten gut auf biologischer Basis recherchieren und Texte verfassen können.
Der Bereich (Zoologie, Botanik, Physiologie, Ökologie, Zellbiologie) ist egal, ihr könnt euch einen aussuchen.

Bei Interesse schreibt mir einfach eine E-Mail an und ich werde euch mit einem Projekt einweisen.

Ich hoffe auf viele Interessenten, um diese Seite noch lebendiger und besser zu gestalten.
Für Personen, die nicht so viel Zeit reinstecken möchten, bleibt die Möglichkeit, sich im Forum oder in den Newskommentaren aktiv in der Seite einzubringen.

Der Einfluss der Weibchen auf das Sperma

Die traditionelle Sicht vom „Spermawettkampf“ war eine von sexuell entusiatistischen Männchen und passiven Weibchen. Der Grund dafür war, dass man davon ausging, das die Selektion bei Männchen intensiver ist als bei Weibchen.

Aktuelle empirische Beobachtungen zeigten jedoch, dass vor allem bei Vögeln die Weibchen manchmal aktiv zusätzliche Kopulationspartner suchen. Das hat zu einer Aufwertung der weiblichen Rolle im Wettkampf um das Sperma geführt.

Im Kontrast zu Situationen, in denen die Weibchen direkte Vorteile durch Kopulation mit mehreren Männchen erhalten, suchen Weibchen, für die indirekte Vorzüge wichtig sind, spezifisch Männchen auf, um ihr Ovar durch diese befruchten zu lassen.

Es gibt zwei Möglichkeiten für Weibchen, sich die Vaterschaft ihres Kindes auszusuchen: entweder durch ihr Verhalten oder aber durch physiologische Weise (ein Prozess, der sich kryptische Weibchenauswahl nennt). Intuitiv scheinen Verhaltensvariationen der direkteste Weg für Weibchen zu sein, die Vaterschaft zu kontrollieren. Jedoch mag es nicht so simpel sein, die Priorität eines Weibchen muss sein, dass ihre Eier fruchtbar sind.

Ihre beste Strategie könnte also sein, dass sie mit einem Männchen kopuliert und wenn sie später ein „besseres“ Männchen findet, mit diesem nochmals kopuliert. Da das frischeste Sperma das Ei befruchtet, ist die Vaterschaft des letzten Kopulationspartners grösstenteils sicher. Das erklärt, warum Weibchen vieler Vogelarten kurz nach dem Start des Ablegen der Eier, aber immer noch bevor sie ihre Fertilität verlieren, jegliche Kopulation mit Männchen einstellen. Dadurch bekommen die Weibchen die beste aller Möglichkeiten, sie haben genügend Sperma von ihrem Partner, um die Eier zu befruchten, behalten jedoch die Möglichkeit, eine außereheliche Kopulation mit einem „besseren“ Männchen zu vollziehen.

Die Weibchen der Arten, die Kopulationen forcieren, würden von ihrem physiologischen Vorteil, zu bestimmen, welches Sperma sie befruchtet, einen Vorteil erhalten. Obwohl die Idee der kryptischen Weibchenauswahl vorteilhaft erscheint und es einige Möglichkeiten gäbe, gibt es wenig überzeugende Beweise und das Thema muss weiter näher erforscht werden.

Ökosystem Salzwüste

Salzwüsten bilden sich im Inneren weiter abflussloser Becken in semiariden Gebieten, sind jedoch im Gegensatz zu Sabkhas von Hochgebieten umgeben. Manche Autoren beziehen jedoch die Inlandsabkhas mit ein, der Begriff Sabkha wird auf die Küstensabkhas beschränkt. Ob umgeben von Hochgebieten oder nicht, spielt dann keine Rolle. Von periodischen (wiederkehrenden) oder episodischen (vereinzelt auftretenden) Zuflüssen wird feinstes Material eingeschwemmt, das beim Verdunsten des Wassers als salzreicher Ton zurückbleibt .

Die jeweils nur geringen Ablagerungen addieren sich im Laufe der Zeit zu mächtigen Schichtpaketen. Zur Regenzeit sind die Salzwüsten mit flachen Salzseen bedeckt; während der Trockenzeit bilden sich auf der ebenen Flächen Trockenrisse.

