Das aktuelle Wissenschaftsjahr: Es geht um Meere und Ozeane

Passend zum aktuellen Sommerwetter: Das erste was mir zum Thema Wissenschaftsjahr Meere und Ozeane einfällt, hat nichts mit Wissenschaft zu tun. Es ist URLAUB😀 – mit Sonne, Strand und Meer. Am Strand entlang laufen, die Meeresluft, der Wind, Muscheln sammeln und Fisch essen. (Und natürlich alle möglichen Souvenirs kaufen.😉 )

Strandmitbringsel

Fundstücke am Strand – und im Souvenirshop, Foto: Ricarda Schügner

Oder auch die Unterwasserfotos einer Freundin von ihrem Tauchurlaub. Da ich die Fotos nicht habe, habe ich ein Video vom Great Barrier Reef herausgesucht. Es ist ein tolles Gebiet zum Tauchen und Schnorcheln. Hier seht ihr das Youtube-Video von Greenbuddy Cairns Travel Blog.

Im Traumurlaub gibt es natürlich nur saubere Strände und sauberes Wasser. Aber – leider – auch im Urlaub befindet man sich nicht plötzlich auf einem anderen Planeten. Bei einem Strandspaziergang lassen sich neben den Muscheln und Schnecken alle möglichen Dinge, die irgendwer irgendwo ins Meer geworfen hat und die an den Strand gespült wurden, sammeln. Das Wasser ist nicht nur mit Müll, sondern auch mit Abwasser und Öl verschmutzt. Niemand schwimmt gerne in schmutzigem Wasser, aber schwerwiegender ist die Schädigung der Lebewesen im Meer. Korallenriffe, wie das Great Barrier Reef, gelten als besonders empfindlich. Die Meeresverschmutzung hat hier schon deutliche Spuren hinterlassen. Und für alle, die gerne Fische und Meeresfrüchte essen: Die Verschmutzung könnte mit dem „Fisch auf dem Tisch“ landen.

Inselurlaubserinnerungen und der Nationalpark Wattenmeer

Ich habe in meinen Erinnerungen von Nordsee-Insel-Urlauben und alten Fotos gekramt. Die meisten Inseln sind abhängig von den Gezeiten zu erreichen. Der Fahrplan lautet also nicht „alle 2 Stunden“, sondern die Fähre legt nur bei Flut ab. – Und wer sie verpasst, muss auf dem Festland bleiben. Mit der Fähre kommen auch (fast) alle Waren auf die Insel und den Abfall wieder auf das Festland. Selbst die Post richtet sich nach Ebbe und Flut. Im Winter kann es schon mal vorkommen, dass die Fähre aufgrund der Wetterbedingungen nicht kommt. Dann sind ausreichend Vorräte wichtig.

Wer „auf der Insel ist“, 😉 befindet sich mitten im Nationalpark Wattenmeer. Für alle, die nicht ausschließlich am Strand liegen wollen, bietet sich daher die Möglichkeit die Pflanzen- und Tierwelt, wie Vögel und Robben, kennenzulernen. Dank der Gezeiten können bei einer Wattwanderung die „auf und im Meeresgrund“ lebenden Tiere beobachtet werden.

Voegel

Vögel am Strand von Amrum, Foto: G. Schügner

Leider ist auch auf der schönsten Insel nicht immer alles heiter bis wolkig. Bei stürmischem Wetter klatschen große Wellen mit enormer Kraft auf den Strand. Hier sollen Deiche und Dünen die Inseln schützen.

Duenen

Dünen auf der Insel Amrum, Foto: G. Schügner

Dieser Schutz reicht nicht immer, wie die Geschichte der schmalen, langen Insel Juist zeigt. Eine Flut im Jahr 1651 teilte die Insel in zwei Teile. Juist wurde erst im 19. Jahrhundert wieder zu einer Insel. Da stellt sich die Frage, wie es den Inseln mit dem steigenden Meeresspiegel durch den Klimawandel ergeht. Wie gut ist der Schutz bei zukünftigen (Sturm-)Fluten? Es könnte häufiger Stürme geben. Wie hoch steigt das Wasser? Was bleibt von den Inseln übrig? Sind die Inseln in Zukunft noch bewohnbar?

Klimawandel und Meer

Der steigende Meeresspiegel ist jedoch nicht das einzige Problem. Erinnert ihr euch noch an den Strandspaziergang und das Sammeln der Muscheln (Muschelschalen) oder das Korallenriff? Auch das könnte in Zukunft anders aussehen. Das Meer nimmt etwa ein Drittel des Kohlendioxids aus der Luft auf. Bei einer steigenden Menge löst sich mehr Kohlendioxid im Wasser. Damit sind wir auch schon wieder bei Chemie und der folgenden Reaktion:

H2O + CO2 → H2CO3

Wasser und Kohlendioxid reagieren zu Kohlensäure. Wenn ich mehr CO2 im Wasser löse, entsteht mehr Kohlensäure. Dadurch wird das Meerwasser saurer. Der pH-Wert sinkt. In einer sauren Umgebung können die Meeresorganismen schwerer Kalkschalen und -skelette aufbauen. Wie gut der Aufbau noch möglich ist, hängt davon ab, wie sauer unsere Meere werden. Ich habe einen Youtube-Beitrag vom GEOMAR Kiel, der Forschungen zu diesem Thema zeigt.

