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8.11: Warum es wichtig ist - Zellteilung - Biologie

8.11: Warum es wichtig ist - Zellteilung - Biologie


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Warum die verschiedenen Stadien der Zellteilung kennenlernen?

Die Zellteilung ist der Schlüssel zum Leben: Von dem Moment an, in dem wir gezeugt werden, verändern und wachsen wir ständig. Die Zellteilung erfolgt in einem strengen Zyklus mit mehreren Stufen und Kontrollpunkten, um die Dinge sicherzustellen nicht Geh weg.

Am wichtigsten ist vielleicht, dass sich ohne Zellteilung keine Spezies reproduzieren könnte – das Leben würde einfach enden (oder wäre schon vor langer Zeit zu Ende gegangen). Jeder Mensch sowie jeder sich sexuell fortpflanzende Organismus beginnt sein Leben als befruchtete Eizelle (Embryo) oder Zygote. Billionen von Zellteilungen erfolgen anschließend auf kontrollierte Weise, um einen komplexen, vielzelligen Menschen zu erzeugen. Mit anderen Worten, diese ursprüngliche Einzelzelle ist der Vorfahre jeder anderen Zelle im Körper. Einzeller nutzen die Zellteilung als Fortpflanzungsmethode.


Neue Einblicke in die Entwicklungsstörung des Gehirns

BILD: Während der Zellteilung muss DNA kopiert und zwischen Tochterzellen verteilt werden. Eine zelluläre Struktur, die mitotische Spindel genannt wird, zieht die DNA-enthaltenden Strukturen, die Chromosomen, auseinander. Das Foto zeigt A. mehr sehen

Kredit: Zellbiologie Universität Utrecht

„Biologische Prozesse werden durch Moleküle in unseren Zellen bestimmt. Nur wenn wir in diese molekulare Welt hineinzoomen, können wir die Faktoren verstehen, die Gesundheit und Krankheit bestimmen, und Medikamente finden, um diese Faktoren zu kontrollieren“, erklärt Forschungsleiterin Prof. Anna Akhmanova.

Die Forscher begannen ihre Studien mit dem Fokus auf das Protein ASPM. „Wir wussten, dass die genetische Form der Mikrozephalie am häufigsten durch Defekte in diesem Protein verursacht wird. Aber eine überraschende Entdeckung war, dass ASPM anscheinend eng mit einem anderen Protein namens Katanin zusammenarbeitet“, sagt Akhmanova.

Unverzichtbar für eine gesunde Entwicklung

Es scheint, dass gerade diese Zusammenarbeit für die Zellteilung und damit für die normale Entwicklung von Gehirnzellen wichtig ist. „Die Interaktion zwischen ASPM und Katanin ist für das richtige Gleichgewicht zwischen Zellteilung und deren Spezialisierung in Nervenzellen erforderlich. Wenn das Gleichgewicht zu stark in die eine oder andere Richtung schwankt, werden zu wenig Gehirnzellen produziert“, fügt Akhmanova hinzu.

Für sich entwickelnde Gehirnzellen ist dieses Gleichgewicht besonders wichtig, denn einmal zu Nervenzellen geworden, können sie sich nicht mehr teilen. Wenn sich zu schnell neue Zellen zu Nervenzellen entwickeln, werden nicht genügend Zellen gebildet und das Gehirn bleibt klein.

Während der Zellteilung muss DNA kopiert und zwischen Tochterzellen verteilt werden. Eine zelluläre Struktur, die mitotische Spindel genannt wird, zieht die DNA-enthaltenden Strukturen, die Chromosomen, auseinander. Das Foto zeigt eine mikroskopische Aufnahme von DNA (blau) in einer Spindel. Dabei scheint das Protein ASPM eine Schlüsselrolle zu spielen, da es sich an den „Polen“ (gelb) in der Spindel befindet.

Die Studie zeigt, wie ASPM auf molekularer Ebene arbeitet und warum es so wichtig ist. In Zusammenarbeit mit dem Protein Katanin ist ASPM für die Regulation der Organisation und Positionierung der Spindel verantwortlich. „An dieser Positionierung lässt sich mitbestimmen, wie sich die Tochterzellen entwickeln: Werden sie Kopien neuer Zellen oder entwickeln sie sich zu Nervenzellen“, erklärt Akhmanova.

Dass eine Abweichung im Protein ASPM zur Mikrozephalie führt, lässt sich nun auf molekularer Ebene besser verstehen. Die Ergebnisse dieser Studie bieten jedoch einen viel breiteren Einblick, der es ermöglichen kann, andere Ursachen der Störung zu erklären oder zu finden.

Akhmanovas Faszination für die Entwicklung des Gehirns beschränkt sich jedoch nicht auf Krankheiten. „Selbst Affen, unsere nächsten Verwandten, haben viel weniger Gehirnkapazität als wir. Unser Gehirn macht uns zu dem, was wir sind. Das bedeutet, dass die Entwicklung unseres Gehirns evolutionär sehr speziell ist.“

  • Webseite Zellen-Biologie
  • Diese Forschung ist ein Beispiel für Science for Life, ein Thema im interdisziplinären Forschungsprogramm Life Sciences der Universität Utrecht.

"Mikrotubuli-Minus-Ende-Regulierung an Spindelpolen durch einen ASPM-Katanin-Komplex"
Kai Jiang*, Lenka Rezabkova*, Shasha Hua*, Qingyang Liu*, Guido Capitani, A. F. Maarten Altelaar*, Albert J. R. Heck*, Richard A. Kammerer, Michel O. Steinmetz und Anna Akhmanova*
* Universität Utrecht
Natur Zellbiologie 24. April 2017, http://dx. doi. org/ 10. 1038/ ncb3511

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Pflanzenwachstum und -entwicklung Klasse 11 Wichtige Fragen Sehr kurzer Antworttyp

Frage 1.
Was wird als Wachstum bezeichnet? Beschreiben Sie kurz die verschiedenen Wachstumsphasen.
Antworten:
„Wachstum ist nach Miller die permanente Veränderung von Größe, Gewicht und Volumen in den Zellen und Organen des Körpers“.
Wachstumsphasen:
1. Zellteilungsphase: In dieser Phase teilt sich eine Zelle zu vielen Zellen.
2. Zellvergrößerungsphase: Die neu gebildete Zelle nimmt an Größe zu und wird reif. Innerhalb der Zelle entwickeln sich große Vakuolen.
3. Zelldifferenzierung und Morphogenese: Hier differenzieren sich Zellen zu Gewebe und es beginnt die Bildung verschiedener Organe.

Frage 2.
Was sind Pflanzenhormone?
Antworten:
Pflanzenhormone sind die organisch-chemischen Substanzen, die das Wachstum und andere physiologische Funktionen in Pflanzen an einem von ihrem Produktionsort entfernten Ort regulieren und in sehr geringen Mengen aktiv sind, z. B. Auxin, Gibberellin.

Frage 3.
Was ist Florigen?
Antworten:
Florigen ist ein blühendes Hormon, das bei Vorhandensein einer geeigneten Photoperiode von den Phytochromen in der Plasmamembran von Blattzellen produziert wird. Das Hormon wird dann in die Blütenknospenregion transportiert, wo es die Blüte auslöst.

Frage 4.
Schreiben Sie den Namen des Hormons, das die Zellteilung beschleunigt.
Antworten:
Zytokinin.

Frage 5.
Was ist 2,4-D? Erarbeiten Sie es auch.
Antworten:
Es ist ein künstliches Wachstumshormon. 2,4-D steht für 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure.

Frage 6.
Schreiben Sie den Namen des Geräts auf, das zum Messen des Pflanzenwachstums verwendet wird.
Antworten:
Auxanometer.

Frage 7.
Was sind Wachstumshemmer-Hormone? Schreiben Sie zwei Funktionen.
Antworten:
Abscisinsäure (ABA) und Ethylen sind die zwei wichtigsten Pflanzenwachstumsinhibitoren. Für ihre Funktion

Funktionen von Abscisinsäure:
1. Es induziert eine Ruhephase in Knospen und Samen im Gegensatz zu Gibberellinsäure, die die Ruhephase unterbricht.
2. Es fördert das Altern der Blätter, das Auftreten von Abszissionsschichten, Blattversagen und Alterung, die durch die Anwendung von Cytokininen wirksam rückgängig gemacht werden können.
3. Es hemmt die Keimung von Salatsamen, kann aber auch durch Kinetin rückgängig gemacht werden.
4. Es hemmte in verschiedenen Tests das durch Gibberellin induzierte Wachstum und gilt als starker Gibberellin-Antagonist.

Das Ethylenhormon wurde vom Wissenschaftler Burg (1962) entdeckt, ein gasförmiges Hormon.
Hauptfunktionen von Ethylen:

  1. Dreifache Reaktion: Ethylengas hemmt das Stängelwachstum, hilft beim Anschwellen des Stängels und zerstört den Geotropismus.
  2. Blüte: Es verringert die Blüte, bei Ananas induziert es jedoch die Blüte.
  3. Geschlechtsmodifikation: Es erhöht die Anzahl der weiblichen Blüten und verringert die Anzahl der männlichen Blüten in Pflanzen.
  4. Reifung von Früchten: Es wird bei der Reifung von Früchten verwendet, daher wird heutzutage Ethephon (Chlorethylphosphorsäure, die Ethylengas produziert) zur Reifung von Früchten auf industriellem Niveau verwendet.

Frage 8.
Aufwändige I.A.A. und beschreiben Sie mindestens eine Funktion davon.
Antworten:
I. A. A. ist Indolessigsäure. Es steuert das Pflanzenwachstum.

Frage 9.
Schreiben Sie die Namen der Hormone auf, die die Blüte auslösen.
Antworten:

Frage 10.
Nennen Sie das Hormon, das im gasförmigen Zustand vorliegt.
Antworten:
Ethylen.

Frage 11.
Warum ist es bei manchen Pflanzen von Vorteil, die Spitze neu gebildeter Zweige abzuschneiden?
Antworten:
Das Abschneiden von Zweigen initiiert das Wachstum von Seitenknospen, was zur Bildung neuer Zweige führt und die Pflanze wird dichter.

Frage 12.
Nennen Sie zwei künstliche Pflanzenhormone.
Antworten:

Pflanzenwachstum und -entwicklung Klasse 11 Wichtige Fragen Kurzantworttyp

Frage 1.
Was versteht man unter wachstumsregulierender Substanz? Nennen Sie drei beliebige Wachstumsregulatoren.
Antworten:
Die chemischen Substanzen, die Wachstum und Entwicklung in Organismen regulieren, werden als wachstumsregulierende Substanzen bezeichnet. Tatsächlich sind dies die organischen Substanzen, die in den Pflanzen natürlicherweise produziert werden, um das Wachstum und andere physiologische Funktionen an einem Ort außerhalb ihres Produktionsortes zu steuern, und sie sind in äußerst geringen Mengen aktiv und werden als Hormone bezeichnet. Drei Pflanzenhormone sind:

Frage 2.
Nennen Sie vier Funktionen des Cytokinin-Hormons.
Antworten:
Funktionen von Cytokinin:

  1. Aktiviert die Zellteilung.
  2. Hilft bei der Expansion der grünen Blätter.
  3. Beschleunigt die Proteinsynthese.
  4. Hemmung des Abbaus von Blattpigmenten und Nukleinsäure. Chemisch sind sie Derivate von Adenin mit einer Furfurylgruppe an der 6. Position.

Frage 3.
Kann jede blattlose Pflanze mit Photoperiodismus reagieren? Ja oder Nein? Wieso den? (NCERT)
Antworten:
Nein, denn bei manchen Pflanzen hängt die Blüte nicht nur von der Licht- oder Dunkelperiode ab, sondern auch von der Lichtdauer. An der apikalen Knospe entwickelt sich blumig, kann aber keinen Photoperiodismus erfahren. Blätter können eine helle oder dunkle Periode erfahren. Für die Blüte ist ein Hormon Florigen verantwortlich. Sie wandert nur dann vom Blatt zur Blütenknospe, wenn das Blatt der erforderlichen Lichtperiode ausgesetzt ist. Gibberellin- und Anthesin-Hormone induzieren zusammen die Blüte.

Frage 4.
Nennen Sie vier Funktionen von Auxin.
Antworten:
Funktionen von Auxin:

  1. Hilft, die Höhe der Pflanzen zu erhöhen.
  2. Es induziert die Wurzelentwicklung.
  3. Es induziert die Produktion von parthenokarpen Früchten.
  4. Es verhindert die Entblätterung der Blätter und induziert die Blüte.
  5. Unkrautvernichtung.

Frage 5.
Geben Sie die Bedeutung von Abscisinsäure.
Antworten:
Funktionen von Abscisinsäure:
1. Es induziert eine Ruhephase in Knospen und Samen im Gegensatz zu Gibberellinsäure, die die Ruhephase unterbricht.
2. Es fördert das Altern der Blätter, das Auftreten von Abszissionsschichten, Blattversagen und Alterung, die durch die Anwendung von Cytokininen wirksam rückgängig gemacht werden können.
3. Es hemmt die Keimung von Salatsamen, kann aber auch durch Kinetin rückgängig gemacht werden.
4. Es hemmte in verschiedenen Tests das durch Gibberellin induzierte Wachstum und gilt als starker Gibberellin-Antagonist.

Frage 6.
Nennen Sie vier Funktionen des Gibberellin-Hormons.
Antworten:
Funktionen von Gibberellin:

  1. Parthenokarpische Früchte können durch ihre Anwendung in Tomaten, Birnen, Äpfeln usw. hergestellt werden.
  2. Induziert die Stängelverlängerung durch Förderung des Wachstums von Zwischenformen.
  3. Blütenentwicklung bei Salat, Gerste etc.
  4. Samenkeimung durch Unterbrechung ihrer Ruhephase.
  5. Entwicklung der Knospen.

Frage 7.
Nennen Sie vier Hauptfunktionen des Ethylenhormons.
Antworten:
Das Ethylenhormon wurde vom Wissenschaftler Burg (1962) entdeckt, ein gasförmiges Hormon.
Hauptfunktionen von Ethylen:

  1. Dreifache Reaktion: Ethylengas hemmt das Stängelwachstum, hilft beim Anschwellen des Stängels und zerstört den Geotropismus.
  2. Blüte: Es verringert die Blüte, bei Ananas induziert es jedoch die Blüte.
  3. Geschlechtsmodifikation: Es erhöht die Anzahl der weiblichen Blüten und verringert die Anzahl der männlichen Blüten in Pflanzen.
  4. Reifung von Früchten: Es wird bei der Reifung von Früchten verwendet, daher wird heutzutage Ethephon (Chlorethylphosphorsäure, die Ethylengas produziert) zur Reifung von Früchten auf industriellem Niveau verwendet.

Frage 8.
Kurze Anmerkung zur apikalen Dominanz schreiben?
Antworten:
Apikale Dominanz: Bei vielen Pflanzen, in denen die apikale Knospe wächst, wachsen die Achselknospen nicht, d.h. die apikale Knospe dominiert das Wachstum der Achselknospe. Tatsächlich produziert die apikale Knospe ein Hormon, das zu verschiedenen Teilen des Phloems transportiert wird und das Wachstum der Achselknospe hemmt. Das Hormon ist Auxin. Andererseits induziert Cytokinin das Wachstum der Achselknospe.

Frage 9.
Was ist Phytochrom? Geben Sie seine Bedeutung in Pflanzen.
Antworten:
Phytochrom: Es ist allgemein bekannt, dass die Kurztagpflanze keine Blüte produziert, wenn die Dunkelphase durch einen kurzen Lichtblitz unterbrochen wird. Es wurde beobachtet, dass die Wellenlänge von 660 in der orange-roten Farbe die wirksamste Wellenlänge ist, um den Blüteprozess zu hemmen. Hellrotes Licht hingegen teilt eine lange Nacht nicht in zwei kurze Nächte auf. Außerdem wurde von Borthwick et al. (1952) und Downs (1956) festgestellt, dass fernrote Strahlung mit einer Wellenlänge von 740 die Wirkung von rotem Licht umkehrt, und wird als reversible Rot-Farrot-Photoreaktion bezeichnet.

Folgt auf einen kurzen roten Lichtblitz mitten in der Nacht ein kurzer hellroter Blitz, wird der hemmenden Wirkung entgegengewirkt und es kommt zur Blüte. Folgt auf die dunkelrote Strahlung der Reihe nach rotes Licht, wird die Blüte wieder gehemmt, d. h. die Strahlung, die zuletzt in der Reihe verwendet wird, bestimmt die Reaktion der Pflanze. Diese Entdeckung führte schließlich zur Entdeckung des Pigments, das von Butter et al. (1959) als Phytochrom bezeichnet wird, da Lichtenergie nicht bewirkt werden kann, es sei denn, sie wird von einem Pigment absorbiert.
Die Hauptmerkmale des Pigments sind:

  1. Von Natur aus proteinhaltig.
  2. Befindet sich in der Plasmamembran.
  3. Gefunden in allen grünen Pflanzen.
  4. Existiert in zwei verschiedenen Formen: (a) Rotes Licht absorbierende Formen, bezeichnet als PR und
    (b) Dunkelrotes Licht absorbierende Formen, bezeichnet als PNS .
  5. Beide Formen sind photochemisch ineinander überführbar.
  6. Bei Absorption von rotem Licht (660-665 nm) PR Form wird in P . umgewandeltNS Form.
  7. Bei Absorption von dunkelrotem Licht (730-735 nm) PNS Form wird in P . umgewandeltR Form.
  8. Das PNS Form des Pigments ändert sich allmählich in PR im Dunkeln bilden.


Die spektrophotometrische Untersuchung des Pigments durch Briggs legt nahe, dass der größte Teil des Phytochroms in inaktiver Form vorliegt. Laut Hartman ist die biologisch aktive Form von Phytochrom ein unbekanntes Derivat von PNS. Er hat ein anderes Schema der Phytochrom-Wirkung vorgeschlagen.

Frage 10.
Warum wird Abscisinsäure als Spannungshormon bezeichnet? (NCERT)
Antworten:
Abscisinsäure wird aus folgenden Gründen als Spannungshormon bezeichnet:

  • Es verhindert das Wachstum von Pflanzen.
  • Es bewirkt einen Blattfall, der die Blätter schwach macht.
  • Es verhindert die Wirkung des Hormons Gibberellin.
  • Es verhindert die Samenkeimung.