Auch diese Salzwüsten sind als funktionierendes Ökosystem ein wichtiger Lebensraum für Tiere. Beispielsweise ist dabei hier der Onager zu nennen.

So selten wie die Onager sind, so selten wurden sie bisher auch gefilmt. In einer Salzwüste in Indien, im Little Rann of Kutch, haben etwa 3.000 dieser seltsamen Tiere Zuflucht gefunden.

In Kopf und Farbe ähneln sie äußerlich den Pferden, bei Ohren und Schwanz kommt der Esel zum Vorschein. Die Onager sind Halbesel. Die Einheimischen nennen sie Khur, aber unter dem griechischen Namen „Onagros“ waren sie seit dem Mittelalter in Europa bekannt und bevölkerten Gebiete bis ins türkische Hügelland.

Für kurze Zeit im Jahr beherrschen kräftige Hengste die Stutengruppen und kämpfen erbittert gegen jeden Konkurrenten. Etwa 11 Monate später werden die hochbeinigen Fohlen geboren.

Wie von magischer Kraft gelenkt durchziehen die Onager eine steinhart getrocknete Ebene und streben zielstrebig höher gelegenen Gebieten zu, bevor der Monsun das Sandmeer in ein Wassermeer verwandelt. Selbst die Menschen richten sich nach den Halbeseln. Beginnen diese zu wandern, verlassen auch die Salzbauern das glutheiße Gebiet, wo sie mühsam das weiße Gold gewinnen. Man glaubt, die Onager wissen, wann ein Wechsel der Jahreszeiten bevorsteht.

Niemals gelang es, die Onager wie Pferde zu reiten oder als Arbeitstiere zu nutzen.

Sterilität der Arbeiter bei Graumullen

Die Graumullkönigin verfügt entgegen einer weit verbreiteten Information über keinen Mechanismus (Verhaltensprogramm oder Pheromon), der die Fortpflanzung bei ihren Töchtern unterdrückt.

Denn die Familienmitglieder identifizieren sich nicht an einem gemeinsamen Familienduft, sondern individuell. Sie behalten diese Individualmerkmale zudem 2-3 Wochen lang im Gedächtnis, wobei nicht sicher ist, ob die Identifikation ausschließlich über den Geruch erfolgt.

Sexuelle Attraktivität wird bei Graumullen nur bei nichtverwandten gegengeschlechtliche Tieren hervorgerufen, verwandte Tiere sind nicht attraktiv.
Also kann eine neue Familie nur entstehen, falls zwei fremde (nichtverwandte) Tiere verschiedenen Geschlechts aufeinander treffen und sich fortpflanzen. Diese Schlußfolgerung muss aber noch durch weitere Experimente überprüft werden.

Graumullweibchen gebären im Jahr im Durchschnitt 6 Jungtiere, Nacktmullweibchen hingegen 60 Jungtiere. Es ist denkbar, dass in einer großen Kolonie der Individualerkennung Grenzen gesetzt sind. Aus diesem Grund ist Inzesthemmung kein geeigneter Mechanismus, der die Sterilität der Arbeiterinnen und Arbeiter bewirken könnte.

Physik Vordiplom Gedächtnisprotokoll

Hi @ll!

Heute ist meine letzte Vordiplomprüfung vorübergegangen – Physik.
Ein bis zum Diplom letztes Mal liefere ich euch nun ein Gedächtnisprotokoll, das nach besten Wissens von mir geschrieben wurde. Ich habe versucht, darin den Prüfungsverlauf so gut wie möglich zu rekonstruieren.

Ich hoffe, dass den künftigen Vordiplom-Biologen dieses Gedächtnisprotokoll weiterhilft. In der Prüfung wurde ein weites Spektrum von physikalischen Themen abgefragt.

Download “Physik-Vordiplom Gedächtnisprotokoll” Gedaechtnisprotokoll-Physik-Vordiplomspruefung.pdf – 5077-mal heruntergeladen – 27,33 kB