Eine Möglichkeit den Klimawandel zu verringern, sind erneuerbare Energien. Auch hierzu ist mir ein „Inselfoto“ in die Hände gefallen. Es zeigt Windkraftanlagen im Meer (Offshore- oder Hochsee-Windparks). Windkraftanlagen werden tief im Meeresboden verankert, so dass die Auswirkungen auf die Tier- und Pflanzenwelt beobachtet werden müssen.

Windkraft

Windpark vor Amrum, Foto: G. Schügner

Ich finde, dass „Meere und Ozeane“ ein spannendes Thema für dieses Wissenschaftsjahr sind. Und im nächsten Blogbeitrag zum Thema bewege ich mich etwas weiter von unserer heimischen Küste weg, vielleicht sogar in die Tiefen des Meers😉 – versprochen.

Die wichtigen Internetseiten zusammengefasst zum Schluss:

 

Pflanzen und Mikroben: gute oder schlechte Nachbarn?

In meinem Blogbeitrag habe ich schon festgestellt: Mikroben sind einfach überall. Deshalb hat mich der Vortrag „Pflanzen und Mikroben: Freunde oder Feinde?“ aus der öffentlichen Vortragsreihe des CEPLAS (Exzellenzcluster für Pflanzenforschung) besonders interessiert. Für mich war er eine passende Ergänzung.

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Vortrag von Prof. Peter Westhoff, Pflanzen und Mikroben – Freunde oder Freunde?

Wann sind Mikroben ein Problem für Pflanzen?

Mikroorganismen – Viren, Bakterien, Pilze – sind vor allem problematisch, wenn viele gleiche Pflanzen in direkter Nachbarschaft wachsen, wie z. B. Getreide oder Kartoffeln auf den Feldern. Die ausgelösten Erkrankungen können sich schnell von einer zur nächsten Pflanze ausbreiten.

Acker

Viele gleiche Pflanzen sind anfällig für Erkrankungen, Foto: Ricarda Schügner

In „freier Wildbahn“ wachsen in der Regel viele unterschiedliche Pflanzen in Nachbarschaft. Da nicht alle Pflanzen anfällig für die gleichen Mikroben sind, können sich die Krankheiten nicht ausbreiten. Im Garten wird versucht dem Nachteil der einheitlichen Bepflanzung durch Mischkulturen entgegenzuwirken. Die benachbarten Pflanzen sollen sich gegenseitig schützen und im Wachstum unterstützen. Es gibt eine Vielzahl an Büchern, die sich mit dem Thema der „guten Nachbarschaft“ im Gemüsegarten befassen.

Bauerngarten

Beispiel für einen Bauerngarten, Foto: Ricarda Schügner

Viren – Bakterien – Pilze

Viren, Bakterien und Pilze unterscheiden sich im Aufbau. Viren weisen den einfachsten Aufbau auf: eine Proteinhülle mit DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonukleinsäure). Die DNA bzw. RNA liefert die Information zur Synthese von Proteinen (Eiweißen). Viren verfügen nicht über einen eigenen Stoffwechsel. Mit der DNA oder RNA, die Viren in die Wirtszelle bringen, programmieren sie die Zelle um, so dass sie Stoffe zur Vervielfältigung der Viren herstellt. Viren werden wegen des fehlenden Stoffwechsels von den meisten Virologen nicht zu den Lebewesen gezählt. Ein Beispiel für eine virale Erkrankung bei Pflanzen ist das Tabakmosaikvirus. Ich habe bei Youtube ein Video von Plant Pathology gefunden, dass zeigt, wie sich die Pflanze gegen das Virus wehrt. An Stellen an denen das Virus eindringt, sterben die Zellen – auch um die infizierte Zelle herum – ab. So kann das Virus keine gesunden Zellen infizieren.

Den Aufbau von Bakterien habe ich in meinem Blogbeitrag zu Antibiotika ausführlich beschrieben. Es handelt sich um Zellen mit einem eigenen Stoffwechsel und einer ringförmigen DNA, aber ohne Zellkern. Zur Fortbewegung nutzen Bakterien häufig Geißeln.

Pilze sind komplizierter aufgebaut. Ihre Zellen besitzen einen eigenen Zellkern. Es gibt einzellige Pilze, z. B. Hefen, und mehrzellige Pilze. Pilze bilden neben dem Pflanzen- und dem Tierreich ein eigenes Reich. Beispiele für eine Pilzinfektion bei Pflanzen ist die Krautfäule bei Kartoffeln oder Tomaten oder Mutterkorn bei Getreide. Gerade bei der aktuellen feucht-warmen Wetterlage kommen häufiger Pilzinfektionen bei Nutzpflanzen vor.

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Roggen mit Mutterkorn, Foto: Ricarda Schügner

Alle Mikroben können Krankheits- bzw. Schadbilder an Pflanzen verursachen. Die Mikroorganismen gelangen über Verletzungen oder durch die Spaltöffnungen der Blätter in die Pflanzen.

Können Pflanzen die eindringenden Mikroben erkennen?

Pflanzen sind tatsächlich in der Lage ihre „Feinde“ zu erkennen – und sich zu wehren. Neben den vorgestellten Mikroorganismen trifft das Erkennen und die Verteidigung auch „größere Pflanzenfresser“ (Herbivoren).

Wie werden Bakterien erkannt?

Die meisten Bakterien nutzen zur Fortbewegung Geißeln (Flagellen). Hauptbestandteil dieser Geißeln ist das Protein Flagellin. Pflanzliche Zellen können das Flagellin erkennen und dann wird – vergleichbar wie bei Tieren und Menschen – eine Immunreaktion ausgelöst.