Frage 11.
Kurztag- und Langtagpflanzen zeigen die gemeinsame Blüte an einem Ort. Erkläre es. (NCERT)
Antworten:
1. Kurztagpflanzen: Benötigen eine kurze Tageslichtperiode zwischen 8-10 Stunden und eine kontinuierliche Dunkelperiode von mehr als 12 Stunden (14 bis 16 Jahre), dh Xanthium, Sojabohnen, Tabak, Gossipium, Kaffee usw. Die hervorstechenden Merkmale von solchen Pflanzen sind unten angegeben:

  • Diese Pflanzen benötigen zur Blüte eine relativ lange Dunkelheit. Sie ist im Allgemeinen länger als eine bestimmte kritische Länge. Wenn die Dunkelperiode geringer ist, würde keine Blüte erfolgen. Wird dieser Zeitraum auch bei geringer Exposition unterbrochen, blühen die Pflanzen nicht.
  • Es tritt keine Blüte auf, wenn diesen Pflanzen eine schwache Lichtintensität gegeben wird.
  • Keine Blüte bei abwechselnden Zyklen von kurzer Dunkel- und Lichtperiode.
  • Sie werden auch als Langnachtpflanzen bezeichnet, da Länge und Kontinuität der Nacht die Blüte bestimmen.

2. Langtagpflanzen: Diese Pflanzen benötigen zum Blühen ein längeres Tageslicht (14-16h), z.B. Supuracea etc. Sie zeichnen sich durch folgendes aus:

  • Sie benötigen eine Photoperiode von mehr als einer kritischen Länge. Für die Blüte benötigen sie entweder eine kleine Dunkelheit oder keine Dunkelheit.
  • Die Blüte ist im Dauerlicht voll.
  • Dunkelheit hat eine hemmende Wirkung auf diese Pflanzen.
  • Sie können durch kurze Photoperioden zur Blüte gebracht werden, aber von einer kürzeren Dunkelperiode begleitet werden.

Frage 12.
Das Wachstum bei Blütenpflanzen kann nicht unter einem Parameter beschrieben werden. Wieso den? (NCERT)
Antworten:
Wachstum auf zellulärer Ebene bei Blütenpflanzen ist das Ergebnis von Wachstum im Protoplasma, das nicht gemessen werden kann. Daher wird das Pflanzenwachstum auf andere Weise gemessen.
Einige Arten von Messungen sind: Zunahme des Frischgewichts, des Trockengewichts, der Längsfläche, des Volumens und der Anzahl der Zellen. An der Wurzelspitze produzieren Meristeme mehr als 17.500 neue Zellen durch Zellteilung pro Stunde, während bei Wassermelonen im Zellteilungsstadium das Wachstum langsam ist, da die Anzahl der Zellen ohne Zunahme des Volumens durch Vermehrung zunimmt, späteres Wachstum wird 350.000 Mal höher als früher zur Zellverlängerung. Die Längenzunahme des Pollenschlauchs pro Zeiteinheit kann leicht gemessen werden. Bei dorsiventralen Blättern wird das Wachstum der Blattoberfläche gemessen.
Somit ist aus den obigen Beispielen klar, dass das Wachstum in Pflanzen nicht unter einem Parameter beschrieben werden kann.

Pflanzenwachstum und -entwicklung Klasse 11 Wichtige Fragen Typ mit langer Antwort

Frage 1.
Was ist Wachstum? Beschreiben Sie verschiedene Stadien des Zellwachstums.
Antworten:
Wachstum: Wachstum ist ein lebenswichtiger Prozess, bei dem der Organismus an Größe, Gewicht, Volumen und Struktur zunimmt.
Wachstumsphasen:
1. Zellteilung: Während dieser Phase teilen sich die Zellen und teilen sich durch mitotische Teilung für einen bestimmten Zeitraum, abhängig von dem Organ der Pflanze, in dem das Wachstum stattfindet.

2. Zellverlängerungsphase: Während dieser Phase nehmen die neu gebildeten Zellen aufgrund ihrer internen Stoffwechselaktivitäten an Größe zu. In dieser Phase erhöhen sich Zellwandmaterialien und Wasser um das 5- bis 10-fache ihres ursprünglichen Wertes

3. Phase der Zelldifferenzierung: Während ihrer strukturellen, qualitativen und quantitativen Veränderungen findet eine endgültige definierte Form, Struktur, Funktion und Eigenschaften der Zellen statt.

Frage 2.
Was sind Photoperiodismus und Vernalisation? Geben Sie ihre wirtschaftliche Bedeutung an. (NCERT)
Antworten:
1. Photoperiodismus: Das Wachstum und die Entwicklung einer großen Anzahl von Pflanzen hängt von der Dauer der Lichtverfügbarkeit ab, die als Photoperiodismus bezeichnet wird. Das reproduktive Wachstum und die Blüte werden hauptsächlich durch Lichtperiode und Temperatur gesteuert.Die Blüte erfordert eine bestimmte Tageslänge, d. h. die relative Länge von Tag und Nacht, die als Photoperiode bezeichnet wird.

Wirtschaftliche Bedeutung des Photoperiodismus :

  • Das Wissen über den Photoperiodismus ist für die Hybridisierung wichtig.
  • Die Charakterisierung und Struktur von Florigen ist für industrielle Zwecke nützlich.
  • Es ist ein hervorragendes Beispiel für die physiologische Vorkonditionierung von Pflanzen.
  • Die Induktion der Blüte kann im Gartenbau verwendet werden.
  • Durch dieses Verfahren können Pflanzen, die einmal im Jahr Früchte produzieren, zweimal im Jahr Früchte produzieren.

2. Vernalisation: Es wurde beobachtet, dass, wenn Samen von Wintersaisonpflanzen einige Tage bei einer Temperatur von 0-5°C gehalten und dann während der Frühjahrssaison ausgesät werden, bei ihnen wie bei anderen Frühjahrssaisonpflanzen blühen. Dieses Phänomen wird als Vernalisation bezeichnet.

Wenn vernalisierte Samen einige Zeit bei hoher Temperatur gehalten werden, geht der Vernalisierungseffekt verloren. Dieser Vorgang wird als Devernalisation bezeichnet. Es wird angenommen, dass Stimuli vom apikalen Meristem empfangen werden und das Vernalin-Hormon, das ein Hormon vom Gibberellin-Typ ist, sezerniert wird, das in die Wachstumsregion transportiert wird.
In Sibirien, wo der Boden 10 Monate lang von Eis bedeckt bleibt, wird Weizen nach diesem Verfahren in zwei Monaten hergestellt.
Wirtschaftliche Bedeutung der Vernalisation :

  1. Durch dieses Verfahren können Winterpflanzen in Frühlingspflanzen umgewandelt werden.
  2. Pflanzen können vor natürlichen Schadenswirkungen geschützt werden.
  3. Die Blüte kann in Pflanzen in kurzer Zeit erfolgen.
  4. Durch dieses Verfahren können in kurzer Zeit Pflanzen erzeugt werden.

Frage 3.
Bei höheren Pflanzen sind Wachstum und Differenzierung offen. Erkläre es. (NCERT)
Antworten:
Bei höheren Pflanzen kann das Wachstum durch eine sigmoide Kurve (S-förmige Kurve) dargestellt werden.
Es gibt drei Phasen dieser Kurve:

  1. Verzögerungsphase: Wenn die Wachstumsrate sehr langsam ist.
  2. Log-Phase: Es ist die Phase des schnellen Wachstums.
  3. Stetige Phase: Das Wachstum verlangsamt sich in diesem Stadium oder erreicht ein Gleichgewicht, wenn die Zellteilung aufhört.
    Wenn Zellen ihre Teilungsfähigkeit verlieren, schreiten sie zur Zelldifferenzierung fort, um verschiedene Gewebe zu produzieren, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Das Wachstum einer Zelle, eines Gewebes, eines Organs, eines Organsystems oder eines Organismus folgt dem gleichen Wachstumsmuster, ist also offen, während die Entwicklung flexibel ist. Tatsächlich ist Entwicklung die Summe von Wachstum und Differenzierung.

Frage 4.
Schreiben Sie eine kurze Notiz zu folgendem:
(a) Arithmetisches Wachstum (NCERT)
(b) Geometrisches Wachstum
(c) Sigmoid-Wachstumsrate
(d) Absolute und relative Wachstumsrate.
Antworten:
(a) Arithmetisches Wachstum: Nach der Mitoseteilung durchläuft eine Zelle ein arithmetisches Wachstum durch reguläre Zellteilung, während die zweite Zelle differenziert und reift. Es tritt in einer konstanten Rate auf.

(b) Geometrisches Wachstum: Beim geometrischen Wachstum durchlaufen beide Zellen, die durch Mitose produziert werden, eine Zellteilung. Aber aufgrund der begrenzten Nährstoffversorgung wird die Wachstumsrate allmählich langsam, schließlich erreicht sie den stationären Zustand.

(c) Sigmoid-Wachstumsrate: Wenn ein Diagramm zwischen der Zunahme der Größe des Organismus gegen die Zeit gezeichnet wird, wird eine S-förmige Kurve erhalten, die als Sigmoid-Kurve bezeichnet wird. Es hat drei Phasen:

  1. Verzögerungsphase: Wenn die Wachstumsrate im Anfangsstadium langsam ist.
  2. Log-Phase: Wenn die Wachstumsrate schnell oder schnell ist.
  3. Stetige Phase: Wenn die Wachstumsrate ein Gleichgewicht erreicht, weil die Produktionsrate der Zellen dem Zelltod entspricht.

(d) Absolute und relative Wachstumsrate: Die Messung und der Vergleich der vollständigen Entwicklung in der Zeiteinheit wird als absolute Wachstumsrate bezeichnet, während die Messung des Wachstums pro Zeiteinheit auf andere Weise als relative Wachstumsrate bezeichnet wird.

Frage 5.
Definieren Sie Wachstum, Differenzierung, Entwicklung, Entdifferenzierung, Redifferenzierung, Meristem und Wachstumsrate. (NCERT)
Antworten:

  1. Wachstum: Es ist die irreversible oder fortschreitende Zunahme von Größe, Form, Volumen und Gewicht eines Organismus.
  2. Zelldifferenzierung: Nach der Zellteilung und Zellverlängerung durchläuft eine Zelle eine Differenzierung. Die Zelle differenziert sich, verändert ihre Form, Position und wird modifiziert, reift als permanente Zellen, um eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Dieses Phänomen wird als Differenzierung bezeichnet.
  3. Entwicklung: Entwicklung ist das allmähliche Wachstum des lebenden Körpers in seinem Lebenszyklus.
  4. Dedifferenzierung: Differenzierte Zellen erlangen unter bestimmten Bedingungen ihre Zellteilungsfähigkeit zurück. Dieses Phänomen wird als Dedifferenzierung bezeichnet.
  5. Redifferenzierung: Neue Zellen, die von dedifferenzierten Zellen gebildet werden, verlieren ihre Zellteilungsfähigkeit wieder und werden durch Differenzierung zu dauerhaftem Gewebe, um eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Dies wird als Redifferenzierung bezeichnet.
  6. Meristeme: Eine Gruppe ähnlicher, unreifer Pflanzenzellen, die eine regelmäßige Zellteilung zeigen können, um neue Zellen zu bilden, werden als Meristeme bezeichnet.
  7. Wachstumsrate: Die Zunahme von Größe, Trockengewicht, Volumen oder Anzahl der Zellen des lebenden Organismus pro Zeiteinheit wird als Wachstumsrate bezeichnet.

Frage 6.
Wenn Sie gebeten werden, folgende Arbeiten durchzuführen, welches Pflanzenhormon kann verwendet werden?
(a) Um Wurzeln in einem Zweig der Pflanze zu produzieren. (NCERT)
(b) Um schnell zu reifen Früchten.
(c) Um das Fallen vorzeitiger Blätter zu verhindern.
(d) Für das Wachstum der Achselknospe.
(e) Zur Förderung der Blüte bei Rose.
(f) Stomata bald zu schließen.
Antworten:
(a) Auxin,
(b) Ethylen,
(c) Gibberellin,
(d) Cytokinin,
(e) Gibberellin,
(f) Abscisinsäure.

Frage 7.
Was passiert, wenn: (NCERT)
(a) GA3 wird Reissämlingen zur Verfügung gestellt.
(b) Das Teilen von Zellen stoppt die Zellteilung.
(c) Halten einer Fäulnisfrucht mit unreifen Früchten.
(d) Wenn Sie vergessen, dem Kulturmedium der Pflanze Cytokinin hinzuzufügen.
Antworten:
(a) Die Reispflanze wird an Höhe zunehmen.
(b) Zellen, wenn sie die Fähigkeit zur Teilung verlieren, differenzieren sich, um verschiedene Gewebe zu bilden, um spezifische Funktionen auszuführen.
(c) Wenn eine Fäulnisfrucht mit unreifen Früchten aufbewahrt wird, verfallen alle Früchte.
(d) Wenn dem Kulturmedium der Pflanze kein Cytokinin zugesetzt wird, kann es die Bildung von Chlorophyll in den jungen Blättern, das Wachstum von Seitenzweigen und das Wachstum von Adventivzweigen beeinträchtigen. In Abwesenheit von Cytokinin kann es zur Abspaltung der Blätter kommen.

Frage 8.
Was sind synthetische Wachstumshormone? Welche Bedeutung haben sie in der Landwirtschaft?
Antworten:
Synthetisches Wachstumshormon oder Wachstumsregulator:
Da Hormone das Wachstum von Organismen regulieren, werden sie als Wachstumshormone bezeichnet. Im Folgenden sind einige Beispiele für Wachstumsregulatoren aufgeführt, deren Bedeutung in der Landwirtschaft wie folgt ist:
1. Morpactine: Es ist ein synthetisches Hormon und ein Derivat von Fluor-Carbonsäuren. Es induziert das Wachstum der Achselknospen, indem es das Wachstum von Stängeln, Blattblättern usw. hemmt. Es erhöht die Produktion von Orangen.

2. Malic Hydrazid (MH): Es ist ein synthetisches Hormon, das das Wachstum von Gras, Sträuchern und Bäumen hemmt. Es hemmt die Keimung von Kartoffeln und Zwiebeln, so dass sie lange aufbewahrt werden können.

3. Cycocel (CCC): Chemisch handelt es sich um Chlorethyl-trimethylammoniumchlorid. Es wird verwendet, um Unkraut zu vernichten.
4. Synthetisches Auxin (IBA und N.A.A.): Es verhindert die Entblätterung von Früchten und Blättern.
5. Alpha-Naphthalin-Essigsäure: Es ist ein synthetisches Hormon, das zur Hemmung des Knospenwachstums in Kartoffelbrei verwendet wird. Daher können Kartoffeln lange aufbewahrt werden.
6. 2, 4 Dichlordiphenoxyessigsäure: Es wird verwendet, um Unkraut zu töten.
7. Ethaphon: Chemisch handelt es sich um 2-Chlorethylphosphorsäure. Es wird zum Reifen von Früchten wie Bananen, Trauben, Mangos auf industriellem Niveau verwendet.

Frage 9.
Was ist Blühhormon? Beschreiben Sie verschiedene Arten von Blütenhormonen in Pflanzen.
Antworten:
Blühhormone: Blühhormone sind die Hormone, die durch Temperatur- und Lichteinwirkung die Blüte induzieren.
Es gibt zwei Arten von Blütenhormonen:

1.Vernalin: Es induziert die Blüte, indem es den Vernalisationsprozess reguliert. Als Ergebnis der Vernalisation, d. h. wenn die apikale Knospe Winterstimuli erhält, produziert das Hormon Vernalin, das wie Gibberellin wirkt und die Blüte induziert.

2. Florigen: Phytochrom-Pigmente, die in den grünen Blättern gefunden werden, nachdem sie Lichtstrahlen absorbiert haben, produzieren das Florigen-Hormon, das in die Wachstumsregion transportiert wird, wo es den Blüteprozess induziert.

Frage 10.
Beschreiben Sie verschiedene Faktoren, die das Wachstum beeinflussen.
Antworten:
Faktoren, die das Wachstum beeinflussen:
1. Nahrungsangebot: Es beeinflusst die Wachstumsrate erstens, weil es dem Anbaugebiet Wachstumsmaterial liefert und zweitens, weil es dem Anbaugebiet potentielle Energie liefert.

2. Wasserversorgung: Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Wachstumsrate, da sie für alle metabolischen Aktivitäten des Protoplasmas und zur Erhöhung der Turgidität der Zelle zur Zellvergrößerung notwendig ist.

3. Sauerstoffversorgung: Sauerstoff steigert das Wachstum, da er bei der Atmung hilft, potentielle Energie in kinetische Energie umzuwandeln, die für die lebenswichtigen Aktivitäten des Protoplasmas benötigt wird.

4. Temperatur: Sie beeinflusst das Wachstum so, dass das Wachstum zwischen 4-45°C auftritt, die optimale Aktivität findet bei 28-33°C statt.

5. Licht: Alle drei Aspekte der Lichtintensität, Qualität und Periodizität beeinflussen das Wachstum. Eine hohe Lichtintensität führt zu einer Verzwergung der Pflanze und erhöht den Wasserverlust. Eine schwache Lichtintensität verringert die Gesamtwachstumsrate und auch die Photosynthese. Auch unterschiedliche Farben (Wellenlängen) wirken sich auf das Pflanzenwachstum aus. Bei blau-violettem Farblicht ist das intermodale Wachstum ausgeprägt, während grünes Farblicht die Ausdehnung der Blätter reduziert. Die rote Farbe begünstigt die Dehnung.

Infrarot und Ultraviolett sind wachstumsschädigend. Die Lichtdauer hat einen bemerkenswerten Einfluss auf das Wachstum der vegetativen und reproduktiven Struktur.
6. Wachstumshormone: Inzwischen ist bekannt, dass das Pflanzenwachstum durch bestimmte organische Verbindungen kontrolliert wird, die in sehr geringen Mengen vorhanden sind. Diese Verbindungen werden Hormone, Phytohormone oder wachstumsfördernde Stoffe genannt.

Pflanzenwachstum und -entwicklung Klasse 11 Wichtige Fragen Zieltyp

1. Wählen Sie die richtigen Antworten:

Frage 1.
Gibberelline wurde zuerst extrahiert aus:
(a) Gibberella fujikuroi
(b) Gelidium
(c) Gracelaria
(d) Aspergillus.
Antworten:
(a) Gibberella fujikuroi

Frage 2.
Lagerkeimen von Kartoffeln kann verhindert werden durch:
(a) IAA
(b) Apfelsäurehydrazid
(c) Cytokinine
(d) Gibberelline.
Antworten:
(b) Apfelsäurehydrazid

Frage 3.
Folgendes ist ein natürlich vorkommender Wachstumshemmer:
(a) IAA
(b) ABA
(c) NAA
(d) GA3.
Antworten:
(b) ABA

Frage 4.
Das folgende Hormon ist hauptsächlich mit der Zellteilung bei Pflanzen beschäftigt:
(a) IAA
(b) Kinin (Zeatin)
(c) GA3
(d) 2,4-D.
Antworten:
(b) Kinin (Zeatin)

Frage 5.
Gibberellinsäure wurde erfolgreich eingesetzt, um die Blüte zu induzieren:
(a) In Kurztaganlagen unter Langtagbedingungen
(b) In Langtaganlage unter Kurztagbedingungen
(c) Für einige Pflanzen
(d) Nichts davon.
Antworten:
(b) In Langtaganlage unter Kurztagbedingungen

Frage 6.
Die Blätter von Mimosa pudica fallen bei Berührung herunter, weil:
(a) Die Pflanze hat ein Nervensystem
(b) Die Blätter sind sehr zart
(c) Das Blattgewebe ist verletzt
(d) Der Turgor des Blattes ändert sich.
Antworten:
(d) Der Turgor des Blattes ändert sich.

Frage 7.
Vernalisation ist:
(a) Wachstumskurve als Reaktion auf Licht
(b) Wiederkehr von Tag und Nacht
(c) Einfluss der Tageslänge auf das Pflanzenwachstum
(d) Beschleunigung der Blühfähigkeit durch Behandlung bei niedriger Temperatur.
Antworten:
(d) Beschleunigung der Blühfähigkeit durch Behandlung bei niedriger Temperatur.

Frage 8.
Der Einfluss der Tageslänge auf die Blüte wird genannt:
(a) Phototropismus
(b) Photoperiodismus
(c) Lichtatmung
(d) Photooxidation.
Antworten:
(b) Photoperiodismus

Frage 9.
In Pflanzen ist das mit der Zellteilung verbundene Hormon:
(a) GA
(b) 2,4-D
(c) IAA
(d) Kinin.
Antworten:
(d) Kinin.

Frage 10.
Zytokinin:
(a) Ein Hormon, das die Zellteilung anregt
(b) Ein Prozess der Zellteilung
(c) Eine Form der Zellbewegung ‘
(d) Eine Substanz, die Ruhe erzeugt.
Antworten:
(a) Ein Hormon, das die Zellteilung anregt

Frage 11.
Drei Hauptwachstumshormone in Pflanzen sind:
(a) Auxin, Gibberellin und Ethylen
(b) Gibberellin, Cytokinin und Abscisinsäure
(c) Ethylen, Abscisinsäure und Cytokinin
(d) Auxin, Gibberellin und Cytokinin.
Antworten:
(d) Auxin, Gibberellin und Cytokinin.

Frage 12.
Zytokinese induziert:
(a) Zellteilung
(b) Zelldehnung
(c) Stammdehnung
(d) Parthenokarpie.
Antworten:
(d) Parthenokarpie.

4. ……………………….. Hormon wird verwendet, um die Länge von genetisch Zwergpflanzen zu erhöhen.
Antworten:
Gibberelline

8. Die Bakani-Krankheit von Reis wird durch einen Pilz namens ……………………….. verursacht.
Antworten:
Gibberella fuji kuroi

9. Das Wachstum tritt pro Zeiteinheit in den lebenden Organismen auf und wird als ………………………. bezeichnet.
Antworten:
Wachstumsrate

10. Im ………………………….. Wachstum nach der Mitoseteilung zeigt nur eine Tochterzelle eine reguläre Zellteilung.
Antworten:
Arithmetik.

Spalte „A“ Spalte „B“
1. Florigen (a) IAA
2. Absziss (b) Protein
3. Verzögerung der Seneszenz (c) Cytokinin
4. Aleuron-Schicht (d) ABA
5. Auxin (e) Blüte.

Antworten:
1. (e) Blüte.
2. (d) ABA
3. (c) Cytokinin
4. (b) Protein
5. (a) IAA.

Spalte „A“ Spalte „B“
1. Dormin (a) Auxin
2. GA3 (b) Abscisinsäure
3. Zeatin (c) Gibberellin
4. 2,4-D (d) Cytokinin
5. Beendigung der Samenruhe (e) Gibberellin.

Antworten:
1. (b) Abscisinsäure
2. (c) Gibberellin,
3. (d) Cytokinin
4. (a) Auxin
5. (e) Gibberellin.

1. Benennen Sie die Gewebe, die für das Wachstum von Pflanzen verantwortlich sind.
Antworten:
Meristematisches Gewebe

2. Schreiben Sie die Namen verschiedener Wachstumsphasen auf.
Antworten:
Zellteilungsstadium, Zellverlängerungsstadium, Zellreifungsstadium

3. Erarbeiten Sie den Begriff 2,4-D. Schreiben Sie auch eine Funktion davon.
Antworten:
2, 4 Di-Phenoxy-Essigsäure, es ist ein Wachstumshormon und wird als Unkrautbekämpfungsmittel verwendet

4. Erarbeiten Sie den Begriff IAA und schreiben Sie eine Funktion davon.
Antworten:
Indolessigsäure, die bei der Entwicklung von kernlosen Früchten verwendet wird

5. Benennen Sie das Hormon, das sich im gasförmigen Zustand befindet.
Antworten:
Ethylen

6. Benennen Sie das zur Messung des Pflanzenwachstums verwendete Gerät.
Antworten:
Auxanometer

7. Nennen Sie die Wachstumsregulatoren, die das Keimen von Kartoffeln und Zwiebeln stoppen.
Antworten:
Malic Hydrazid


Fortgeschrittene Computer, Mathematik und Daten Forschungshighlights


Weitfeld-Immunfluoreszenz-Bildgebung von humanen Brustepithelzellen unter Verwendung von Antikörpern gegen den EGFR (rot) und den Manose-6-Phosphat-Rezeptor (M6PR grün). Die Zellkerne wurden mit DAPI (blau) gegengefärbt. Der größte Teil des EGFR in diesen Zellen befindet sich an der Zelloberfläche, wobei eine Minderheit in intrazellulären Vesikeln lokalisiert ist. Die M6PR sind hauptsächlich in bestimmten Kompartimenten innerhalb der Zelle lokalisiert.

Ergebnisse: Ein typisches Verfahren in der biologischen Forschung wäre, Experimente durchzuführen und dann die gesammelten Daten zu analysieren, um Schlussfolgerungen zu ziehen. Ein neuer modellbasierter Analyseansatz von Wissenschaftlern der Computerbiologie des Pacific Northwest National Laboratory zeigt, dass die Integration von Berechnungen in Experimente es Forschern ermöglicht, robustere quantitative Informationen über die Zellkinetik zu erhalten.

Der Prozess verwendet ein Computermodell, um Vorhersagen über die Dynamik von Zellrezeptoren in verschiedenen Zellkompartimenten zu generieren. Das Modell sagte voraus, dass die Zeitskalen der Rezeptor(de)aktivierungskinetik auf der Zelloberfläche und den inneren Kompartimenten vergleichbar waren. Dieser Befund erschien zunächst im Gegensatz zu dem, was aufgrund der vorhandenen Literatur erwartet worden wäre, jedoch bestätigten Folgeexperimente, dass die rechnerischen Vorhersagen tatsächlich richtig waren.

Die Arbeit ist auf dem November-Cover von . zu sehen Molekulare Biosysteme.

Warum es wichtig ist: In menschlichen Zellen wird die Signalgebung (d. h. der Zelle zu sagen, was sie tun soll, z. Da die Kenntnis ihrer unterschiedlichen zellulären Signalmuster Hinweise auf die potenzielle Wirksamkeit von Arzneimittelreaktionen und Behandlungsstrategien geben kann, ist es wichtig zu bestimmen, ob Oberflächen- und interne Rezeptoren gleich funktionieren. Aktuelle Daten weisen darauf hin, dass Oberflächen- und innere Zellrezeptoren unterschiedliche Reaktions- und Aktivierungskinetiken aufweisen können, dh sie können unterschiedlich reagieren, wenn sie demselben Stimulus ausgesetzt werden. Mit dem neuen Modell sagten die PNNL-Wissenschaftler jedoch voraus, dass die Rezeptoren tatsächlich eine ähnliche Deaktivierungskinetik aufweisen würden. Labormessungen der Rezeptor-Phosphorylierungsniveaus–die das Niveau ihrer Aktivität anzeigen–zeigten, dass tatsächlich die Deaktivierungsraten sowohl für die internen als auch für die Oberflächenrezeptoren ungefähr gleich waren.

Methoden: Das PNNL-Team entwickelte mathematische Modelle für die Signalübertragung des epidermalen Wachstumsfaktorrezeptors (EGFR), um vorherzusagen, wie die aktivierten Rezeptoren innerhalb der Zellen räumlich verteilt sind. Um die Einfachheit zu wahren, wurden die Modellentwicklung und das Design zukünftiger Experimente von Anfang an integriert. Das Modell wurde konstruiert, um die Rezeptor-Phosphorylierungsniveaus in einer Zelle unter spezifischen Bedingungen für die Reaktionsdauer von unmittelbar bis kurz (Minuten bis Stunden) vorherzusagen. Das Team führte dann die Validierungslabortests durch, um die tatsächlichen EGFR-Phosphorylierungsniveaus in Zellen zu bestimmen, sowohl für alle Zellrezeptoren als auch nur für die internen Rezeptoren. Der Unterschied zwischen diesen beiden Messungen lieferte die Information über die Oberflächenrezeptoren.

Was kommt als nächstes: Wenn Rezeptoren einen Hinweis erhalten, um ein Signal zu initiieren, wird das Signal entlang Signalwege "stromabwärts" übertragen, um die nächste Aktivitätsphase auszulösen. Eine solche Signalausbreitung erfolgt durch vorübergehende Protein-Protein-Wechselwirkungen und kann eine große Anzahl assoziierter Proteine ​​umfassen. Das PNNL-Team untersucht nun, wie sich unterschiedliche Wege zur Auslösung eines Signals in unterschiedliche Reaktionsmuster auf der Ebene nachgelagerter Proteine ​​übersetzen. Darüber hinaus untersuchen sie, wie differenzielle Signalisierung, d. h. Variationen in Signalisierungsmustern, wenn sich die Bedingungen ändern, die Entscheidungsfindung von Zellen regulieren kann, was zu unterschiedlichen Reaktionen basierend auf den beobachteten Eigenschaften der Zelle führt.

Danksagung

Diese Forschung wurde durch ein Stipendium der National Institutes of Health finanziert.

Forschungsgruppe: Harish Shankaran, Yi Zhang, William B. Chrisler, Jonathan A. Ewald, H. Steven Wiley und Haluk Resat&mdashPNNL

Referenz: Shankaran H, Y Zhang, WB Chrisler, JA Ewald, HS Wiley und H Resat. 2012. "Integrierte experimentelle und modellbasierte Analyse enthüllt die räumlichen Aspekte der EGFR-Aktivierungsdynamik." Molekulare Biosysteme 8(11):2868-2882. DOI:10.1039/C2MB25190F.