Über welche Abwehrmechanismen verfügen Pflanzen?

Die erste Möglichkeit sich gegen Mikroben zu schützen ist die mechanische Abwehr. Es werden „Mauern aufgebaut“. Bezogen auf Pflanzenzellen bedeutet dies, dass die Zellwand der Zelle komplett oder teilweise verstärkt wird. Eindringlinge haben es dann schwerer in die Zelle zu gelangen.

Nummer zwei ist die „chemische Keule“. Pflanzen stellen Substanzen her, die den Angreifern schaden. Es gibt drei Gruppen von Verbindungen.

 

  • Reaktive Sauerstoffspezies
    Eine Beispielsubstanz ist Wasserstoffperoxid, dass z. B. zum Bleichen von Haaren (blondieren) oder zur Desinfektion verwendet wird. Wasserstoffperoxid ist ein starkes Oxidationsmittel.
  • Phytoalexine
    Phytoalexine sind kleine Moleküle, die zu den sekundären Pflanzeninhaltsstoffen gehören. Sie werden von der Pflanze gebildet, wenn ein Eindringling erkannt wird und sind in der gesunden Pflanze nicht nachweisbar. Ein Teil der Pflanzen verfügt zusätzlich über dauerhaft vorhandene Abwehrstoffe, wie z. B. die Senfölglykoside, die in Rettich oder Kresse vorkommen.
  • Abwehrproteine
    Pflanzen sind in der Lage Proteine (Eiweiße) herzustellen, die die Zellwand von Pilzen und Bakterien angreifen und zerstören können. Proteaseinhibitoren (Proteasehemmer) verhindern den Abbau von Enzymen bei Pilzen und Insekten. Ribonukleasen spalten Ribonukleinsäureketten (RNA) der Viren und Pilze.

 

Der dritte Abwehrmechanismus ist die hypersensitive Antwort. Wie oben an dem Beispiel mit dem Tabakmosaikvirus zu sehen ist, sterben Stellen an denen das Virus eindringt sowie gesunde Zellen der Umgebung großflächig ab. Auf diese Weise wird der Eindringling bzw. das Virus isoliert.

Wie ihr in meinem Blogbeitrag zu den Antibiotika zu sehen ist, vermehren sich Bakterien sehr schnell und in großer Zahl. Auf diese Art kommen immer wieder Mutationen vor. Ähnlich wie bei den Antibiotikaresistenzen ist es so möglich, dass die Abwehrmechanismen der Pflanzen umgangen werden. Auch bei Pflanzen gibt es Mutationen und die können die Abwehr gegen Mikroben verbessern… Es bleibt also spannend im „Rüstungswettlauf“ Pflanze gegen Mikroorganismus.

Gibt es auch nützliche Mikroben?

Ich habe hier im Blog schon festgestellt, dass Mikroben überall sind – und wir nicht ohne sie überleben können. Es gibt auch Pflanzen, die mit nützlichen Pilzen und Bakterien zusammenleben. Beispiele sind die Leguminosen (Schmetterlingsblütler), die mit Stickstoff-liefernden Bakterien zusammenleben und Mycorrhiza-Pilze, die die Nahrungsaufnahme der Pflanzen verbessern.

Leguminosen (Schmetterlingsblütler)

Die Leguminosen, wie z. B. Bohnen oder Erbsen, leben in Symbiose (was bedeutet, dass das Zusammenleben für beide Arten vorteilhaft ist) mit Bakterien, die den Stickstoff aus der Luft in für die Pflanzen nützlichen Dünger umwandeln können. Die Bakterien erhalten dafür von den Pflanzen produzierte Nahrung. Da die Stickstoffverbindungen ein wertvoller Dünger für die Felder sind, werden Lupinen (auch Leguminosen) als Gründünger eingesetzt.

Feuerbohnen

Feuerbohnen, Foto: Ricarda Schügner

Mycorrhiza

Die Mycorrhiza-Pilze leben ebenfalls in Symbiose mit Pflanzen. Sie befinden sich in den Wurzeln der Pflanzen. Dort helfen sie der Pflanze bei der Wasser- und Nährstoffaufnahme. Im Gegenzug bekommen sie Nahrung geliefert.
Zum Abschluss habe ich ein Youtube-Video des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ.de), dass das Zusammenleben von Pflanzen und Pilzen zeigt.

Eine Tafel Schokolade ist ein Newton?

Ich habe schon einige Male erzählt, dass ich die Physik-Experimentalvorlesung sehr gerne besucht habe, da es dort einige sehr anschauliche Versuche gab und ich deshalb weiß, dass eine Tafel Schokolade ein Newton sind.

Schokolade

100 g Schokolade = 1 Newton? Foto: Ricarda Schügner

Als Schoko-Fan erinnere ich mich selbstverständlich an die Schokolade😀 – und auch an „Newton“. Schauen wir auf die Physik hinter der Tafel Schokolade und zäumen das Pferd von – der Einheit her auf.😉 Newton ist die physikalische Einheit der Kraft.

Die Einheit Newton [N]

Die Einheit Newton ist eine SI-Einheit. Mit anderen Worten es handelt sich um eine internationale Standardeinheit. Hier wird zwischen Basiseinheiten und abgeleiteten Einheiten, wie die Einheit Newton, unterschieden.