Teil 2: Eskalierende Bedrohung durch Infektionskrankheiten

00:00:01.19 Hallo, ich bin jetzt zurück von meiner zweiten Vorlesung. Das wird sein
00:00:05.04 ganz anders als der erste, den Sie gehört haben. Der erste war der
00:00:08.18 die Wissenschaft in meinem Labor. Dieses Gespräch ist der Grund, warum ich das tue
00:00:12.20 Wissenschaft und warum wir uns alle bewusst sein müssen, was los ist
00:00:17.15 in diesem globalen Dorf, in dem wir leben. Es ist klar geworden
00:00:23.22, dass die globale Bedrohung durch Infektionskrankheiten real ist und etwas, das wir
00:00:29.00 müssen sich Sorgen machen. Infektionskrankheiten sind heute führend
00:00:34.02 Todesursache weltweit und dritthäufigste Todesursache
00:00:39.02 in den Vereinigten Staaten. Jetzt die Krankheiten, die vorherrschen
00:00:43.11 wir alle kennen und haben davon gehört. Dazu gehören natürlich
00:00:46.27 HIV/AIDS. Dazu gehören akute Infektionen der unteren Atemwege,
00:00:52.05 Durchfallerkrankungen, Tuberkulose, Malaria aber seit 1973
00:00:59.17 sind mindestens 29 bisher unbekannte Krankheiten aufgetreten. Jetzt
00:01:06.27 20 Krankheiten sind an neuen Orten wieder aufgetaucht, wo sie nie
00:01:11.24 waren vorher und sitzen in neuen Ökosystemen. Und die Frage
00:01:17.13 ist natürlich "Warum passiert das?" Wo entstehen neue Krankheiten
00:01:20.24 kommen? Warum stehen wir vor einer solchen Eskalation?
00:01:25.10 Und das liegt tatsächlich an den sehr dramatischen Veränderungen in der
00:01:31.01 Gesellschaft und in der Umwelt, in der wir leben. Es gab eine
00:01:36.01 Explosion Bevölkerungswachstum, Verbreitung von Armut, globale Erwärmung,
00:01:40.29 und urbane Migration, und was wir finden, sind neue Krankheitserreger in
00:01:47.29 neue Orte und alte Krankheitserreger an neuen Orten. Und was meinen wir damit,
00:01:54.26 "Wie geht das?" Wenn wir also städtische Migration haben,
00:01:58.25 was bedeutet, dass wir in unsere Wälder ziehen, eine typische Krankheit, die
00:02:03.06 Jetzt blüht überall die Borreliose, übertragen von einer Zecke.
00:02:07.28 Und das lag an der Abholzung, um Platz für neue Häuser zu machen.
00:02:12.17 Und das verursacht einen Zeckenstich, der diese bakterielle Infektion trägt
00:02:17.09 ist ziemlich verheerend. Eine andere, die wir natürlich alle kennen, ist
00:02:22.00 HIV/AIDS, das in allen städtischen Bevölkerungen wächst und sich ausbreitet.
00:02:28.29 Ein weiteres interessantes Virus heißt Hantavirus. Dieses Virus war unbekannt.
00:02:33.29 Es ist neu für uns. Und es erscheint im fernen Westen Amerikas in
00:02:39.07 Utah und Arizona. Es wird von Mäusen und Ratten getragen. Das ist ein sehr
00:02:44.18 böser Virus mit einer Abtötungsrate von 60 %. Und wir versuchen immer noch, es zu verstehen.
00:02:49.24 Ein weiterer, der aus den Wäldern Afrikas kommt, ist
00:02:55.21 durch einen Virus verursacht, und es ist Ebola. Und das ist ein sehr schwieriger Virus
00:03:00.28 zu bewältigen. Jetzt haben wir auch die verschiedenen Arten von Veränderungen in unserer Umgebung.
00:03:10.01 Zum Beispiel Rinderwahn, über das Sie alle gelesen haben und
00:03:14.07 gehört, die nicht durch ein Bakterium, nicht durch ein Virus verursacht wird,
00:03:19.12 aber von einem Protein, das die Konformation ändert und in ein
00:03:23.28 Zustand, der einen sehr schweren neurologischen Hirndefekt verursacht.
00:03:28.23 Und warum kam das irgendwie aus der Box? Und wenn du dich erinnerst
00:03:34.05 in England gab es vor einigen Jahren gerade einen Ausbruch
00:03:39.10 der Rinderwahnsinnskrankheit, und es stellte sich heraus, dass es an der Tatsache lag
00:03:43.02 dass die Produktion der Lebensmittel, die wir alle füttern
00:03:48.02 Vieh wurde anders gemacht. Wir fütterten sie mit verschiedenen Arten von
00:03:54.22 pflanzlicher, mineralischer und tierischer Abfall und diesmal würden sie es tun
00:04:00.22 umfassen die Nervenstruktur – das Gehirn und die Nerven. Und das ist
00:04:05.24 wo diese Prionen waren. Und dann war es nicht bis zum Mandat
00:04:09.24 kam, um die Zubereitung von Futter für unser Vieh zu ändern, das
00:04:14.20 diese Epidemie wurde fallen gelassen. Und das musste weltweit geändert werden.
00:04:18.16 Dies ist also ein weiteres Beispiel für unseren Versuch, in großen Populationen zu überleben
00:04:24.09 und füttere alle, indem wir die Art und Weise ändern, wie wir uns tragen
00:04:27.22, was wir tun. Das andere, was passiert ist, ist das
00:04:31.04 sehr resistente Tuberkulose ist wieder aufgetreten.
00:04:36.27 Und in Südafrika gibt es jetzt Stämme des Bazillus, die
00:04:43.11 verursacht Tuberkulose, die gegen jedes bekannte Antibiotikum resistent ist
00:04:48.12 und es ist eine besonders virulente Sorte mit einer sehr hohen Abtötungsrate.
00:04:52.14 So hat das Gedränge, urbane Vermischung von Menschen und Krankheitserregern gegeben
00:05:00.21 uns eine Bakterienblüte, die gegen Antibiotika resistent ist. Jetzt
00:05:08.20 wir wissen auch, dass wir überall internationale Reisen haben.
00:05:15.02 Es ist erhöht. Wenn wir in Kuala Lumpur einen Krankheitsausbruch haben,
00:05:19.09 an einem Tag, die Person, die mit einer ansteckenden in dieses Flugzeug steigt
00:05:24.21 Krankheit kann am selben Tag in Chicago sein. Damit wir sind
00:05:30.01 bewegt sich schnell über diesen Globus, und es gibt eine unglaublich schnelle Verbreitung
00:05:34.29 Krankheit, die uns daran erinnert, dass kein Land eine Insel ist. Und wir jetzt
00:05:40.00 leben in einem globalen Dorf, was bedeutet, dass alle Länder auf diesem Globus
00:05:45.00 müssen sich jetzt koordinieren, zusammenarbeiten und einander helfen
00:05:50.08 um Krankheiten zu erkennen und Dinge zu verbreiten, die helfen werden
00:05:55.08 einen Ausbruch irgendeiner Art unterdrücken. Nun noch eine Sache, die
00:06:00.23 passiert, wenn dieser Typ in Kuala Lumpur eine Krankheit bekommt und
00:06:05.07 landet in Chicago – jetzt haben die Leute in Kuala Lumpur vielleicht
00:06:08.25 leben seit einiger Zeit mit dieser Krankheit und sie haben eine Immunität aufgebaut.
00:06:11.28 Aber die Leute in Chicago haben keine Immunität dagegen und so ist es
00:06:15.24 ein größeres Problem. Jetzt ist der schwierige Teil, dass wir haben
00:06:21.25 asymptomatische Reise. Du steigst in ein Flugzeug und fühlst dich gut, aber tatsächlich
00:06:27.02 Sie sind infiziert. Und von den großen Problemen mit einer möglichen Grippe
00:06:32.23 Epidemie ist, wenn Sie sich einen Grippevirus – Influenza – anstecken, sind Sie asymptomatisch
00:06:40.08 für mindestens zwei Tage. Und während dieser Zeit bist du
00:06:44.07 ansteckend. Sie wissen also nicht, was Sie übertragen. Und das ist
00:06:48.28 was dich zur Pandemie führt. Jetzt ist natürlich ein weiteres Problem
00:06:54.29 der Verlust der Kontrolle über unsere Landesgrenzen. Und wir sind wirklich nicht sehr
00:07:01.08 gut darin, unsere Quarantänegesetze auszuführen. Es ist schwierig, dies zu tun.
00:07:08.04 Und wir werden später in meinem Vortrag darauf zurückkommen, weil bei vielen Krankheiten--
00:07:14.29 wirksame Quarantänegesetze sind das einzige, was wir tun werden
00:07:19.25 verwenden, um uns zu schützen. Jetzt ist jedes dieser Probleme etwas
00:07:25.21, die von vielen Ländern bearbeitet und verstanden wird
00:07:30.22 koordiniert von der Weltgesundheitsorganisation. Die letzte Ausgabe, die
00:07:36.25 macht dort, wo wir jetzt leben, fast einen perfekten Sturm
00:07:41.20 während wir die Globalisierung erhöht haben, während wir zugenommen haben
00:07:46.10 Bevölkerung, während wir die Urbanisierung und die Abwanderung von
00:07:51.04 Krankheitserreger in neue ökologische Nischen, wir haben den Aufstieg
00:07:55.15 antibiotikaresistente Krankheitserreger. Also lass mich dir sagen, was ein
00:07:59.22 Antibiotikum ist. Ein Antibiotikum ist eine kleine Verbindung, die entweder hergestellt wird
00:08:03.24 in einem Labor oder von einem Lebewesen gemacht und wann
00:08:08.01 Diese Verbindung wird hergestellt und tötet den Erreger ab.
00:08:15.16 Es tötet den bakteriellen Erreger ab. Vielleicht sollte ich dich nur daran erinnern
00:08:19.12 des Unterschieds zwischen einem bakteriellen Erreger und einem viralen
00:08:23.07 Erreger. Ein Virus ist keine lebende Zelle. Ein Virus hat nur ein Protein
00:08:29.24 Mantel und das genetische Material sitzt in diesem Mantel. Und es
00:08:34.27 kann nicht mehr aus sich machen. Nur so kann es mehr aus sich machen
00:08:39.24 ist, wenn es eine Wirtszelle infiziert - eine unserer Zellen, eine der Zellen, die es sind
00:08:45.08 einer Ratte, eines Affen oder eines anderen Tieres. Und dann kommt es da rein
00:08:49.07 kooptiert die Maschinerie dieser Zelle und macht viel mehr aus sich selbst.
00:08:53.17 Das ist ein Virus. Eine Bakterienzelle ist diese kleine, winzige lebende Zelle, die wachsen kann
00:09:00.17 und teile und reagiere auf seine Umgebung und finde heraus, ob es so ist
00:09:04.22 ein Krankheitserreger, wie man in eine Wirtszelle gelangt und sehr krank macht.
00:09:09.05 Das ist also eine Bakterienzelle. Antibiotika sind spezifisch für Bakterienzellen,
00:09:16.00 keine Virusinfektionen. Und was passiert ist, ist, dass wir hatten
00:09:22.14 eine Geschichte verschiedener Arten von Antibiotika, die zuerst entdeckt wurden
00:09:30.11 im Jahr 1946 mit Penicillin. Dann hatten wir kurz darauf Streptokokken und Staphylokokken
00:09:38.23 Infektionen, die sehr empfindlich auf Penicillin reagieren würden. Heute 80%
00:09:44.29 aller Staphylokokken-Stämme sind gegen Penicillin resistent.
00:09:51.03 Das war ein ziemlicher Schock für uns. 1950 hatten wir mehr Antibiotika als
00:10:00.25 würde mehrere Käfer infizieren – Streptomycin, Chloramphenicol,
00:10:06.07 Tetracyclin. 1953 gab es dann in Japan einen Shigella-Ausbruch
00:10:12.15 und es entstand ein Stamm von Ruhrbazillus
00:10:16.22, die nicht nur gegen ein Antibiotikum resistent war, sondern gegen viele. Und das
00:10:22.04 war eine rote Flagge. Und die Leute begannen, sich etwas Sorgen zu machen.
00:10:27.07 Bis 1982, als wir die letzte neue Klasse von Antibiotika hatten – die Chinolone –
00:10:34.22 Der Widerstand nimmt wirklich erschreckend zu. Cipro, zu dem
00:10:41.08 wir aßen wie Süßigkeiten, als es eine Anthrax-Angst gab
00:10:45.24 den Vereinigten Staaten, hat eine enorme Resistenz gegen dieses spezielle Medikament hervorgerufen.
00:10:51.16 Im Jahr 1998 wurde Vancomycin, das von vielen als Antibiotikum angesehen wird,
00:10:58.01 letztes Mittel bei Staphylokokkeninfektionen und anderen Krankheitserregern,
00:11:01.25 wir sehen jetzt auch das Auftreten von Resistenzen gegen Vancomycin.
00:11:06.12 Was passiert nun, wenn etwas gegen ein Antibiotikum resistent wird?
00:11:11.18 ist, dass sich herausstellt, dass diese Käfer sehr, sehr schlau sind und was sie
00:11:16.15 haben gelernt, wie es geht, wenn sie eine Droge auf sich zukommen sehen
00:11:21.28 es, wie Arithrimycin, findet heraus, wie man es ausspuckt. Oder wenn die
00:11:29.00 Antibiotikum schafft es, in den Fehler zu gelangen, die Bakterien haben es herausgefunden
00:11:34.28 eine Möglichkeit, dieses Antibiotikum chemisch so zu modifizieren, dass es nicht mehr ist
00:11:38.23 arbeiten. Und sie haben auch herausgefunden, wie man das Ziel ändert
00:11:43.16 dieses Antibiotikums in dieser bestimmten Zelle, damit es nicht mehr wirkt.
00:11:47.26 Diese Käfer sind also sehr schlau und wir führen einen Krieg mit ihnen und
00:11:53.03 die Käfer gewinnen. Und was wir brauchen, ist zu verstehen, wie man macht
00:11:57.22 neue und bessere Antibiotika. Wenn ich mir nur Staphylokokkeninfektionen ansehe
00:12:03.12 USA, 1957 100% Penicillinsensitiv. 1982-- weniger
00:12:12.04 als 10 % aller Staphylokokkenfälle könnten durch Penicillin geheilt werden.
00:12:16.06 1993 – nur Vancomycin überlebte als wirksames Antibiotikum. Und heute, wie ich
00:12:23.13 hat dir gesagt, es gibt Sorten, die gegen alles resistent sind. So
00:12:27.18 Eine der Fragen lautet: "Warum nehmen Antibiotikaresistenzen so schnell zu?"
00:12:32.03 Und tatsächlich sehen wir, dass Antibiotika in Tiere eingeschleust werden
00:12:38.17 Futter, in Aerosole für Obst und Gemüse. Von den 50 Millionen
00:12:43.09 Pfund Antibiotika, die jährlich in den USA produziert werden, 40 % gehen in
00:12:49.23 Vieh. Wie kommt es zu diesem Widerstand? Sagen wir du
00:12:55.06 haben 10 bis neun (10^9) Bakterienzellen, die alle gegen ein bestimmtes Antibiotikum resistent sind.
00:13:00.15 Eine dieser 10^9 Zellen hat eine Mutation, die sie resistent macht.
00:13:07.12 Alle anderen werden von diesem Antibiotikum getötet, aber das hier
00:13:12.00 wird glücklich wachsen und sich teilen und dann haben Sie eine Blüte von an
00:13:16.18 antibiotikaresistenter Erreger. Durch die Fütterung von Antibiotika in großen Mengen
00:13:23.14 für all unser Vieh erhöhen wir die Chancen dafür
00:13:30.05 Mann, der eine Antibiotikaresistenz entwickelt. Ein weiterer Grund, dass Dinge--
00:13:36.10 Dieser Widerstand – wächst so schnell, dass es immer mehr gibt
00:13:40.28 von immungeschwächten Menschen. Und das liegt wirklich zum Teil daran
00:13:45.10 auf die Wunder der Medizin und auch auf neue Infektionskrankheiten.
00:13:48.20 Chemotherapie-Patienten haben eine sehr, sehr geringe Immunität. Sie sind infiziert
00:13:53.21 von vielen verschiedenen Bakterien und sie wachsen und teilen sich und entwickeln sich
00:13:57.04 Widerstand. Transplantationspatienten, AIDS-Patienten, sogar nur eine alternde Bevölkerung--
00:14:04.05 wenn du über 65 bist, geht dein immunsystem im handkorb zur hölle.
00:14:09.20 Und da muss man wirklich erkennen, dass man besonders sensibel ist
00:14:14.17 bakterielle Infektionen und wieder wirst du zum Reservoir für vermehrte
00:14:19.19 Antibiotikaresistenz. Es gibt auch den übermäßigen Gebrauch von Antibiotika,
00:14:24.04 über verschreibungspflichtige und dann unregulierte rezeptfreie Verkäufe. Also diese
00:14:29.22 sind alles sehr ernste Probleme. Natürlich, wie ich dir schon sagte,
00:14:34.02 internationales Reisen hat uns überall hingebracht. Und wenn du also bekommst
00:14:38.08 ein multiresistenter Streptomycin-Stamm in Spanien, Sie landen
00:14:46.13 damit in Südafrika in vier Tagen, wenn jemand schnell reist.
00:14:50.03 Wir haben also eine vollständige und schnelle Verbreitung. Was bin ich jetzt?
00:14:53.26 Wir wenden uns der Geschichte zu, woher neue Fehler kommen.
00:15:00.23 Woher kommen neue Krankheitserreger? Und die Geschichte, die ich dir erzählen werde
00:15:05.22 ist einer von E. coli 0157. Es ist ein neuer und weit verbreiteter Erreger. Es ist ein Essen
00:15:12.16 Schadstoff, der heute die Hauptursache für Nierenversagen ist
00:15:15.26 bei Kindern. Das erste Mal, als ich diese Geschichte erzählte, war in einer sehr
00:15:19.28 ungewöhnliches Szenario. Es war während der Amtszeit von Bill Clinton.
00:15:25.27 Und er machte sich große Sorgen über die Gentechnik--
00:15:30.20 mit anderen Worten, was wir im Labor jetzt beim Neubau tun können
00:15:34.01 Gengruppen und vielleicht einen Krankheitserreger verändern oder einen anderen verändern
00:15:39.15 normaler Ablauf. Und er machte sich Sorgen. Er wollte wissen wie
00:15:43.11 besorgt, dass wir uns Sorgen machen sollten, dass böswillige Kräfte tatsächlich erschaffen werden
00:15:48.12 neue Krankheitserreger. Und er wollte verstehen, was geschah.
00:15:53.27 Und ich war Teil einer Gruppe von sechs Leuten, die eingeladen wurden, zu sprechen
00:15:58.20 mit Präsident Clinton und seinem ganzen Kabinett. Und die Geschichte ich
00:16:03.00 sagte ihnen, dass es wirklich Gentechnik war, ja, wir können es tun
00:16:09.04 im Labor, aber die Käfer und die verschiedenen Arten von Lebewesen im
00:16:15.14 Die Natur ist viel bessere Gentechniker als wir und
00:16:19.15 das Beispiel ist E. coli 0157. Dies ist nun ein Bild eines Virus
00:16:27.18 und ich zeige dir und erzähle dir, wie das funktioniert hat
00:16:32.06 zur Gentechnik, die von E. coli 0157 durchgeführt wurde.
00:16:37.13 Also woher kommt es? E. coli 0157 wurde erstmals isoliert
00:16:44.08 von einer 50-jährigen Frau in Kalifornien, die mit heruntergekommen ist
00:16:49.09 schwere Magenbeschwerden und blutiger Durchfall. Sie hat überlebt, aber
00:16:54.11 sie war ziemlich krank. 1980 wurden dann 14 Kinder in ein Toronto aufgenommen
00:17:01.03 Krankenhaus mit den gleichen Symptomen. Davon sind zwei Kinder gestorben
00:17:05.24 und der Rest hatte schwere Nierenschäden. Wieder
00:17:10.03 der Käfer, das Bakterium, isoliert von einem dieser Kinder
00:17:15.18 war das gleiche wie bei dieser 50-jährigen Frau und
00:17:20.15 Bei der Analyse war die sehr überraschende Entwicklung, dass dies
00:17:27.01 E. coli-Zelle, eine Wanze, die in unserem gesamten Magensystem wächst
00:17:33.12 und ist ziemlich harmlos, hatte ein Gen aufgenommen – ein bestimmtes Gen –
00:17:40.14 von einem anderen Fehler, einem Krankheitserreger namens Shigella, der für ein Toxin kodiert.
00:17:46.13 Also haben wir jetzt eine E. coli-Zelle genommen und ein Gen eingebaut, das sie gemacht hat
00:17:52.04 ein Krankheitserreger. Das ist Gentechnik. 1981, in der Weißen Stadt,
00:17:58.08 Kalifornien 12 Leute, die in einem Hamburger Lokal essen, wurden
00:18:02.13 krank mit den gleichen Symptomen. 1982 in Michigan – wieder ein lokaler Hamburger
00:18:08.03 Ort--E. coli 0157 wurde in seinen Frikadellen gefunden. 1993--Jack-in-the-box
00:18:17.01 Restaurants im Nordwesten - Hunderte wurden krank. Vier Kinder starben.
00:18:22.14 Und das geht immer weiter. Es wurde 1996 in kontaminierten gefunden
00:18:27.24 Apfelsaft und Salat. Und das stellte sich heraus, weil die E. coli-Zelle
00:18:32.15 hat nicht nur dein Gen für das Toxin aufgenommen, sondern auch ein Gen, das
00:18:35.25 säurebeständig. So könnte es in einer sauren Umgebung wachsen,
00:18:39.18 was normales E. coli nicht tut. 1997 - es gab wieder ein riesiges
00:18:45.10 Rückruf von kontaminiertem Hamburgerfleisch. Und 2007 nur ein paar
Vor 00:18:51.00 Monaten wurde kontaminierter Spinat gefunden. Und das kam
00:18:56.02 aus dem Abfluss von Nutztieren, die nicht allzu weit entfernt waren.
00:19:01.20 Es stellt sich also heraus, dass es jetzt 25 bis 30 Ausbrüche pro Jahr gibt
00:19:09.00 allein in den Vereinigten Staaten von E. coli 0157-Kontamination
00:19:13.18 und 5% unserer Milchkühe tragen diesen Erreger. Also wie ist das
00:19:20.13 passiert? Wie denken wir, dass dies passiert ist? Also was ich dir zeige
00:19:25.00 hier ist ein bakterieller Virus. Denken Sie daran, ich habe Ihnen gesagt, dass ein Virus
00:19:30.08 hat einen Proteinkopf, und das wird hier gezeigt. Das ist der Kopf.
00:19:34.12 Das ist sein Schwanz, und in diesem Kopf ist DNA. Und das hier
00:19:39.10 zeigt Ihnen, wie das Virus aussieht. Dieses Over-Hear zeigt dir a
00:19:43.26 Diagramm dieses Virus. Sieht aus wie ein Mondlander, nicht wahr?
00:19:46.29 Und dieser Mondlander landet auf einer Bakterienzelle
00:19:51.13 und injiziert die DNA, das genetische Material, direkt in die
00:19:57.05 Bakterienzelle, auf die es trifft. Und so glauben wir, dass dies passiert ist.
00:20:02.12 Okay. In diesem Diagramm zeige ich Ihnen eine Shigella-Bakterienzelle. Das Blaue
00:20:09.03 Kreis zeigt das Chromosom an – das einzelne Chromosom.
00:20:13.10 Und der kleine Mondlander da oben zeigt das Virus an.
00:20:17.10 Also injiziert das Virus seine DNA, und das ist dieser kleine Kreis im
00:20:22.13 Mitte des Kopfes, in die Zelle. Sobald diese DNA in die
00:20:27.00 Zelle, es kodiert für Dinge, die das blaue Chromosom zerhacken.
00:20:31.13 Du zerhackst das blaue Chromosom und das kleine Stück
00:20:35.02, das das Shigella-Gen enthält und dann in den Kopf gesteckt wird
00:20:40.27 eines neuen Virus. Und so enthält dieses neue Bakterienvirus
00:20:46.09 seine eigene DNA und ein bisschen von dieser Shigella-DNA. Und das bisschen
00:20:51.24 enthält das Gen, das ein Toxin verursacht. Was nun passiert ist
00:20:58.14, dass das gleiche Virus eine E. coli-Zelle trifft. Und wir glauben das
00:21:05.04 geschah während einer Ruhrepidemie in Mittelamerika
00:21:10.18, als sowohl E. coli als auch Shigella gemischt wurden. Und dieses Virus injiziert
00:21:16.04 seine DNA in das harmlose E. coli. Und dieses Stück DNA bekam
00:21:21.10 in die DNA dieses E. coli eingebaut, wodurch E. coli 0157 entsteht.
00:21:29.15 Das ist Gentechnik. Das passiert ganz natürlich.
00:21:34.05 Lassen Sie mich Ihnen jetzt eine zweite Geschichte erzählen. Und die zweite Geschichte
00:21:38.25 beschäftigt sich damit, warum es so schwierig ist, wenn wir zum ersten Mal mit etwas konfrontiert werden
00:21:44.20, die wir in einem bestimmten Land noch nicht gesehen haben, um zu entscheiden, ob dies
00:21:48.24 ist ein natürlicher Ausbruch. Ist es eine böswillige Tat? Wo kommt es hin
00:21:54.26 ab? Und das ist eine interessante Geschichte. Jetzt West-Nil-Virus
00:22:02.00 verursacht eine Erkrankung vom Typ einer Enzephalitis. Aber es wurde nie gefunden
00:22:06.26 auf der westlichen Hemisphäre. Und das ist jetzt schon einige Jahre her.
00:22:12.14 Und es begann damit, dass Vögel im Zoo der Bronx zu sterben begannen.
00:22:17.25 Und sie hatten eine Infektion vom Typ einer Enzephalitis. Und ein Tierarzt im Zoo der Bronx
00:22:24.02 schickte ihre Gewebeproben an das CDC--Center for Disease Control--
00:22:28.21 und sie waren ziemlich überwältigt, weil die CDC es nie getan hat
00:22:32.17 genug Geld, um alles zu tun, was sie tun müssen, und sie haben irgendwie
00:22:36.16 sagte: "Ja, wir kommen dazu. Vögel sterben." Naja gleichzeitig
00:22:40.27 In New York City gab es eine steigende Zahl menschlicher Patienten,
00:22:44.22, die an einer Enzephalitis-ähnlichen Erkrankung erkrankten und daran starben.
00:22:49.22 Die Leute dachten, es sei das von Mücken stammende St. Louis-Enzephalitis-Virus.
00:22:55.04 Sie wussten es nicht genau. Dann der Chef des Notfallmanagements
00:23:01.07 in New York City gelang es, den gesamten Vorrat an "Off" zu übernehmen.
00:23:07.02 "Aus" ist etwas, das Mücken und fliegende Käfer tötet, und er
00:23:11.15 hat gerade "Off" über die ganze Stadt gesprüht und er hat die Epidemie gestoppt
00:23:15.21 kalt. Währenddessen versuchte die Tierärztin im Bronx Zoo immer noch
00:23:21.08 verzweifelt, um herauszufinden, warum ihre Vögel sterben. Warten zu hören
00:23:25.15 etwas von der CDC, und die Wochen gingen weiter und sie
00:23:29.23 war zufällig auf einer Hochzeit an der Westküste und saß da
00:23:34.01 Neben ihr bei dieser Hochzeit war ein Virologe. Und nicht besonders
00:23:39.15 interessiert am Tanzen, fingen sie an, über diese seltsame Sache zu sprechen
00:23:43.23 das passierte ihren Vögeln im Zoo. Und er sagte: "Schau,
00:23:48.01 warum schickst du mir nicht ein paar ihrer Taschentücher und ich versuche herauszufinden, was?
00:23:51.02 hast du." Und das ist passiert. Er hat sich sehr schnell identifiziert
00:23:55.17 dies als West-Nil-Virus. Jetzt war die erste Reaktion aller:
00:24:01.26 „Das kann nicht sein. Wir haben kein West-Nil-Virus im Westen
00:24:04.18 Hemisphäre!" Aber ungefähr zu dieser Zeit, in Fort Collins, hatte die CDC
00:24:10.06 identifizierte dies tatsächlich ebenso wie das West-Nil-Virus. Es hat einfach zu lange gedauert.
00:24:18.23 Und dies war unsere erste Erfahrung mit dem Versuch, schnell zu identifizieren
00:24:23.18 etwas Neues. Interessanterweise gleichzeitig während all dies
00:24:28.18 lief, hatte ein irakischer Überläufer berichtet, dass Saddam Hussein
00:24:34.24 entwickelte einen Stamm des West-Nil-Virus als biologische Kriegsführung
00:24:39.22 Agent und bereitete sich auf die Freigabe vor. Dies wurde nie bestätigt.
00:24:44.12 War das ein BW-Event? Wir wissen es nicht. Ist das in die Vereinigten Staaten gekommen?
00:24:50.08 Staaten auf einer 747, in die zufällig eine Mücke gekrochen ist? Wir nicht
00:24:55.22 wissen. Wir kennen die Antwort nicht, aber was ist wichtig – welche?
00:25:00.20 muss sich daran erinnern – ist alles, was wir tun, um einen neuen Ausbruch zu identifizieren?
00:25:05.28 wird relevant sein, egal was die Quelle ist – böswillig oder natürlich.
00:25:11.10 Das Problem ist, zu verstehen, was wir haben, und zwar schnell
00:25:15.19 verstehen, wie wir diese Dinge analysieren und identifizieren können
00:25:20.04 Agenten. Das ändert sich nun. Und das ändert sich gerade deshalb, weil
00:25:26.08 von dem, was wir mit SARs gefunden haben. Das ist vor kurzem passiert.
00:25:30.22 SARs ist ein schweres akutes respiratorisches Syndrom. Es wird verursacht durch a
00:25:36.14 Corona-Virus, das ein RNA-Virus ist. Es ist ähnlich wie bei den Viren, die
00:25:42.17 verursachen die Erkältung. Es hat ein sehr hohes Potenzial für die natürliche Evolution
00:25:47.21, also kann es sich sehr ändern. Jetzt mit SARs – es ist eine interessante Geschichte
00:25:54.21, weil dies eine Infektion ist, die hauptsächlich in . begann
00:25:59.08 Hongkong und Peking und Provinz Guangdong in China. Aber
00:26:03.26 tauchte sehr schnell in Toronto auf. Und was ist da passiert
00:26:08.11 ist, dass wir einen hochansteckenden Erreger hatten, der dies veranschaulicht
00:26:13.08 globales Dorf, in dem wir leben. Es gab ein wissenschaftliches Treffen in Hongkong.
00:26:17.02 Jemand wurde krank. Sie landeten in Toronto und es war alles
00:26:20.11 über dem Platz. Aber SARs ist ein Beispiel, in dem wir viel besser waren
00:26:24.26 bei der schnellen Identifizierung des Agenten durch Sequenzierung. Wir waren auch
00:26:30.26 in der Lage zu erkennen, dass das einzige, was effektiv wäre
00:26:34.14 war Quarantäne. Und das ist interessant, denn in der Tat
00:26:40.06 Singapur war in der Quarantäne sehr effektiv. Sie sagten: "Das ist
00:26:45.24 was wir tun müssen, um das zu stoppen." Während Hongkong und Toronto
00:26:49.16 waren es nicht. Letztendlich hat es aufgehört. Der Umgang damit war sehr effektiv.
00:26:58.17 Und tatsächlich gab es sehr wenige Tote, wenn man es global betrachtet.
00:27:03.12 Aber die Wirkung auf die Wirtschaft war enorm. Und das erzählt es
00:27:08.03 uns, dass selbst ein kleiner Ausbruch schwere wirtschaftliche Folgen haben wird
00:27:12.25 Auswirkungen weltweit. Und was es tat, war der Welt zu helfen
00:27:18.23 Gesundheitsorganisation baut ein Netzwerk der Berichterstattung, des Verständnisses auf
00:27:25.07 Diagnose von Krankheitsausbrüchen überall auf der Welt. So
00:27:29.16 dass wir wissen, wie wir reagieren und schnell damit umgehen können.
00:27:33.05 Jetzt werde ich dieses Gespräch mit einer Diskussion über etwas beenden
00:27:38.14 das steht uns allen gerade bevor. Und das ist die asiatische Vogelgrippe H5N1.
00:27:45.22 Dies verursacht Grippe. Grippe ist die ganze Zeit bei uns, verschiedene
00:27:50.25 verschiedene Sorten. Das ist besonders erschreckend
00:27:54.03 eins. Es gibt jedoch noch keine stichhaltigen Beweise dafür, dass der Mensch
00:27:59.09 Übertragung auf den Menschen. Im Moment ist dies eine Vogelkrankheit...
00:28:04.26 lokales Geflügel, Geflügel, Wildvögel. Unsere Sorge ist, dass H5N1, das
00:28:13.01 mutiert schnell, geht letztendlich von Mensch zu Mensch.
00:28:19.16 Lassen Sie mich Ihnen jetzt etwas über diesen Virus erzählen, weil er relevant ist.
00:28:24.22 Jedes Virus hat einen einzelnen RNA-Strang, der 8 Gene enthält.
00:28:31.00 Jedes Gen kodiert für ein einzelnes Protein. Diese sehr hohe Mutagenität
00:28:36.20-Rate, mit anderen Worten, die Art des hergestellten Proteins zu ändern
00:28:40.24 von jedem Gen, kann passieren, indem man die Gene neu sortiert nach
00:28:44.22 Single-Base-Mutationen. Und es ändert sich einfach schnell. Das ist
00:28:48.11 warum wir jedes Jahr Grippeimpfungen bekommen. Und im Grunde zu dieser Zeit
00:28:54.14 wir wissen, dass die Übertragung von H5N1 von Enten zu geht
00:29:00.20 entweder Wildvögel oder einige Katzen, Tiger, Löwen, Leoparden, Haustiere
00:29:06.25 mit einer ziemlich einfachen Übertragung. Aber von Wildvögeln bis zum Menschen
00:29:14.10 kommt vor. Es ist nicht einfach. Sie brauchen einen sehr persönlichen Kontakt.
00:29:19.15 Und von Mensch zu Mensch – dafür gibt es noch keine eindeutigen Beweise.
00:29:25.15 Unsere Sorge ist, dass es passieren könnte. Und was bedeutet H5N1?
00:29:31.03 sowieso? „H“ steht für Hämagglutinin und das ist ein Protein, das sitzt
00:29:38.00 auf dem Käfig, in dem die RNA sitzt. Die Funktion von
00:29:43.05 dass Hämagglutinin dem Virus ermöglichen soll, an die Wirtszelle zu binden
00:29:48.23 und erlauben Sie der RNA, ihre schlechten Dinge zu tun. "N" steht für
00:29:55.21 Neuraminidase. Neuraminidase ist eine andere Art von Protein
00:29:59.05 das sitzt auch auf der oberfläche der zelle und erlaubt es
00:30:02.28 neu gebildete Viren, um zu entkommen und andere Zellen zu infizieren. Wir haben
00:30:09.03 gibt es jetzt zwei antivirale Medikamente. Einer heißt Tamiflu.
00:30:12.25 Die andere ist Relenza. Und die Neuraminidase ist das Ziel für beide
00:30:17,13 davon. Und tatsächlich, der beste Weg, so etwas wie Tamiflu zu verwenden
00:30:23.04 ist, wenn Sie noch nicht infiziert wurden, es bietet Ihnen 80% Schutz
00:30:28.12 für eine Weile. Wenn Sie sich infiziert haben, wird die Viruslast sinken, so dass
00:30:34.05 du bist nicht so ansteckend. Du wirst immer noch krank, aber du wirst nicht
00:30:37.09 genauso krank sein. Wenn wir uns nun die Geschichte der Grippeviren ansehen, die schwerwiegendsten
00:30:46.04 Grippepandemie trat 1918 auf und diese Influenza war H1N1.
00:30:53.20 Es hat 40 Millionen Menschen weltweit getötet und H1N1 bedeutet etwas Besonderes
00:31:00.06 Derivat des Hämagglutinins und der Neuraminidase. 1957
00:31:05.26 Grippe war H2N2 - ungefähr 2 Millionen Menschen starben. 1968--H3N2 etwa getötet
00:31:13,19 eine Million. Ich kenne das sehr gut, weil ich das gefangen habe.
00:31:16.20 Und lassen Sie mich Ihnen sagen – eine echte Grippe-Infektion macht keinen Spaß. Ihr Strom
00:31:22.10 Asiatische Vogelgrippe ist H5N1, wie ich schon sagte. Beängstigend an diesem Kerl
00:31:27.11 ist, dass es im Moment eine Tötungsrate von 50% hat, was enorm ist.
00:31:32.06 Und Menschen haben keine Immunität gegen H5, während wir welche haben
00:31:37.10 gegen H1, H2 und H3, die es schon länger gibt.
00:31:42.14 Was ist also zu tun? Wie werden wir damit umgehen?
00:31:48.10 Lassen Sie mich Ihnen zuerst sagen, dass die Verwendung von etwas wie Tamiflu
00:31:56.10 ist meiner Meinung nach am besten, indem man Tamiflu nicht darunter streut
00:32:02.21 die 30 Millionen Menschen auf der Welt aber lieber dort nutzen, wo es gibt
00:32:07.23 ein Hotspot. Jetzt, da wir ein ganzes Netzwerk von Berichten haben
00:32:15.16 kommen auf der ganzen Welt und halten Ausschau nach Hot Spots
00:32:20.00 von plötzlichen Ausbrüchen von H5N1, die möglicherweise vom Menschen auf den Menschen übertragen werden
00:32:26.02 Mensch, dann muss unser Tamiflu sofort da sein. Und dann
00:32:31.27 was du tust, ist das Gebiet abzusperren, unter Quarantäne zu stellen, mit zu behandeln
00:32:36.18 Tamiflu und Startimpfungen. Jetzt eindeutig der Impfstoff, den wir jetzt haben
00:32:41.26 ist zum H5N1, das nur zwischen Vögeln und möglicherweise Katzen geht.
00:32:48.06 Was wir letztendlich brauchen werden – wenn das passiert – wenn es mutiert zu
00:32:53.08 von Mensch zu Mensch ist, dass wir uns dann einen neuen Impfstoff besorgen müssen
00:32:59.11 das wird gegen diese spezielle Variante sein. Und viel Arbeit
00:33:04.04 läuft gerade von vielen kleinen Firmen und vielen
00:33:06.27 große Pharmaunternehmen bereit sein, dies so schnell wie möglich zu machen
00:33:11.13 möglich. Jetzt ist es wichtig zu erkennen, dass
00:33:18.27 Impfstoffe werden aus Eiern hergestellt. Ich meine Millionen Eier. Wenn du zu einem von diesen gehst
00:33:24.13 Produktionsstätten für Impfstoffe, das ist erstaunlich. Es ist wie ein Fußballfeld
00:33:28.05 Eier. Und in diese Eier wird ein Virus injiziert und dann ein hoher Titer
00:33:34.14 von mehr Viren, die beeinträchtigt sind. Du tötest es. Dann machst du
00:33:39.03 der Impfstoff. Der Grund, warum wir Eier verwenden, ist, dass Sie ein sehr hohes High bekommen
00:33:43.17 Titer. Eine Sache, die ich nicht zu stark betonen kann, ist tatsächlich
00:33:49.22 man bekommt keine Grippe von einer Grippeimpfung. Es ist tot. Aber du kannst auf jeden Fall
00:33:56.26 Immunität bekommen. Aber die Leute scheinen zu denken, dass Impfstoffe eine
00:34:03.17 absolutes Allheilmittel. Es ist nicht wahr. Grippeimpfstoffe sind zu 70-90% wirksam
00:34:10.15 bei jungen gesunden Menschen und nur 40-60% wirksam bei Menschen über
00:34:17.11 65. Damit die Grippe allein uns nicht rettet. Aber da sind
00:34:23.20 viele Dinge, die wir tun können, um uns selbst zu helfen. Eine der Sachen
00:34:28.26 wir tun müssen, ist, dass wir Gesichtsmasken lagern müssen – die Art
00:34:32.19 du kaufst im Baumarkt für Maler – Spritzen, Medizin
00:34:38.23 Vorräte, Nahrung und Wasser. Derzeit haben wir keine in den Vereinigten Staaten
00:34:44.06 genug Beatmungsgeräte für eine Pandemie. Also extrem
00:34:48.05 wichtig, dass wir lernen, mit vielen Menschen umzugehen
00:34:54.13 krank werden. Was also, wenn wir eine Pandemie bekommen? Was tut ein
00:34:57.19 Land tun? Und was ich tun werde, ist mit einer Art von zu enden
00:35:01.27 wirtschaftlicher Teil und das ist in normalen Zeiten die ökonomische Logik
00:35:07.07 diktieren nicht die Pandemievorsorge. Wir alle halten niedrige Lagerbestände.
00:35:12.29 Wir wollen keine Redundanz in den Reserven. Wir haben viele Offshore
00:35:20.00 Drogenproduktion, weil es billiger ist. Wir garantieren nicht die
00:35:24.11 Kauf von Grippemedikamenten wie bei anderen Waffen.
00:35:27.16 Tatsächlich haben wir eine pünktliche Lieferung ohne Überlastungskapazität.
00:35:32.24 Was bedeutet das nun, wenn Sie eine Pandemie haben? Die Versorgung
00:35:38.10 Kette ist sehr dünn. Jedes Krankenhaus enthält nur 30 Tage Medikamente.
00:35:42.19 Wir haben während einer Pandemie Arbeiter, die krank werden. Pharmaunternehmen
00:35:49.22 Arbeiter, die Produktion neuer Impfstoffe und neuer Medikamente wird
00:35:53.09 weniger. Und tatsächlich werden wir Grenzen schließen und Embargos verhängen. Sie
00:35:59.13 kann nicht einsteigen. LKW-Fahrer werden krank. Dinge können nicht geliefert werden.
00:36:03.13 Wir müssen dann sagen: "Okay, was müssen wir tun, um damit umzugehen?
00:36:09.05 damit?" Wir brauchen eine skalierte Produktion und Bevorratung von
00:36:13.27 Impfstoffe und antivirale Medikamente sowie Antibiotika, weil
00:36:18.18 viele Menschen sterben an einer Grippeinfektion durch eine bakterielle Sekundärinfektion.
00:36:24.02 Wir brauchen also Antibiotika. Es gibt einen Pneumokokken-Impfstoff, der
00:36:29.02 etwas, das die Leute alle haben sollten, das hilft. Wir brauchen Besseres
00:36:32.19 Überwachung und Epidemiologie auf globaler Ebene, sehr genau
00:36:37.06 Meldung von Fallclustern. Wir brauchen aktuelle Verfahren für Medikamente
00:36:42.02 Lieferung und vor allem brauchen wir Quarantänegesetze. Nicht nur
00:36:47.09 hier in den USA, aber überall auf der Welt. Und
00:36:50.09 unsere Bevölkerung muss verstehen, was diese Bevölkerungsgesetze,
00:36:55.17 was diese Quarantänegesetze sind, bevor wir mit dem konfrontiert werden
00:37:00.22 absolute Katastrophe einer Pandemie. Und du musst wissen was
00:37:06.24 sollst du in Quarantäne, wo du deine Medikamente bekommst,
00:37:10.21 wer wird dich sehen. Und das kann nicht nur auf nationaler Ebene geschehen.
00:37:15.01 Es muss in Städten und Gemeinden gemacht werden, in denen Menschengruppen
00:37:19.03 können zusammenarbeiten. Das ist wahrscheinlich das stärkste. Jetzt
00:37:23.28 Lassen Sie mich zum Schluss noch einmal auf die Dinge zurückkommen, die Sie brauchen
00:37:28.25 mit diesen aufkommenden Infektionskrankheiten mit dem Weg zu tun
00:37:33.16 in der sich unsere Welt verändert hat und die grundlegende Wissenschaft das ist
00:37:37.05 geht weiter. Wir haben also jetzt einen echten Bedarf, die Grundlagenforschung zu erhöhen
00:37:44.14, um diese viralen und bakteriellen Krankheitserreger zu verstehen. Wir müssen
00:37:48.21 identifizieren Gene, die für das Überleben des Erregers essentiell sind. Wir müssen
00:37:53.09 Sequenz und Vergleich bakterieller und viraler Genome. Wir müssen
00:37:57.16 Virulenzfaktoren und Resistenzgene identifizieren und verstehen
00:38:03.06 wie sie funktionieren. Und wie ich in meinem vorherigen Vortrag sagte, durch Verstehen
00:38:09.01 wie die Bakterienzelle all ihre Funktionen ausführt, um sie wachsen zu lassen
00:38:14.17 und teilen, wir haben neue Ziele identifiziert und neu gestaltet
00:38:19.19 Antibiotika. Das ist nur ein Labor. Und das muss bei vielen passieren
00:38:23.05 viel mehr. Das zweite, was wir tun müssen, ist Design
00:38:26.12 und neue Impfstoffstrategien lagern und tatsächlich eine Kombination bilden
00:38:31.27 Antibiotika, bei denen Sie ein bestimmtes Medikament haben, das den Fehler abtötet
00:38:37.19, aber in der gleichen Pille oder dem gleichen Schuss hast du eine Verbindung, die verhindert
00:38:43.00 der Widerstand wird geäußert. Und dann endlich zur Epidemie
00:38:47.21 Kontrolle, wir müssen Techniken für sehr schnelle Stunden entwickeln, nicht
00:38:52.28 Tage, nicht wie bei West Nile oder gar die Langsamkeit
00:38:57.13 von SARs, was viel besser war - um Erreger zu identifizieren.
00:39:02.08 Dazu müssen wir virale und bakterielle DNA-Sequenzen ausnutzen.
00:39:07.01 basierte Technologien. Wir brauchen, wie ich immer wieder sage, eine erhöhte
00:39:11.02 Netzwerk von Überwachungs- und Meldeprotokollen und schließlich
00:39:14.19 Zurück zur historischen Verwendung der Quarantäne. Wenn wir alle zusammenarbeiten
00:39:20.07 und wenn wir erkennen, dass wir nicht nur unabhängige Inseln sind
00:39:24.26 und getrennte Länder arbeiten wir als globales Dorf zusammen
00:39:28.25 und helfen Sie uns, diese Dinge zu bekämpfen. Damit möchte ich mich bedanken
00:39:33.10 dir sehr.
00:39:35.14

  • Teil 1: Dynamik des bakteriellen Chromosoms

Tierfarbforschung: Warum es wichtig ist

Während die Grundlagenforschung zur Tierfärbung das Thema dieser Sonderausgabe ist, beleuchten wir hier ihre angewandte Bedeutung für Industrie, Innovation und Gesellschaft. Sowohl die nanophotonischen Strukturen, die atemberaubende optische Effekte erzeugen, als auch die Farbwahrnehmungsmechanismen bei Tieren sind äußerst vielfältig und wurden in Millionen von Jahren der Evolution für viele verschiedene Zwecke verfeinert. Folglich gibt es eine Fülle von Möglichkeiten für biomimetische und bioinspirierte Anwendungen der Tierfarbforschung, die die Farbproduktion, -wahrnehmung und -funktion umfassen. Grundlagenforschung zur Erzeugung und Wahrnehmung von Tierfärbung trägt zu Durchbrüchen im Design neuer Materialien (Kosmetik, Textilien, Farben, optische Beschichtungen, Sicherheitsetiketten) und neuer Technologien (Kameras, Sensoren, optische Geräte, Roboter, biomedizinische Implantate) bei. Darüber hinaus beeinflussen Entdeckungen über die Funktion der Tierfarbe Sport, Mode, Militär und Naturschutz. Das Verstehen und Anwenden von Wissen über die Tierfärbung ist heute eine multidisziplinäre Übung.Unser Ziel hier ist es, einen Katalysator für neue Ideen und Kooperationen zwischen Biologen, die sich mit Tierfarben befassen, und Forschern anderer Disziplinen zu liefern.