Zu den SI-Basiseinheiten zählen z. B. Meter (m), Kilogramm (kg) oder Sekunde (s). Diese Vereinheitlichung soll, insbesondere in der Wissenschaft, dafür sorgen, dass die gemessenen Werte – ohne Umrechnung – vergleichbar sind. Die Länge wird in Meter (m) bzw. Zentimeter (cm) oder Kilometer (km) gemessen. Wir verwenden diese Maße in der Regel auch im Alltag, aber beispielsweise wird in England und den USA auch die Meile als Maß verwendet. Ein weiteres Beispiel ist die Einheit „Zoll“ bzw. im Englischen „inch“.

Newton hat als abgeleitete Einheit zwar ein eigenes Einheitensymbol [N], kann aber durch SI-Basiseinheiten dargestellt werden. Und hier kommen wir unserer Tafel Schokolade wie auch der Definition der physikalischen Kraft (F) schon etwas näher.

N = kg x m / s2

Wir finden ein Gewicht [kg] in der Einheit und 100 g sind 0,1 kg Schokolade. Übrig ist dann m/s2 – und das muss dann (ungefähr) 10 sein. In der Physik ist die Kraft definiert als Masse (m) mal Beschleunigung (a).

F = m x a

Unsere Tafel Schokolade beschleunigt also mit 10 m/s2 – und dass ohne Motor.

Woher kommt die Beschleunigung?

Dazu zeichnen wir den Versuchsaufbau. Eine Tafel Schokolade wird aus der Ruheposition fallengelassen.

Zeichnung_Schoko_Boden

Unser Versuchsaufbau: Die Schokolade fällt zu Boden

Die Beschleunigung ist damit der Fall zur Erde. Es ist die Erdbeschleunigung (auch Ortsfaktor), die ungefähr g = 9,81 m/s2 beträgt (wir runden locker auf 10 auf). Im Fallen werden 0,1 kg Schokolade mit der Erdbeschleunigung 10 m/s2 beschleunigt und somit kommen wir auf eine Gewichtskraft (F = 0,1 kg x 10 m/s2 = 1 N) von einem Newton.

Um die Beschleunigung von „Masse“ im freien Fall zu zeigen, habe ich hier ein Youtube-Video von derinsherman62. Durch die Lichtblitze scheinen die einzelnen Wassertropfen „zu stehen“. Der Abstand zwischen den Tropfen wird größer, was auf die Erdbeschleunigung und damit den schneller werdenden Fall zurückzuführen ist.

Forschung rund um die DNA – wächst Reis unter Wasser?

In meinem dritten „DNA-Beitrag“ komme ich nach den Basisinformationen zur DNA und den DNA-Reparaturmechanismen, für die es den Chemie-Nobelpreis 2015 gab, zu aktuellen Forschungen rund um die Erbsubstanz.

Anfang November habe ich einen Vortrag von Professor Pamela Ronald (Universität von Kalifornien in Davis), einer Pflanzengenetikerin, besucht. Sie hat den Vortrag auf Einladung des Exzellenzclusters für Pflanzenwissenschaften CEPLAS (Cluster of Excellence in Plant Science) gehalten.

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Prof. Pamela Ronald, Vortrag an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf

Ihr Arbeitsgebiet ist die Erforschung von Stress- und Krankheitstoleranz von Reispflanzen. Da Reis für viele Menschen ein Grundnahrungsmittel ist, soll ihre Forschung die Ernährung der Menschen sicherstellen. Durch den Klimawandel nehmen Überflutungen und Dürreperioden zu. Die Folge sind sinkende Ernteerträge und somit weniger Nahrungsmittel für die Bevölkerung.

Ein Forschungsgebiet ist die Resistenz von Reispflanzen gegen Überschwemmungen. Reis wächst in der Regel zwar im Wasser, aber nicht unter Wasser. Bei längeren Überflutungen sterben viele der Reispflanzen. Weiterhin liefern Pflanzen, die diesen „Stress“ überstehen, weniger Ertrag.

Es gibt jedoch eine „alte“ Reissorte, die längere Überflutungen übersteht. Diese Reissorte bringt weniger Ertrag als die modernen Sorten. Zudem wurden die modernen Sorten für die jeweiligen Anbaugebiete gezüchtet und sind an das dortige Klima und die Bodenverhältnisse angepasst. In der klassischen Pflanzenzucht würde die überflutungsresistente Sorte mit den heimischen Reissorten gekreuzt. Dieser Prozess ist jedoch sehr langwierig, da immer die Ernte der Samen abgewartet werden muss. Als Beispiel: Unsere heimischen Getreidesorten werden im Frühjahr ausgesät und im Spätsommer/Herbst geerntet. Weiterhin ist nicht sicher, welche der Reispflanzen alle gewünschten Eigenschaften/Merkmale mitbringen.

Die Mendelschen Regeln

Zur Vererbung von Merkmalen schauen wir uns die erste und die zweite Mendelsche Regel an. Sie sind gültig für Merkmale, die von einem Gen bestimmt werden.

  1. Uniformitätsregel: Wenn zwei reinerbige Eltern (P, Parentalgeneration) mit doppeltem Chromosomensatz (diploid) gekreuzt werden, ist die 1. Tochergeneration (F1, Filialgeneration) genetisch (Genotyp) und im Aussehen (Phänotyp) identisch.
  2. Spaltungsregel: Wird diese F1-Generation untereinander gekreuzt, so ergibt sich genetisch ein Aufspaltungsmuster 1 : 2 : 1 für die 2. Generation (F2). Das bedeutet, es gibt zwei reinerbige Individuen mit dem Erbmaterial jedes Elternteils der P-Generation und zwei mit dem Erbmaterial der F1-Generation.