Dieser Artikel ist Teil des Themenhefts „Tierfärbung: Produktion, Wahrnehmung, Funktion und Anwendung“.

1. Einleitung

Seit ihrer Gründung an der Wende des 19. Jahrhunderts durch Koryphäen wie Alfred Russel Wallace, Edward Poulton, Abt Thayer und Charles Darwin hat die Tierfärbungsforschung zu einer zunehmenden Breite wissenschaftlicher Disziplinen beigetragen. Die Verwendung von Farbphänotypen als genetische Marker zur Untersuchung von Entwicklungsprozessen und natürlicher Selektion in der Wildnis war entscheidend für die frühe Entwicklung der Genetik und der Evolutionstheorie. Später änderte Hugh Cotts [1] wichtiger Band über die adaptive Färbung von Tieren unsere Denkweise über die funktionale Bedeutung von Farbmustern. Als sich die Technologien weiterentwickelten, wandten Biologen ihre Aufmerksamkeit der Farbwahrnehmung zu, insbesondere der ultravioletten Wellenlängen, da sie erkannten, dass andere Tiere die Welt ganz anders sehen als Menschen. In jüngster Zeit hat die Entdeckung photonischer Kristalle in der Natur [2] zu einem Forschungsschub zur Strukturfärbung und ihren biomimetischen Anwendungen geführt. Sowohl die Vielfalt der Bereiche der modernen Tierfarbforschung als auch die rasante Entwicklung in jedem Bereich machen sie zu einem besonders spannenden interdisziplinären Feld.

Dieser Band bietet einen Einstieg in die jüngsten Entwicklungen in den Hauptbereichen der Tierfarbforschung: Farbproduktion, Wahrnehmung, Funktion und Evolution. Alle in diesem Sonderheft behandelten Themen berühren die Interdisziplinarität dieser Forschung, die heute optische Physik, Genetik, Physiologie, Psychologie, funktionelle Morphologie, Verhaltensökologie und Evolution umfasst [3]. Aber die Tierfärbungsforschung greift nicht nur auf viele Disziplinen zurück, sondern trägt auch zu grundlegendem Wissen in diesen Disziplinen bei und generiert Lösungen für gesellschaftliche Probleme. Die Beiträge zu diesem Themenheft konzentrieren sich vor allem auf die Weiterentwicklung des Grundlagenwissens. Es entstehen jedoch viele neue Verbindungen zwischen Grundlagen- und angewandter Forschung, insbesondere in Bezug auf Farbproduktion, Wahrnehmung und Funktion, die wir hier beleuchten.

2. Herstellung von Farbe

Farbe in der Natur ist bemerkenswert vielfältig und oft visuell beeindruckend. Es entsteht sowohl durch chemische Pigmente, die Licht bestimmter Wellenlängen absorbieren, als auch durch physikalische Strukturen in der Größenordnung von Hunderten von Nanometern, die Licht auf vielfältige Weise manipulieren. Für die Entwicklung künstlicher Materialien sind solche Strukturfarben von besonderem Interesse, da sie erstaunlich lebendig sein können, eine Reihe optischer Effekte (Irisieren, Polarisation, Metallglanz, Entspiegelung) erzeugen und spezifische Eigenschaften aufweisen. Erstens ist die strukturelle Färbung dauerhaft und hält so lange an, wie die Strukturen intakt bleiben. Zweitens wird die bemerkenswerte Bandbreite an optischen Effekten von wenigen Arten nachwachsender Rohstoffe erzeugt (z. B. Chitin, Keratin, Guanin [4,5]). Drittens sind biologische Materialien selbstorganisiert, sodass durch lokale zelluläre Prozesse innerhalb solcher Materialien hochgeordnete Strukturen erzeugt werden. Schließlich kombinieren Tieroberflächen Farbe mit einer Reihe anderer wünschenswerter Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb und bakteriellen Abbau, Wasserabweisung (Hydrophobie) und Lichtschutz. All diese Eigenschaften sind für künstliche Materialien oft wünschenswert, daher greifen Materialwissenschaftler und -ingenieure zunehmend auf die vielfältigen strukturellen Variationen der Natur zurück, um neue Technologien zu inspirieren und Blaupausen für das Materialdesign bereitzustellen [6–11].

Synthetische photonische Strukturen wurden schon lange vor ihrer Entdeckung in der Natur hergestellt [2], sind aber heute bei zahlreichen Arten verschiedenster Tiergruppen (insbesondere Vögel, Käfer, Schmetterlinge, Kopffüßer und Fische) sowie bei einzelligen Organismen ( Kieselalgen) und Pflanzen. Natürliche photonische Strukturen haben bereits die Entwicklung vieler farbiger Materialien inspiriert, darunter pigmentfreie (dh strukturgefärbte) Kosmetika, Textilien, Farben, verschiedene optische Beschichtungen, Sicherheitsetiketten oder fälschungssichere Technologien (z. B. metallische Hologramme auf Kreditkarten und Banknoten), optische Geräte die Licht fokussieren oder polarisieren, verschiedene Sensoren und Technologien zur Verbesserung der Effizienz von Solarzellen [8,11]. Am bekanntesten sind vielleicht die strukturellen Eigenschaften der schillernden blauen Flügel von Morpho Schmetterlinge wurden bei der Entwicklung pigmentfreier Kosmetika und des schillernden blauen „Morphotex®“-Gewebes nachgeahmt (Abbildung 1ein,B).

Abbildung 1. Beispiele aus der Natur (As) und die Mimikry, die es inspiriert (unten). (ein) Morpho-Schmetterling und (B) farbstofffreies Morphotex ® Gewebe (C) Facettenauge der Stubenfliege und (D) das „Bienenauge“-Kameraobjektiv (e) kryptische Tarnung eines Ziegenmelkers und (F) ein heimlicher Scharfschütze. Bildnachweis: (ein) Wikimedia Commons (B) Donna Sgro (C) Thomas Shahan (D) John Rogers (e) Jolyon Troscianko (F) Realtree/Caters-Nachrichten.

Die wichtigsten Parameter, die die optischen Eigenschaften photonischer Strukturen bestimmen, sind die Größe, der Abstand und die Regelmäßigkeit der optischen Elemente sowie das Verhältnis des Brechungsindex der Komponentenmaterialien der Struktur (z. B. Chitin, Keratin oder Guanin versus dazwischenliegende Luft oder Zytoplasma). Optische Eigenschaften können auch durch äußere Faktoren wie pH, Temperatur, Feuchtigkeit und elektromagnetische Felder beeinflusst werden [11]. Viele Tiere, die ihre Farbe ändern, tun dies als Reaktion auf solche äußeren Reize, und diese Veränderungen können eine strukturelle Farbe beinhalten [12]. Dies ist wichtig bei der Entwicklung von „intelligenten Materialien“ (Materialien mit Eigenschaften, die sich als Reaktion auf äußere Reize ändern) und verschiedenen optischen Sensoren, einschließlich Feuchtigkeits-, thermischen und chemischen Sensoren. Zum Beispiel der Herkuleskäfer (Dynastes Herkules), das seine Farbe bei unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit ändert, hat die Entwicklung hochempfindlicher Feuchtigkeitssensoren [13] inspiriert, und die quasi-geordneten Kollagenanordnungen in der Putenhaut haben Sensoren inspiriert, die die Farbe als Reaktion auf Zielchemikalien ändern [14]. Dies sind nur einige der schnell wachsenden Zahl von Beispielen für biomimetische oder bioinspirierte Technologien, die auf „abstimmbarer“ Strukturfarbe basieren [9,15,16].

Nanophotonische Strukturen erzeugen neben bunten, reflektierenden Oberflächen verschiedenste optische Effekte. Motten- und Schmetterlingsaugen haben entspiegelte Oberflächen auf ihrer Hornhaut, die das Reflexionsvermögen um den Faktor 10 reduzieren und das Sehen bei schlechten Lichtverhältnissen unterstützen [6]. In ähnlicher Weise haben verschiedene Insekten transparente, entspiegelte Flügel, die die Tarnung verbessern, und vor kurzem wurden Antireflexbeschichtungen bei Tiefseekrebsen entdeckt [17]. Diese Strukturen haben das Design von Beschichtungen inspiriert, um die Antireflexeigenschaften von Fenstern und Linsen zu verbessern, und Solarzellen, um die Energieaufnahme zu erhöhen und die Leistung von Leuchtdioden zu erweitern [10]. Das biomimetische Potenzial anderer optischer Eigenschaften natürlicher Strukturen, einschließlich strukturell unterstützter Schwärze und Ultraweiß, wird nun erforscht [10,18,19]. Bemerkenswerterweise kombinieren viele natürliche Materialien mehrere optische Elemente zu anspruchsvollen Strukturen, um verschiedene optische Effekte zu erzeugen. Zum Beispiel kombinieren viele Schmetterlingsflügel sowohl ein- als auch zweidimensionale photonische Kristalle sowie ein Element der Unregelmäßigkeit oder Unordnung, das den Streuwinkel so erhöht, dass die Farben aus einem breiteren Bereich von Betrachtungswinkeln sichtbar sind [5,20 ].

Neben den optischen Eigenschaften ist es wichtig, andere Eigenschaften von Materialien zu berücksichtigen, wie beispielsweise ihre Stabilität, Haltbarkeit, mechanische und thermische Eigenschaften. Dies erfordert die Berücksichtigung mehrerer Komponenten des Sonnenspektrums, einschließlich ultravioletter (280–400 nm), sichtbarer (400–700 nm) und nahinfraroter (700–2600 nm) Strahlung. Ultraviolette Strahlung verursacht chemische Reaktionen, die biologische (Augen, Haut usw.) und synthetische Materialien schädigen, und das Reflexionsvermögen im sichtbaren und im nahen Infrarot sind beide für die Oberflächenwärmegewinnung wichtig, da ungefähr 50% der direkten Sonnenstrahlung in jedes dieser Wellenlängenbänder fällt. Die Entwicklung von Nanophotonik-fähigen intelligenten Materialien zur Steuerung des Energieflusses in der Umwelt, einschließlich der Sonneneinstrahlung, schreitet voran. So können beispielsweise „kühle Beschichtungen“ für Dächer und Gebäude verwendet werden, um den „urbanen Wärmeinsel“-Effekt zu mildern und den Energieverbrauch zu reduzieren [21]. Solche Materialien reflektieren einen höheren Anteil an Nahinfrarotstrahlung als ähnlich gefärbte „Standard“-Beschichtungen. Das biomimetische Potenzial zur Manipulation sowohl der Reflexion im sichtbaren als auch im nahen Infrarot ist signifikant (wenn auch noch nicht realisiert), da bei Pflanzen und Tieren die Reflexion im sichtbaren und im nahen Infrarot und die Beziehung zwischen ihnen erheblich variieren können [22]. Lebende Organismen haben in Millionen von Jahren der Evolution bereits auf unzählige Weise Designherausforderungen im Zusammenhang mit Farbe und Wärme gelöst und bieten vielfältige Möglichkeiten für die Entwicklung biomimetischer und bioinspirierter Materialien.

3. Wahrnehmung

Wie bei der biomimetischen Farbproduktion hat sich die Zahl der Anwendungen, die durch die visuelle Wahrnehmung von Tieren inspiriert wurden, in den letzten zehn Jahren stark vermehrt.

(a) Kameras und Sensoren

Das Studium verschiedener visueller Tiersysteme hat Ingenieuren neue Lösungen für die Entwicklung besserer Bildgebungstechnologien und künstlicher Sensoren geliefert. Die typische Digitalkamera, die einen lichtempfindlichen Chip (z. B. einen CCD- oder einen CMOS-Sensor) hinter einem Objektiv mit einer einzigen Blende beherbergt, wurde dem menschlichen Sehsystem nachempfunden [23]. Unsere Augen verwenden eine Linse, um das Licht auf die Netzhaut zu fokussieren, wo Stäbchen und Zapfen das Bild dann in elektrische Impulse umwandeln und eine Kaskade der visuellen Verarbeitung auslösen. Herkömmliche Digitalkameras können für viele Bildgebungsaufgaben leistungsstark eingesetzt werden, sind jedoch oft sperrig, rechenintensiv und in ihrem Sichtfeld eingeschränkt. Aus diesen Gründen ist das Interesse an nicht-menschlichen Augendesigns – insbesondere den Facettenaugen von Arthropoden – explodiert [23,24].

Im Vergleich zu einfachen Wirbeltieraugen sind Facettenaugen kompakt und leicht und bieten aufgrund ihrer winzigen Verpackung ein breites Sichtfeld mit hoher zeitlicher Auflösung [25]. Die Nachahmung dieser Eigenschaften in Kameras und Sensoren macht einer neuen Generation bildgebender Technologien Platz. Vor kurzem haben wir die Erfindung einer „Bee-Eye“-Kamera mit einem 280-Grad-Sichtfeld gesehen (Abbildung 1 .).C,D [26]), ein gebogenes künstliches Facettenauge im Miniaturformat [25], eine mit 180 künstlichen Ommatidien bedeckte Digitalkamera, inspiriert von Augen von Feuerameisen Solenopsis fugax und Borkenkäfer Hylastes nigrinus [27] und die Entwicklung hyperakuter visueller Sensoren basierend auf retinalen Mikrobewegungen bei Fliegen [28]. Diese neue Flotte von Bildgebungstechnologien hat wichtige Konsequenzen für Überwachung, medizinische Endoskopie, intelligente Kleidung, Robotik und Drohnen [24,25,29].

Da die biomimetischen Bemühungen in der Bildgebung und Sensorik fortgesetzt werden, erwarten wir eine verstärkte Betonung der Farbverarbeitung und Farbunterscheidung – was detaillierte Kenntnisse der Farbsehsysteme in allen Tierarten erfordert. Betrachten Sie nachtaktive Helmgeckos Tarentola chazaliae, die große Farbzapfen besitzen, die 350-mal empfindlicher sind als die des Menschen an der Farbsehgrenze [30], oder die Fangschreckenkrebse Haptosquilla trispinosa. Obwohl die Garnelen 12 verschiedene Photorezeptortypen haben, scheinen sie eine mangelhafte Farbunterscheidung zu haben [31] und können tatsächlich Objekte scannen, um Grundfarben schnell zu erkennen, obwohl diese Idee noch weiter getestet werden muss. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis neue Kamerasysteme eine erhöhte Farbempfindlichkeit wie bei Geckos und eine schnelle Farbverarbeitung wie bei Fangschreckenkrebsen nutzen.

Auch bei Nachtsichttechnologien sind Durchbrüche in Sicht. Wie können so viele nachtaktive Insekten bei schwachem Licht Farben sehen, visuelle Orientierungspunkte erkennen, sich anhand von Himmelshinweisen orientieren und schwache Bewegungen erkennen? Eine neuere Hypothese [32] ist, dass Insekten dies durch einen Prozess namens neuronale Summation erreichen, bei dem das von Gruppen benachbarter Ommatidien empfangene Licht aufsummiert wird, wodurch das Signal-Rausch-Verhältnis bei schwachem Licht stark verbessert wird. Ein Nachtsicht-Computeralgorithmus, der die neuronale Summation nachahmt, konnte erfolgreich Farb- und Helligkeitsdetails aus nachts gefilmten Videos wiedergewinnen [32]. Algorithmen wie dieser könnten bald in die Nachtsichttechnologie integriert werden, die umfangreiche Militär-, Überwachungs- und Navigationsanwendungen hat. Darüber hinaus ein neues künstliches Fischauge, das die lichtfokussierenden kristallinen Mikrostrukturen des Elefantennasenfisches nachahmt Gnathonemus petersii Die Netzhaut ist in der Lage, Bilder bei sehr schwachem Licht aufzulösen [33].