Je mehr Merkmale vererbt werden, desto komplizierter wird die Auswahl der Pflanzen mit den gewünschten Merkmalen. Bei zwei unabhängig vererbten Merkmalen ist das Aufspaltungsmuster in der F2-Generation schon 9 : 3 : 3 : 1 (Genotyp). Ein dominantes Gen ist immer sichtbar, auch wenn es mit einem rezessiven kombiniert ist.

Ein Youtube-Video von MaxPlanckSociety erklärt die (erste und) zweite Mendelsche Regel anschaulich.

Wenn zwei Reissorten mit vielen Merkmalen klassisch gekreuzt werden, wird die Auswahl der Sorten ziemlich unübersichtlich und dauert lange. Denn das Resultat soll eine Sorte sein, die möglichst nur die gewünschten Eigenschaften hat und diese auch weitervererbt – ohne Überraschungen.

Welche Möglichkeiten der Abkürzung gibt es?

Es gibt die Möglichkeit einen Organismus gentechnisch zu verändern. Hierbei wird ein Stück Erbsubstanz (DNA), dass die gewünschte zusätzliche Information trägt, in die DNA des Organismus eingefügt. Aktuell gibt es zu der neuen Methode CRISPR, die diesen Austausch erleichtert, viele Beiträge in Fachzeitschriften, aber auch in der Tagespresse. Der Nachteil ist, dass es für gentechnisch veränderte Pflanzen langwierige Zulassungsverfahren und Diskussionen um den Einsatz auf dem Feld gibt. Ein Beispiel ist der sogenannte „goldene Reis“. Hier wurde in die Reiserbsubstanz die Information für die Synthese von beta-Carotin eingefügt. Der Reis ist gelb (golden). Ziel der Veränderung im Erbgut war eine Bekämpfung des Vitamin-A-Mangels in Entwicklungsländern, da Reis ein Grundnahrungsmittel und beta-Carotin eine Vorstufe für Vitamin A ist. Das Ergebnis war „goldener Reis“ und eine langandauernde Diskussion von verschiedenen Gruppen Pro und Contra Gentechnik. Wer nach dem Stichwort „goldener Reis“ sucht wird schnell fündig. Folglich ist auch das, trotz Abkürzung, keine schnelle Lösung.

Eine weitere Möglichkeit „zur Abkürzung“ besteht darin, die Auswahl der Organismen zu verbessern. In dem Beispiel mit dem überflutungsresistenten Reis wird zunächst nach dem oder den entsprechenden Genen in der „alten“ Reissorte gesucht. Es handelt sich um das Sub1-Gen. Dadurch besteht die Möglichkeit nach einer klassischen Kreuzung alle Pflanzen ohne das Sub1-Gen auszusortieren und nur mit Pflanzen mit dem gewünschten Gen weiterzuarbeiten. Das erleichtert und vereinfacht die Auswahl. Ich habe als deutsche Bezeichnung Präzisionszucht oder auch marker-assoziierte Selektion gefunden. Im Englischen heißt es marker-assisted selection (MAS). Im Video von MaxPlanckSociety wird an einem Beispiel gezeigt, wie die Abkürzung über MAS funktioniert.

Diese Form der Pflanzenzucht war erfolgreich, so dass die neuen resistenten Sorten als Saatgut zur Verfügung stehen. Die Forschung von Pamela Ronald erfolgte in Zusammenarbeit mit dem International Rice Research Institute (IRRI). Die Reissorten werden mit Unterstützung der Bill & Melinda Gates Stiftung kostenlos an die Reisbauern verteilt.

Pamela Ronald hat bei TEDx einen Vortrag zum Thema „Argumente für Gentechnik bei Pflanzen“ gehalten. Hier stellt sie unter anderem ihre Forschungsergebnisse vor und geht auch auf das Thema „goldener Reis“ ein. Den Beitrag mit deutschen Untertiteln findet ihr hier:

Warum und wie wird die DNA repariert? – Chemie-Nobelpreis 2015

Hier kommt der versprochene Beitrag zum Chemie-Nobelpreis 2015, der an Tomas Lindahl, Aziz Sancar und Paul Modrich für ihre Entdeckung von DNA-Reparaturmechanismen verliehen wurde.

In meinem letzten Beitrag habe ich euch unsere Erbsubstanz, die Desoxyribonukleinsäure, kurz DNA, vorgestellt und auch gezeigt, wie aus der Information auf der DNA über die mRNA (Boten-RNA) in den Ribosomen Proteine (Eiweiße) hergestellt werden. Fehler in der DNA oder der mRNA können dazu führen, dass die hergestellten Proteine nicht mehr funktionieren. Wenn viele Fehler auftreten, wäre ein vielzelliger Organismus (Menschen, Tiere, Pflanzen) nicht mehr lebensfähig. Deshalb wurde zunächst angenommen, dass die DNA besonders stabil ist. Andererseits weiß man, dass z. B. Sauerstoff und Licht, sehr aggressiv sind. Rostiges Eisen oder auch vergilbte Zeitungen hat bestimmt jeder schon gesehen. Weiterhin ist daran zu denken, dass jeder „Vielzeller“ sein Leben mit einer einzigen Zelle beginnt, die immer wieder geteilt wird. Bei jeder Zellteilung wird die DNA geteilt und wieder verdoppelt. Auch hier stellt sich die Frage, wie fehlerfrei dieser Mechanismus funktioniert.

Tomas Lindahl fand heraus, dass die DNA doch nicht so „unangreifbar“ war, wie bis zu diesem Zeitpunkt angenommen. Andererseits funktionieren Menschen, Tiere und Pflanzen in der Regel recht gut,😉 was darauf hinweist, dass es nicht auf allzu viele Fehler in der DNA gibt.

Die Frage war damit also: Was passiert mit den fehlerhaften DNA-Stellen? Um das Problem zu vereinfachen, sucht man nach möglichen Modellen. Eine Bakterienzelle besitzt eine ringförmige DNA, aber die Bakterien-DNA hat einen vergleichbaren Aufbau mit den Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Thymin.

Ich habe hier mein Bild der Basenpaarung: Adenin – Thymin, Guanin – Cytosin.

DNAstruktur

DNA-Modell mit Zucker, Phosphat und den Basen Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin

Der nächste Ansatzpunkt für die Suche nach dem „Reparaturwerkzeug“, war die Tatsache, dass Cytosin schnell eine Aminogruppe verliert und damit zur Base Uracil wird. Uracil findet man in der RNA als Partner von Adenin. Damit würde dieser Fehler bei einer DNA-Verdoppelung dazu führen, dass anstelle von Guanin nun Adenin in den neuen DNA-Strang eingebaut wird. Mit diesem Startpunkt gelang es den Mechanismus für die sogenannte Basenexzisionsreparatur entschlüsseln. Es sind mehrere Enzyme (erkennbar an der Endung -ase) an diesem Mechanismus beteiligt.

Spezifische Enzyme (DNA-Glykosylase) erkennen die Fehler, z. B. Uracil statt Cytosin,  und schneiden die Base heraus. Die AP-Endonuklease entfernt Zucker und Phosphatrest. Das fehlende DNA-Stück wird durch das Enzym DNA-Polymerase synthetisiert und die DNA-Ligase baut es in den DNA-Strang ein. Das Video von Joan Foxton zeigt diesen Mechanismus.

Aziz Sancar hat untersucht, wie Schäden an der DNA, die durch UV-Strahlen entstanden sind, repariert werden. Sancar hat die UV-Reparatursysteme zunächst an Bakterien untersucht. Diese Bakterien verfügten bekannterweise über einen lichtabhängigem und einen lichtunabhängigen UV-Reparaturmechanismus. Er entschlüsselte den lichtunabhängigen Mechanismus mit Hilfe von drei UV-empfindlichen Bakterienkulturen, die unterschiedliche Mutationen aufwiesen. Er fand drei unterschiedliche Enzyme, die die beschädigte Stelle finden und reparieren.

Durch die UV-Strahlung können zwei nebeneinanderliegende Thyminbasen eine Bindung eingehen, was zur Folge hat, dass der Strang aus Zucker und Phosphatrest eine Art Buckel bildet. Die Enzyme finden diese Buckel und schneiden die Basen großzügig um die beschädigte Stelle (Entfernung von 12 Basen) heraus. Die DNA-Polymerase ergänzt das DNA-Stück wieder und die DNA-Ligase baut es in den Strang ein. Diese UV-Reparatur funktioniert auch beim Menschen ähnlich.

DNA_Licht

Durch UV-Licht gehen 2 benachbarte Thyminbasen eine Bindung ein

Paul Modrich hat sich mit der Reparatur von Fehlern, die bei der Verdopplung der DNA auftreten (Basenpaarungsfehlern, mismatch-Reparatur), beschäftigt. Bei dieser DNA-Replikation, die bei jeder Zellteilung stattfindet, dient jeweils ein „alter“ DNA-Strang als Vorlage und wird durch die Arbeit der DNA-Polymerase ergänzt. Bei der großen Anzahl der Basen können auch hier Fehler auftreten. Das bedeutet, dass gegenüber von Adenin nicht Thymin, sondern z. B. Cytosin eingebaut wird. Die wichtige Frage lautet, wie stellt das Reparaturenzym fest, welche Base die „richtige“ ist und welcher der Original-DNA-Strang. Die Antwort ist, dass der Vorlage-DNA-Strang durch das Enzym Dam-Methylase mit einer Methylgruppe markiert wird. Damit wird der Fehler im nicht-markierten Strang entfernt und korrigiert. Auch diese Arbeiten wurden zunächst an Bakterien durchgeführt. Bei Untersuchungen an menschlichen Zellen zeigte sich, dass es dort einen anderen Mechanismus geben muss.

Das Youtube-Video von Ted-ed zeigt zum Abschluss eine Zusammenfassung der verschiedenen DNA-Reparaturmechanismen.

Kann man DNA wirklich schneiden?

Eigentlich sollte sich mein nächster Blogbeitrag um den Chemie-Nobelpreis und die DNA-Reparaturmechanismen drehen. Da jedoch auch in anderen Beiträgen, wie im Blog des Lindau Nobel Laureate Meetings zur Genchirurgie bzw. hier zu Mini-Schweinen, fleißig an der DNA „herumgeschnippelt“ wird/wurde, gibt es zuerst einen allgemeinen Beitrag zur Erbsubstanz und ihrer Funktion.