(b) Flüssigkristallanzeigen und optische Geräte

Die Polarisationstransformation oder die Umwandlung von linear polarisiertem Licht in zirkular polarisiertes Licht und umgekehrt ist für das Design und den Betrieb von LCD-Displays, optischen Speichern (CDs, DVDs und Blu-ray-Discs) und sogar dreidimensionaler Filmtechnologie von wesentlicher Bedeutung. Normalerweise wird die Polarisationstransformation von einem optischen Gerät durchgeführt, das als Wellenplatte bezeichnet wird. Die Entdeckung, dass eine spezielle Klasse von Photorezeptoren in der Pfauenschreckenkrebse Odontodactylus scyllarus polarisiertes Licht effizient umwandeln kann, hat große Auswirkungen auf die optische Geräteindustrie. Diese Photorezeptoren, R8-Zellen genannt, erkennen polarisiertes Licht und verschieben dann die Polarisationsebene, wodurch zirkular polarisiertes Licht in linear polarisiertes Licht umgewandelt wird. Die Verschiebung tritt auf, weil R8-Zellen Anordnungen kleiner Falten enthalten, die Mikrovilli genannt werden, deren Membranen doppelbrechend sind (z. B. hängt ihr Brechungsindex von der Polarisationsrichtung des Lichts ab). Die Anordnung und Struktur der Mikrovilli bewirkt, dass die R8-Zelle über einen weiten Wellenlängenbereich als achromatische Wellenplatte wirkt [34]. Inspiriert von den R8-Zellen verwendete ein Team dünne Filme, um eine mehrschichtige, doppelbrechende Struktur herzustellen, die über ein breites Spektrum als achromatische Wellenplatte fungiert [35]. Das Ergebnis, eine künstliche Wellenplatte mit höchst wünschenswerten optischen Eigenschaften, könnte die optische Geräteindustrie verändern. Die künstliche Wellenplatte ist ein Fortschritt, da ihre Leistung im Gegensatz zu den meisten synthetischen Wellenplatten nicht von der Wellenlänge abhängt.

(c) Computer Vision und Robotik

Die Prinzipien des Tiersehens – insbesondere des menschlichen Sehens – waren eine treibende Kraft hinter Computer Vision und maschinellem Lernen. Die tiefen Synergien zwischen biologischem und computergestütztem Sehen wurden kürzlich untersucht [36,37]. Hier heben wir kurz zwei Entwicklungen im aktiven Feld der bioinspirierten Computer Vision hervor. Erstens besteht ein zentrales Ziel der Computer Vision darin, hervorstechende Merkmale aus einer Szene zu extrahieren. Historisch gesehen haben Algorithmen nur intensitätsbasierte (achromatische) Deskriptoren verwendet. Inzwischen wird Farbe jedoch in viele Computer-Vision-Modelle integriert [38,39], wobei der Schwerpunkt auf grundlegenden Aspekten des menschlichen Farbsehens liegt, einschließlich Farbkontrast [40] und Farbkonstanz [41].

Darüber hinaus scheint es eine stetige Verschiebung hin zur Untersuchung nicht-menschlicher visueller Systeme im Zusammenhang mit Computer Vision zu geben, die hauptsächlich durch den Wunsch motiviert ist, Roboter zu bauen, die auf eine Weise und in Umgebungen navigieren können, die Menschen nicht können. Honigbienen zum Beispiel sind zu einem Modellsystem für das Studium des visuell geführten Fluges geworden [42]. Wenn eine Biene durch eine enge Passage fliegt, gleicht sie die Geschwindigkeit der Bildbewegung aus, die von den beiden Augen erkannt wird, wodurch verhindert wird, dass die Biene mit beiden Seiten der Passage kollidiert. Ähnliche neuartige Algorithmen werden verwendet, um autonome Land- und Luftfahrzeuge zu programmieren [42]. Wüstenameisen Kataglyphen spp. haben auch neue Navigationslösungen beeinflusst. Diese Ameisen sind in der Lage, ihren Weg zurück zu ihren Nestern zu finden, nachdem sie Hunderte von Metern in der Wüste auf Nahrungssuche gegangen sind, und verlassen sich auf polarisiertes Licht, um nach Hause zurückzukehren. Kürzlich hat ein Forschungsteam einen Roboter entwickelt, der mithilfe eines ameisenähnlichen Polarisationssensors effektiv navigiert [43]. Endlich neue Infrarotsensoren, inspiriert von speziellen IR-Sensorstrukturen in Feuer liebenden Melanophila Käfer, wurden entwickelt [44] und könnten in Robotern eingesetzt werden, die darauf trainiert sind, gefährliche Brandzonen zu überwachen. Diese Fortschritte unterstreichen die anhaltende Bedeutung der Untersuchung verschiedener visueller (und im Fall von IR thermomechanischer) Systeme im Kontext der Roboternavigation.

(d) Biomedizin

Einer der aufregendsten Fortschritte im angewandten Farbsehen sind bionische Geräte, die blinden Patienten eine gewisse visuelle Wahrnehmung wiederherstellen sollen. Basierend auf der Netzhaut des menschlichen Auges ist das Argus® II Netzhautprothesensystem (Second Sight, Sylmar, CA) ein Implantat, das die Netzhaut elektrisch stimuliert und die visuelle Wahrnehmung induziert. Das Gerät besteht aus einer 60-Elektroden-„Netzhaut“, die chirurgisch implantiert wird, sowie einer auf einer Brille getragenen Kamera und einer kleinen Videoverarbeitungseinheit (VPU). Die Kamera erfasst das Gesichtsfeld und sendet die Informationen an die VPU, die die Szene in eine Reihe elektrischer Impulse auf dem 6 × 10 „Retina“-Array übersetzt. Bemerkenswerterweise zeigten blinde Patienten mit Argus II eine deutliche Verbesserung der raummotorischen Aufgaben [45] und eine geringfügige Verbesserung der Farbwahrnehmung [46].

4. Funktionale Überlegungen

Wie diese Themenausgabe zeigen wird, hat die Farbgebung vielfältige Konsequenzen für Nicht-Menschen und Menschen, letztere erstrecken sich auf Freizeitaktivitäten, Aspekte der Kultur, den Bereich der Verteidigung und sogar der Erhaltung der Biodiversität.

(a) Leistungssport

Parallele Forschungsgebiete beschäftigen sich mit dem Thema Außenfärbung im Leistungssport. Erstens signalisiert Rot bei einer Handvoll nichtmenschlicher Primaten den sozialen Status, wie bei männlichen Gelada Theropithecus gelada [47], Bohrer Mandrillus leocophaeus [48] ​​und Mandrills Mandrillus sphinx [49]. Zweitens ist Gesichtsrötung beim Menschen in einigen Bevölkerungsgruppen mit Wut verbunden (erröten beiseite [50]). Darüber hinaus empfinden sich Menschen als dominanter oder aggressiver, wenn sie rote Kleidung tragen [51] und die Herzfrequenz von roten Kleidern ist im Kontext von körperlichen Kämpfen erhöht [52]. Interessanterweise nehmen Männer, aber nicht Frauen rote Probanden als dominanter wahr [53].

Diese Probleme haben wahrscheinlich Konsequenzen für den Erfolg im Sport und tatsächlich zeigt eine verwandte Arbeit, dass rote Kleidung einen inkrementellen positiven Einfluss auf das Wettkampfergebnis in Einzelsportarten hat, bei denen die Gegner gleichberechtigt sind. Zu diesen Sportarten gehören Boxen, Taekwondo, griechisch-römisches Ringen und Freistilringen [54]. Zudem gewinnt im lukrativen Profifußball bei Heimspielen eher die Mannschaft, die rote Trikots trägt [55]. Während einige dieser Effekte auf die unterschiedliche Behandlung rot gekleideter Wettkämpfer durch Schiedsrichter zurückzuführen sein können [56], deutet die Entdeckung, dass rote Torhüter mehr Strafen sparen, darauf hin, dass die eigene Wahrnehmung der Spieler beteiligt ist [57].

Es scheint eine Vielzahl von Reaktionen auf rote Kleidung zu geben, einschließlich Abneigung [58], Verringerung der Annäherungsgeschwindigkeit [59] und höhere Erregung [60], aber die zugrunde liegenden Mechanismen sind undurchsichtig: Rot könnte Gesundheit, Sauerstoffzufuhr oder -fluss im Blut, Ernährung signalisieren oder Fähigkeit, Testosteron zu mobilisieren. Natürlich scheint Rot bei mehreren Wirbeltiergruppen eine Dominanz zu signalisieren und wird bei einigen Taxa von Natur aus vermieden [61]. Dies ist ein Untersuchungsfeld, das auf andere Farben und auf andere Mannschaftssportarten ausgeweitet werden muss, die die Voreingenommenheit der Schiedsrichter berücksichtigen. Der Einfluss der Kleidungsfarbe im Sport ist ein großes Geschäft: Wett- und Werbeeinnahmen haben enorme finanzielle Auswirkungen.

(b) Mode

Farbe ist ein wesentlicher Bestandteil von Kleidung und Kosmetik. Einige Studien haben beispielsweise gezeigt, dass kaukasische Männer Frauen, die Rot tragen, attraktiver finden als solche, die Blau tragen, und eine größere Bereitschaft zeigen, mit ihnen auszugehen und Geld dafür auszugeben [62] sie erscheinen attraktiver, da sie den Gesichtsausdruck verändern [63] und eher rot tragen, wenn sie nach Gelegenheitssex suchen [64]. Andere Studien haben jedoch gezeigt, dass Frauen andere Frauen in Rot als anrüchig empfinden [65]. Bisher hat sich die Forschung hauptsächlich auf die Rotfärbung konzentriert, wobei anderen Farben nur geringe akademische Aufmerksamkeit gewidmet wurde [66], obwohl die Unterschiede zwischen den Individuen in der Wahrnehmung eines blauen Kleides in den sozialen Medien viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen haben [67].

Bei der Kleidung wurden tierische Produkte verwendet, angefangen von Häuten, die von archaischen Menschen getragen wurden, über Seide, die von Seidenraupen hergestellt wurde, bis hin zu Damenhüten aus Federn, aber in letzter Zeit ist das Interesse an der Biofabrikation gestiegen. Zum Beispiel wurde ein Kleid aus Strukturfasern ähnlich den Flügeln eines Morphos hergestellt, und Mikroben werden genutzt, um Kleidung aus Zellulose herzustellen. Zu den Unternehmen gehören Bolt Threads, BioLoom, Modern Meadow, Biocouture, Pembient und BioFur. Abgesehen von praktischen Beispielen muss die Bekleidungsmode nach biologischen Prinzipien noch ernsthaft hinterfragt werden. Sicherlich ändert sich die Mode sehr schnell, was auf einen Fisherian Runaway-Prozess hindeutet, aber dies ist möglicherweise nur ein oberflächlicher Vergleich und erklärt wenig, wie die Farbe von Kleidung mit Beleuchtung (z. B. hellere Kleidung in den Tropen), Temperatur (z. B. weißere Kleidung bei niedrigerem Breitengraden) oder eine Vielzahl kultureller Variablen wie z.B. Heiratspraktiken.

Kosmetik ist neben der Kleidung eine weitere Methode, das äußere Erscheinungsbild zu verändern und umfasst im Wesentlichen vier Komponenten: Lippen färben, um die verbale Kommunikation hervorzuheben, und Küssen, Wangen röten, um sie röter erscheinen zu lassen, Färbung nachzuahmen, die mit Gesundheit und Sauerstoffversorgung des Blutes verbunden ist, und Betonung von Größe und Form von Augen. Augenbrauen- und Augenlid-Make-up kann den scheinbaren Abstand zum Auge vergrößern und die Augenbraue auffälliger machen, indem es einen Augenbrauenblitz nachahmt [68]. Frauen, die Kosmetika verwenden, sind für manche Männer attraktiv [69] und können das Verhalten der Menschen beeinflussen, einschließlich des Trinkgelds. Die Veränderung der epidermalen Färbung ist jedoch nicht auf das Gesicht beschränkt, wie dies beim Bräunen in einigen westlichen Gesellschaften [70] und der Anwendung von Farbstoffen und farbigen Böden bei Zeremonien in früheren und aktuellen nicht-westlichen Gesellschaften zu sehen ist. Informationen über die Veränderung der Hautfarbe sind bei Kaukasiern relativ gut dokumentiert, aber ein vergleichendes geographisches und historisches Verständnis zwischen den Gesellschaften erfordert viel mehr Aufmerksamkeit [71].

(c) Militär

Militärische Taktiken verlangen Täuschung (z. B. Blendfärbung und Beobachtungspostenbäume), Tarnung (z. B. Kleidung und Ausrüstung zum Abdecken von Netzen), verdeckte Bewegung (z. B. nachts und umarmende Landschaftsmerkmale) und Lockvögel (z. B. Bau falscher Fahrzeuge und Gebäude), die viele Parallelen in der äußeren Erscheinung und im Verhalten von Tieren (Abbildung 1e, F [72]). Diese Analogien gingen beim Militär nicht verloren, und im vergangenen Jahrhundert zogen Kommandeure widerstrebend Biologen heran, um einige ihrer Feldoperationstechniken zu informieren. Bekanntermaßen entwickelte Abbott Thayer Gegenschattierung für U-Boote und Schiffe, Norman Wilkinson und John Graham Kerr etablierten Blendfarben für die Schifffahrt und Hugh Cott konstruierte Lockvögel in der nordafrikanischen Wüste. Doch ein genauer Blick auf ihre und die Leistungen anderer zeigt, dass sie ihr biologisches Know-how tatsächlich in Form von Intuition nutzten, anstatt militärische Taktiken aus den Grundprinzipien der Biologie abzuleiten [73], obwohl sie die wissenschaftliche Methode nutzten, um Formen der Tarnung zu untersuchen und Täuschung.

Ein großes Problem für das Militär besteht darin, dass Personal und Transportmittel oft bewegt werden müssen und dabei auf unterschiedliche Hintergründe, unterschiedliche Wetter- und Lichtverhältnisse treffen, sodass es oft keine einheitliche Lösung gibt, um verborgen zu bleiben. Form, Schatten, Textur, Farbe und Bewegung müssen bei der Betrachtung von Transport, stationären Geräten und Personen berücksichtigt werden (z. B. [74]). Heutzutage sind moderne Armeen, Marinen und Luftwaffen offener für die Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern, die neue Methoden zur Beschreibung von Tarnmustern und -färbung [75] und visueller Verfolgung [76] auf den Tisch bringen.

Rasante zeitgenössische Veränderungen in der Waffentechnik mit Hitzeerkennung, Nachtsicht, neuen Sprengstoffen und Selbstmordattentaten treiben die Suche nach neuen Abwehrmechanismen wie Unsichtbarkeit, das Aufdecken von Sprengstoffsignaturen auf molekularer Ebene und die Nutzung des Hintergrunds zur Farbmodulation von Personal und Fahrzeugen voran. Inwieweit Prinzipien der Tierfärbung wie Maskerade mit militärischer Täuschung, störende Farbgebung und Hintergrundabstimmung bei Uniformen und blendende Farbgebung mit Transportmitteln in Verbindung gebracht werden können, sind offene, interessante und wichtige Fragen.

(d) Wildtiermanagement und -erhaltung

Politische Entscheidungsträger, Ingenieure und Wissenschaftler, die an der Farbforschung beteiligt sind, arbeiten an Lösungen, um den Konflikt zwischen Wildtieren und Mensch zu reduzieren. Hier erwähnen wir zwei Fallstudien. Erstens können allein in den USA Vogelkollisionen – viele davon mit Gebäuden – für fast eine Milliarde Vogelsterben pro Jahr verantwortlich sein [77]. Die Verwendung von gemustertem Glas mit UV-reflektierenden Komponenten (für Vögel, aber nicht für Menschen sichtbar) könnte Kollisionen um 60 % reduzieren, und diese Konstruktionsmerkmale finden Eingang in die Konstruktion [78]. In Zukunft sollte UV-reflektierendes Glas die Variation in der UV-Wahrnehmung von Vögeln berücksichtigen [79]. Zweitens könnte die sensorische Konservierung auch dazu beitragen, das Problem der „polarisierten Lichtverschmutzung“ (PLP) zu lösen [80]. PLP entsteht, wenn Sonnenlicht von künstlichen glatten, dunklen Oberflächen (wie Gebäude, Asphaltstraßen, Glasscheiben) reflektiert und linear polarisiert wird. Diese menschlichen Produkte ähneln der Oberfläche von dunklem Wasser, den am häufigsten vorkommenden natürlichen Polarisatoren. Da viele Tiere eine verfeinerte Polarisationsvision haben, wird der Anstieg des anthropogenen PLP das Verhalten und die Ökologie vieler Taxa beeinflussen. Dies geschieht bereits: Libellenmännchen errichten Reviere auf Autos und Weibchen legen dort ihre Eier ab, Wasservögel brechen auf Asphaltparkplätzen ab (wobei der Einfluss von PLP hier umstritten ist) und Wasserinsekten wie Köcherfliegen landen auf Glaskonstruktionen, nur um zu sein von opportunistischen Vögeln abgeholt [81]. Die Einführung von Materialien, die die Oberflächenpolarisation reduzieren (z. B. rauerer, hellerer Asphalt) könnte die negativen Auswirkungen von PLP auf Tiere in der städtischen Umgebung drastisch reduzieren.

Da das äußere Erscheinungsbild ein wesentlicher Bestandteil der schützenden Farbgebung und Signalgebung ist, führen Änderungen der Beleuchtung, der Hintergrundumgebung oder des Mediums, durch das Farbsignale übertragen werden, wahrscheinlich zu Populationsänderungen des äußeren Erscheinungsbildes [82], die als Bioindikatoren verwendet werden könnten der Verschmutzung. Das bekannteste historische Beispiel ist der Melanismus bei der Pfeffermotte Bison betularia [83] ein aktuelleres Beispiel ist, dass der Melanismus bei mehreren Taxa zunehmen kann, wenn die durch die globale Erwärmung verursachten Brände zunehmen (wie bei Zwergheuschrecken, Tetrix subulata [84]). Viele andere Umweltveränderungen treten auf. Da zum Beispiel die Mangroven-Anbaufläche mit dem Anstieg des Meeresspiegels abnimmt, sind Veränderungen der Farbfrequenzen bei Borneo-Gleiteidechsen zu erwarten Draco cornutus die den Farben frisch gefallener Blätter in Mangroven oder Regenwäldern entsprechen [85] und da die Schneedecke mit der globalen Erwärmung abnimmt, Populationen von Alpenschneehuhn Lagopus muta und Schneeschuhhasen Lepus americanus schwinden [86,87]. In aquatischen Umgebungen, in denen Feinstaub im Wasser kurze Wellenlängen absorbiert, was zu einer Verschiebung in Richtung Orange und Rot führt, sind ähnliche evolutionäre Farbänderungen zu erwarten. So beeinträchtigt beispielsweise eine durch Eutrophierung bedingte Trübung die Partnerwahl bei Buntbarschen aufgrund ihrer Färbung und fördert die Artenhybridisierung [88], während eine durch Phytoplanktonblüten hervorgerufene Trübung die Hochzeitsfärbung bei Stichlingen reduziert Gasterosteus aculeatus sowohl die Skalenfärbung als auch die ehrliche Signalisierung beeinflussen [89]. Farbverschiebungen sind auffällige Marker für subtile anthropogene Veränderungen.