Ich fange natürlich mit ein wenig chemischem Basiswissen an.🙂 Papier ist nur 2-dimensional und so fehlt bei gezeichneten Molekülen die Räumlichkeit. Kohlenstoff (wie hier im Methan) kann 4 Bindungen eingehen und bildet räumlich gesehen eine Pyramide mit dreieckiger Grundfläche – einen Tetraeder. Als Beispiel für die räumliche Struktur habe ich mit der Software ChemSketch von ACDlabs (mein Tipp für alle, die im Chemieunterricht beeindrucken wollen😉 ) Vitamin C gezeichnet. Ihr seht unten die 3D-Animation.

Für die Anordnung der Moleküle im Raum spielt neben der festen kovalenten Bindung (Elektronenpaarbindung) die Wasserstoffbrückenbindung eine wesentliche Rolle. Das einfachste Beispiel ist das Wasser H2O. Der Sauerstoff zieht die negativ geladenen Elektronen der Bindung mehr zu sich, so dass eine leichte Verschiebung der Ladung erfolgt. Das wird in der Summenformel mit einem „delta minus“ beim Sauerstoff bzw. „delta plus“ beim Wasserstoff gekennzeichnet. Da sich unterschiedliche Ladungen anziehen, bilden sich die Wasserstoffbrückenbindungen aus. Man sieht die Kraft der Bindungen, dass Wasser trotz des geringen Molekulargewichtes einen recht hohen Siedepunkt hat. Das bedeutet, dass man zusätzlich Energie aufwenden muss, um ein Wasser-Molekül von den anderen zu lösen und in den gasförmigen Zustand (Dampf) zu überführen.

Ich habe hier ein Youtube Video zur chemischen Bindung von snuggliepuppy für euch gefunden. Hier werden ionische Bindung, kovalente Bindung und die polare kovalente Bindung (wie z. B. im Wasser) sehr anschaulich erklärt.🙂

Nach der Betrachtung der kleinen Moleküle kommen wir jetzt zu einem richtig großen Molekül: der Desoxyribonukleinsäure (DNS) bzw. deoxyribonucleic acid (DNA) – unserer Erbsubstanz. Ich verwende als Abkürzung DNA.

Ein DNA-Baustein setzt sich aus Zucker, Phosphatrest und Nukleinbase zusammen. Der Zucker die Desoxyribose und die Nukleinbase kann Adenin, Thymin, Cytosin oder Guanin sein. Im Bild seht ihr die Einzelbausteine direkt gegenüber angeordnet, da Adenin nur mit Thymin ein Paar bilden kann und Cytosin mit Guanin. Den Zucker habe ich durchnummeriert.

DNAstruktur

DNA-Aufbau: Zucker, Phosphat, Basen

Mein Modell unten sieht aus wie eine Leiter (ich habe die Weihnachtsdeko-Vorräte geplündert…). Zwei Einzelstränge bilden das Gesamtmolekül. An der Seite wechseln sich Zucker und Phosphatrest ab und in der Mitte liegen sich die Basen des jeweiligen Einzelstranges gegenüber. Zucker und Phosphatrest sind in den Strängen in gegenläufiger Richtung angeordnet (3′ > 5′ bzw. 5′ > 3′). Hier findet ihr die Nummerierung des Zuckers wieder. Da mein Modell nur ein kurzer Ausschnitt ist und sich so zum erklären besser eignet, habe ich es nicht „gedreht“, denn das Molekül liegt als schraubenförmige Doppelhelix vor. Bei Wikipedia findet ihr ein gedrehtes und animiertes Modell.

DNAmodell

DNA-Modell: 2 Einzelstränge bilden das Gesamtmolekül

Da jede Base nur mit einer bestimmten anderen Base ein Paar bildet, kann ein Fehler innerhalb eines Stranges korrigiert werden, wenn der gegenüberliegende Strang fehlerfrei ist.

Wie kommen wir von der DNA zu unseren Eiweißen (Proteinen)?

Eiweiße werden in Ribosomen hergestellt und die DNA befindet sich – zumindest bei den Zellen von Pflanzen, Tieren und Menschen – im Zellkern. In meinem Beitrag zu den Antibiotika findet ihr ein Bild der Zellen. Die Lösung ist einfach:😉 Man schickt einen Boten. Die messenger oder Boten-RNA (mRNA) übernimmt diese Aufgabe. Sie weißt zur DNA zwei Unterschiede auf. Als Zucker wird Ribose eingebaut und anstelle der Base Thymin findet man Uracil, so dass Adenin mit Uracil kombiniert wird.

Ihr erinnert euch noch, dass ich die DNA-Richtungen nummeriert habe? Das ist wichtig für das Ablesen, die Transkription. Es erfolgt von 3′ nach 5′. Der Startpunkt für das Ablesen eines Gens (= einer Information für ein Protein) ist eine bestimmte DNA-Sequenz, der Promotor. Der DNA-Doppelstrang teilt sich zum Ablesen auf und die mRNA wird zusammengesetzt. Der Bote wandert zu den Ribosomen, wo die Eiweiße aus Aminosäuren gebildet werden (Translation). Da es 20 Aminosäuren, aber nur 4 Basen gibt, war die Frage, wie wird die Information, welche Aminosäure gebraucht wird, übergeben. Es hat sich gezeigt, dass jeweils eine Kombination von 3 Basen die Information für eine Aminosäure kodiert. Der Austausch einer Base würde also dazu führen, dass eine andere Aminosäure eingebaut wird. Was Fehlfunktionen des gebildeten Proteins zur Folge haben kann.

Ich habe hier ein Youtube-Video von O. Maarouf in dem der gesamte Transkriptions- und Translationsprozess schematisch dargestellt wird.