Ein anderes Thema ist, dass die Unterstützung von Naturschutzspendern und das politische Interesse oft von Flaggschiffarten abhängen. Viele dieser Arten sind auffällig gefärbt, wie zum Beispiel die Goldkröte Incilius periglenes. Da farbenfrohe Arten fesselnd und einprägsam sind, können diese scheinbar unbedeutenden Faktoren den Ausschlag geben, um den notwendigen politischen Willen zu sammeln, Schutzgebiete wie den Lake Nakuru National Park für Flamingos einzurichten Phoenicopterus roseus und P. Moll in Kenia der Monarchfalter El Rosario Danaus plexippus Schutzgebiet in Mexiko und das Wolong National Natural Reserve für Riesenpandas Ailuropoda melanoleuca in China. Die Farbgebung ist ein nicht anerkannter Faktor bei der Gestaltung der Naturschutzpolitik.

5. Schlussfolgerung

Durch die Hervorhebung zahlreicher Anwendungen der Tierfärbungsforschung hoffen wir, ihre breitere Bedeutung und Wirkung zu unterstreichen. Die Nutzung des Potenzials der Tierfärbung für biomimetische und bioinspirierte Anwendungen umfasst viele Komponenten. Dazu gehören die Charakterisierung der komplexen Strukturen, die verschiedene Farben erzeugen, und die Modellierung ihrer optischen Effekte, die Charakterisierung der Neurophysiologie des Farbsehens, die Entwicklung von Methoden zur Reproduktion biologischer Strukturen und Systeme (zB Top-Down-Konstruktion, Selbstorganisation, Zellkultur) und die Entwicklung von Wegen zur Massenproduktion von Technologien effizient und kostengünstig. Dies ist eine wahrhaft multidisziplinäre Übung, die die Zusammenarbeit zwischen Biologen, Physikern, Materialwissenschaftlern, Chemikern und Ingenieuren erfordert. Das Verständnis der Funktion und Evolution der Tierfärbung hat auch Auswirkungen auf ein breites Spektrum gesellschaftlicher Themen, von Sport und Mode bis hin zu militärischer Tarnung und Wildtiermanagement, was Gespräche zwischen Biologen und Sozial- und Politikwissenschaftlern erfordert. Für Biologen besteht das Ziel darin, die grundlegende Biologie zu entschlüsseln, die der Farbproduktion, -wahrnehmung, -funktion und -entwicklung zugrunde liegt, unabhängig von ihrer Anwendung. Um diese Themen herum ist diese Sonderausgabe organisiert.

Konkurrierende Interessen

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Finanzierung

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Wie sich Bauchfett von Oberschenkelfett unterscheidet – und warum es wichtig ist

Forscher entdecken, dass sich die Gene, die im Bauchfett einer Person aktiv sind, deutlich von denen in ihrem Oberschenkelfett unterscheiden

Sanford-Burnham Prebys Medical Discovery Institute

BILD: Steven Smith, M.D., leitet das Florida Hospital – Sanford-Burnham Translational Research Institute for Metabolism and Diabetes. mehr sehen

Bildnachweis: Sanford-Burnham Medical Research Institute

ORLANDO, Florida, 11. Januar 2013 - Männer neigen dazu, Fett im Bauchbereich zu speichern, haben aber normalerweise nicht viel an Hüften oder Oberschenkeln. Frauen hingegen sind häufiger birnenförmig – sie speichern mehr Fett an Hüften und Oberschenkeln als am Bauch. Warum sind Frauen und Männer unterschiedlich geformt? Die Antwort ist immer noch nicht klar, aber es ist ein Thema, das es wert ist, untersucht zu werden, sagt Steven R. Smith, M.D., Direktor des Florida Hospital – Sanford-Burnham Translational Research Institute for Metabolism and Diabetes. Das liegt daran, dass Bauchfett mit einem höheren Risiko für Herzerkrankungen und Diabetes verbunden ist. Andererseits scheinen Hüft- und Oberschenkelfett bei diesen Erkrankungen keine besondere Rolle zu spielen.

In einer im veröffentlichten Studie Zeitschrift für Klinische Endokrinologie und Stoffwechsel, Smith und Kollegen helfen, diese Diskrepanz zu erklären, indem sie feststellen, wie sich Bauch- und Oberschenkelfett genetisch unterscheiden. Diese Forschung könnte das allgemeine Denken über Fett verändern – anstatt sich darauf zu konzentrieren, Bauchfett zu verbannen, müssen wir vielleicht das Gleichgewicht zugunsten von herzfreundlichem Fett im Unterkörper kippen. In diesem Fall stellt die Studie auch einen ersten Schritt dar, um Behandlungen auf bestimmte Körperregionen auszurichten, insbesondere auf diejenigen, die am meisten zu den Komplikationen der Fettleibigkeit beitragen.

Bauchfett-Gene vs. Oberschenkelfett-Gene

Smith und Kollegen nahmen zunächst Fettproben von Männern und Frauen. Dann verglichen sie die aktivsten Gene im Bauchfett mit denen am aktivsten im Oberschenkelfett.

Folgendes fanden sie heraus: Die Gene, die im Oberschenkelfett einer Person funktionieren, unterscheiden sich stark von denen in ihrem Bauchfett. Bei Männern werden 125 Gene im Bauch anders exprimiert als in den Oberschenkeln. Bei Frauen sind es 218 Gene (die meisten sind für Frauen einzigartig, aber 59 Gene sind die gleichen wie die, die im männlichen Fett variieren).

Die bemerkenswertesten Gene, die sich unterscheiden, werden als Homöobox-Gene bezeichnet. Diese Gene sind für ihre Rolle bei der Gestaltung eines sich entwickelnden Embryos bekannt – sie bestimmen, welche Zellen und Organe wohin gehen. Viele Homöobox-Gene werden durch Hormone wie Östrogen beeinflusst.

Warum sind diese Homöobox-Gene für Fett wichtig? "Wir glauben, dass diese Gene diese Fettzellen tatsächlich so programmieren, dass sie unterschiedlich auf verschiedene Hormone und andere Signale reagieren", sagt Smith.

Stammzellen zeigen, dass Fett für seinen Standort vorprogrammiert ist

Im Zuge ihrer Arbeit isolierten Smith und sein Team auch Stammzellen aus Bauch- und Oberschenkelfett und züchteten sie in Laborschalen. Dies war eine schöne Kontrolle, da Fettzellen in einem Gericht nicht durch Nerven, Hormone oder andere äußere Signale beeinflusst werden.

Dennoch sahen die Forscher im Fett, das sich aus diesen Stammzellen entwickelte, die gleichen ortsspezifischen Unterschiede in der Genaktivität. Dieses Ergebnis sagte ihnen, dass die Zellen vorprogrammiert sind. Mit anderen Worten, Bauchfett und Oberschenkelfett sind genetisch für ihren endgültigen Standort während der Entwicklung bestimmt. Es ist kein Unterschied, der sich im Laufe der Zeit aufgrund von Ernährung oder Umwelteinflüssen aneignet.

Eine neue Art, über Fett nachzudenken

Medizinisch gesehen, sagt Smith, ist es wichtig, diese Unterschiede und ihre Entstehung zu verstehen. „Obwohl viele Frauen große Hüften und Oberschenkel hassen, verringert diese Birnenform tatsächlich ihr Risiko für Herzerkrankungen und Diabetes. Tatsächlich neigen Frauen mit Herzinfarkten dazu, mehr Bauchfett als Oberschenkelfett zu haben.“

Diese Forschung markiert eine neue Denkweise. „Die meisten Leute wollen Bauchfett stoppen. Aber das Problem ist nicht nur das Fett – es ist die Lage. Bauchfett ist nur ein Hinweis auf das Problem. Das eigentliche Problem ist die Unfähigkeit, dieses Fett an den Hüften und Oberschenkeln zu speichern.“ er fährt fort.

Smith hofft, dass zukünftige Studien, die darauf abzielen, die grundlegenden Unterschiede in diesen Fettdepots zu verstehen, zu spezifischen Behandlungen führen könnten, die auf die Regionen abzielen, die am meisten zu den Komplikationen der Fettleibigkeit beitragen.

Diese Forschung wurde von den US National Institutes of Health (National Institute for Diabetes and Digestive and Kidney Diseases Grants DK072476, R24DK087669 und P30DK46200), dem Network on Metabolism der Society for Women's Health Research Interdisziplinary Studies on Sex Differences (ISIS) finanziert Zentrum für interdisziplinäre biomedizinische Forschung Affinity Research Collaborative on Sex Differences in Adipose Tissue an der Boston University School of Medicine, der Genomics Core Facility am Pennington Biomedical Research Center und dem Geriatric Research Education Clinical Center, Baltimore Veterans Affairs Medical Center.

Die Studie wurde gemeinsam von Kalypso Karastergiou, der Boston University Susan K. Fried, der Boston University Hui Xie, dem Sanford-Burnham Medical Research Institute und dem Translational Research Institute for Metabolism and Diabetes Mi-Jeong Lee, der Boston University Adeline Divoux, Sanford-Burnham . verfasst Medical Research Institute und Translational Research Institute for Metabolism and Diabetes Marcus A. Rosencrantz, University of California, San Diego R. Jeffrey Chang, University of California, San Diego und Steven R. Smith, Sanford-Burnham Medical Research Institute and the Translational Research Institut für Stoffwechsel und Diabetes.

Über das Sanford-Burnham Medical Research Institute

Das Sanford-Burnham Medical Research Institute widmet sich der Erforschung der grundlegenden molekularen Ursachen von Krankheiten und der Entwicklung innovativer Therapien von morgen. Das Institut rangiert aufgrund seiner wissenschaftlichen Wirkung in den Bereichen Biologie und Biochemie (definiert durch Zitationen pro Veröffentlichung) durchweg unter den fünf besten Organisationen weltweit und belegt derzeit landesweit den dritten Platz bei der NIH-Finanzierung unter allen laborbasierten Forschungsinstituten. Sanford-Burnham verfolgt einen einzigartigen, kollaborativen Ansatz in der medizinischen Forschung und hat bedeutende Forschungsprogramme in den Bereichen Krebs, Neurodegeneration, Diabetes sowie Infektions-, Entzündungs- und Kinderkrankheiten etabliert. Das Institut ist insbesondere für seine erstklassigen Fähigkeiten in der Stammzellforschung und in der Wirkstoffforschung bekannt. Sanford-Burnham ist ein in den USA ansässiges, gemeinnütziges gemeinnütziges Unternehmen mit Niederlassungen in San Diego (La Jolla), Kalifornien, und Orlando (Lake Nona), Florida. Für weitere Informationen, Neuigkeiten und Veranstaltungen besuchen Sie uns bitte unter sanfordburnham.org.

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Warum muss sich DNA replizieren?

DNA repliziert, um Kopien von sich selbst zu erstellen. Dies ist ein unverzichtbarer Prozess, der es den Zellen ermöglicht, sich zu teilen, damit ein lebender Organismus wachsen oder sich vermehren kann. Jede neue Zelle benötigt eine DNA-Kopie, die als Anleitung für die Funktion als Zelle dient.

DNA repliziert, bevor sich eine Zelle teilt. Der Replikationsprozess ist semikonservativ, was bedeutet, dass beim Erstellen einer DNA-Kopie die Hälfte des alten Strangs im neuen Strang erhalten bleibt, um die Anzahl der Kopierfehler zu reduzieren. DNA enthält den Code zum Aufbau eines Organismus und stellt sicher, dass der Organismus richtig funktioniert. Aus diesem Grund wird die DNA oft als Bauplan des Lebens bezeichnet. Seine Funktion ist vergleichbar mit einem Baumeister, der einen Bauplan verwendet, um ein Haus zu bauen. Der Bauplan enthält alle notwendigen Pläne und Anweisungen für den Organismus. Es bringt die Informationen zur Herstellung der Proteine ​​einer Zelle, die für die Ausführung der Funktionen eines Organismus verantwortlich sind und die Eigenschaften des Organismus bestimmen. Nach der Vermehrung gibt die Zelle diese wichtige Information an die Tochterzellen weiter.Die DNA-Replikation findet im Kern von Eukaryoten und im Zytoplasma von Prokaryoten statt. Der Replikationsprozess ist der gleiche, unabhängig davon, wo er stattfindet. Verschiedene Arten von Zellen replizieren ihre DNA mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Einige durchlaufen mehrere Zellteilungsrunden, wie die im Herzen und im Gehirn eines Menschen, während sich andere Zellen ständig teilen, wie die in den Fingernägeln und Haaren.


Sind Labormäuse zu kalt? Warum es für die Wissenschaft wichtig ist

Ein typisches Mauslabor wird zwischen 20 und 26 °C gehalten, aber wenn es nach den Mäusen ginge, wären es warme 30 °C. Während die Mäuse bei kühleren Temperaturen noch als gesund gelten, verbrauchen sie mehr Energie, um ihren Kern zu erhalten Temperatur, und es gibt immer mehr Beweise dafür, dass selbst milder chronischer Kältestress die Ergebnisse von Studien zu Krebs, Entzündungen und mehr verfälscht. Forscher überprüfen die Beweise 19. April in Trends in Krebs.

"Die meisten Leute sehen sich nur Ergebnisse von Experimenten bei Standard-Labortemperaturen an", sagt Bonnie Hylander, Immunologin am Roswell Park Cancer Institute. "Sie sind sich nicht unbedingt bewusst, dass Sie möglicherweise ein anderes Ergebnis erhalten, wenn Sie die Experimente mit Mäusen bei einer anderen Temperatur wiederholen."

Es gibt mehrere Gründe, ein Mauslabor kühl zu halten. Die Forscher ziehen Kittel, Handschuhe und Masken an, um mit den Tieren zu arbeiten, was die niedrigere Temperatur angenehmer macht und auch den Geruch reduziert. Der National Research Council, der Richtlinien für die Unterbringung von Mäusen veröffentlicht, gibt einen Temperaturbereich von 20-26 Grad an und empfiehlt, dass die Tiere Nistmaterial haben. Aber wenn Mäuse ständig versuchen, genug Wärme zu erzeugen, um warm zu bleiben, verändert die Kälte ihre Herzfrequenz und ihren Stoffwechsel und sie essen mehr Nahrung, um die Energie aufzufüllen.

Vor einigen Jahren begannen Hylander und Elizabeth Repasky, Immunologin am Roswell Park Cancer Institute, zusammen mit ihren Kollegen, die Auswirkungen von Kältestress auf die Fähigkeit des Immunsystems der Maus, Tumore zu bekämpfen, zu untersuchen. Wie das Team 2013 enthüllte, leisten Labormäuse einen besseren Job im Kampf gegen Krebs, wenn sie nett und warm sind. Tumore wuchsen langsamer und bildeten weniger wahrscheinlich Metastasen im Vergleich zu Mäusen, die bei Standard-Labortemperaturen gehalten wurden. Die wärmeren Mäuse sprachen auch besser auf Chemotherapien an.

Besorgt über die Auswirkungen auf die Arzneimittelforschung und -auswahl, begannen Hylander und Repasky, sich mit einer wachsenden Zahl von Forschungen über die Gehäusetemperatur von Mäusen in anderen Bereichen zu beschäftigen. Jetzt schlagen sie Alarm.

Studien in Bereichen, die von der Fettleibigkeitsforschung bis zur Neurobiologie reichen, haben gezeigt, dass die Stalltemperatur die Studienergebnisse bei Mäusen verändern kann. „Obwohl Tierphysiologen das Potenzial dieses Problems schon seit einiger Zeit erkannt haben, waren wir überrascht, dass an Krebsmodellen im Wesentlichen keine Arbeit geleistet wurde beeinflusst von den üblichen Gehäusetemperaturen", sagt Repasky. "Wir befürchten, dass zu viele Veröffentlichungen mit unterschiedlichen Ergebnissen, entweder zwischen Laboren in verschiedenen Ländern oder innerhalb desselben Labors, auf die Umgebungsbedingungen zurückzuführen sein könnten."

Aber die Antwort ist nicht unbedingt nur das Aufdrehen der Thermostate. "Bei Mäusen bei einer thermoneutralen Temperatur zu arbeiten, ist für Menschen nicht sehr angenehm", sagt Hylander. "Es ist heiß und es ist schwer für die Leute, sehr lange zu arbeiten, wenn sie überhitzt sind."

Als ersten Schritt empfehlen Hylander und Repasky den Forschern, die Umgebungstemperatur in ihren Kolonien anzugeben und sich einfach bewusst zu sein, dass die Käfigpositionen, die Anzahl der Mäuse pro Käfig und die Art der zu modellierenden Krankheit den Grad des Kältestresses beeinflussen können.

Für einen direkteren Ansatz schlägt Hylander vor, dass Forscher Pilotexperimente bei wärmeren Temperaturen durchführen, um zu sehen, wie sich der Unterschied auf die experimentellen Ergebnisse auswirkt. Dies könnte erreicht werden, indem man Mäuse entweder in Brutkästen hält oder den Tieren mehr Nistmaterial gibt (in freier Wildbahn wehren Mäuse kalte Temperaturen ab, indem sie Nester bauen).

„Wir sagen nicht, dass eine Gehäusetemperatur besser ist als eine andere“, betont Repasky. „Die unterschiedlichen Temperaturen führen einfach zu unterschiedlichen experimentellen Ergebnissen, was wichtig sein könnte. Ich denke, es ist noch viel mehr Forschung erforderlich, um den Einsatz von Mäusen zum Testen von Therapien zu optimieren, die für den Menschen nützlich sind.“

Trends in Krebs, Hylander und Repasky: "Thermoneutrality, Mice and Cancer: A Heatated Opinion" http://www.cell.com/trends/cancer/fulltext/S2405-8033(16)00054-6

Trends in Krebs (@trendscancer), herausgegeben von Cell Press, ist ein monatliches Review-Journal, das die neuesten Chancen, Sackgassen und potenziellen Auswirkungen der Grundlagen-, Translations- und klinischen Wissenschaften präsentiert und diskutiert, aber auch aufkommende relevante Themen in den Bereichen Forschung und Entwicklung, Technologie und Innovation in der Pharma-Onkologie diskutiert , Ethik und Gesellschaft sowie aktuelle Krebspolitik und Finanzierungsmodelle. Erfahren Sie mehr: http://www. Zelle. com/ trends/ krebs/ home. Um Medienbenachrichtigungen von Cell Press zu erhalten, wenden Sie sich bitte an [email protected]

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Schau das Video: celledeling (Juli 2022).


Bemerkungen:

  1. Machupa

    Was für ein Satz ... toll

  2. Neville

    Welche Worte ... tolle, bemerkenswerte Idee

  3. Month

    Kehren wir zu einem Thema zurück

  4. Tahurer

    Ja, eine nicht schlechte Variante



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