Das waren jetzt meine „Basics“ zur DNA. Da unsere Erbsubstanz ein riesiges Molekül ist, kann sie durch Licht, Strahlung oder Oxidation geschädigt werden. Für die Entdeckung der DNA-Reparaturmechanismen gab es den Chemie-Nobelpreis, der Thema des nächsten Beitrags sein wird.

Parasiten, Kräutermedizin und Nobelpreise

Die Nobelpreise in Medizin, Physik und Chemie 2015 sind verliehen. Da ich aus dem Gebiet der Carotinoid-/Retinoid-Chemie komme, gefallen mir die Preise für Medizin und Chemie natürlich sehr.🙂 – Unter Neutrinos kann ich mir aber auch noch etwas vorstellen.😉

Der Medizin-Nobelpreis wurde dieses Jahr an die Forscher William C. Campbell, Satoshi Omura und YouYou Tu für sehr greifbare Medikamente gegen weit verbreitete Parasiten verliehen. – Dafür ging es bei dem Chemie-Nobelpreis in Richtung Biochemie. In diesem Beitrag soll es jedoch um die Parasitenbekämpfung gehen.

Zwar handelt es sich nicht um Medikamente gegen heimische Parasiten, aber wer hat noch nie seine freilaufende Katze entwurmt, vom Fuchsbandwurm oder auch der Krätze gehört. Nicht nur die Mikroben (wie hier in meinem Blogartikel) sind überall, sondern auch die Parasiten.

Parasiten besiedeln oft mehrere Tiere bzw. den Menschen (= Wirte) in einem Zyklus, der zum Teil für die Entwicklung des Parasiten notwendig ist. Der „Wirt“ ist sozusagen derjenige, der Nahrung und  Getränke für die Entwicklung zur Verfügung stellt.😉 Weiterhin unterscheidet man zwischen dem Zwischenwirt, bei dem nur eine Weiterentwicklung des Parasiten stattfindet, und dem Endwirt, in dem die Vermehrung stattfindet. Diese zyklische Entwicklung kann in der Bekämpfung ein Problem darstellen, da es teilweise Parasitenstadien gibt, die nur schwer mit Therapien zu erreichen sind. Weiterhin können Parasiten, die sich schnell vermehren eine Resistenz entwickeln, so wie es auch Bakterien gegen Antibiotika möglich ist.

Ich bleibe bei dem Beispiel Malaria, da ich bei futuremag/arte ein Youtube-Video mit dem Zyklus Mücke – Mensch – Mücke gefunden habe. Der Malaria-Parasit ist der Einzeller Plasmodium (Im Wikipedia-Artikel gibt es auch noch eine Abbildung mit einer ausführlichen Darstellung des Lebenszyklus von Plasmodium).

Da der Malaria-Erreger Plasmodium bekannt dafür ist, Resistenzen zu entwickeln, war Artemisinin eine wichtige neue Therapiemöglichkeit. An der Arbeit von YouYou Tu gefällt mir besonders die Idee die traditionellen Heilmethoden nach möglichen Wirkstoffen zu untersuchen. Die Traditionelle Chinesische Medizin (TCM) ist reich an vielfältigen Arznei-Mischungen mit Kräutern und auch tierischen Bestandteilen. Ich habe die alte Apotheke Hu Qing Yu Tang in Hangzhou besucht. Es gab viele Schubladen, Kräuterduft und Mischungen, die für jeden Patienten hergestellt wurden.

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Die alte TCM-Apotheke in Hangzhou Hu Qing Yu Tang Foto: Ricarda Schügner

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Die alte TCM-Apotheke in Hangzhou Hu Qing Yu Tang Foto: Ricarda Schügner

Um sich durch die Vielzahl der Möglichkeiten zum passenden Kraut durchzuarbeiten und dann noch die Möglichkeit mit der richtigen Methode zur Isolierung des Wirkstoffes zu finden, braucht man Fleiß und ein gutes Durchhaltevermögen. Wer weiß, welche Wirkstoffe in den verschiedenen „Schubladen“, im Regenwald oder auch unseren heimischen Kräutern noch schlummern.

Bei der TCM oder auch unserer traditionellen Kräuterheilkunde handelt es sich um Erfahrungsmedizin. Selbstverständlich wird nicht alles entsprechend der neuesten Standards wirksam sein, aber zusätzlich ist in den letzten Jahrhunderten auch vieles an Wissen zur Anwendung und Aufbereitung der Kräuter verloren gegangen. Weiterhin verschwinden in den letzten Jahrzehnten immer mehr Tiere und Pflanzen unwiederbringlich und damit Chancen auf neue Wirkstoffe.

Seit der Entwicklung des Hochdurchsatz-Screening (High Throughput Screening, HTS) in der Industrie besteht die Möglichkeit viele Substanzen/Stoffe innerhalb eines kurzen Zeitraumes an Testsystemen zu untersuchen. Nicht jeder Treffer wird automatisch zu einem neuen Medikament, aber je größer die „Substanzbibliotheken“ – mit Substanzen aus allen Teilen der Welt – sind, die durchprobiert werden können, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit etwas zu finden, was auf eine weitere Wirkung untersucht werden kann.

Ich habe hier zwei Beispiele für „westliche“ Naturstoffmedizin. Das erste Beispiel kennt bestimmt jeder: Acetylsalicylsäure – wirkt gegen Kopfschmerz.😉 Der Wirkstoff ist die abgewandelte Salicylsäure, die aus der Weidenrinde stammt. Weidenrindentee wird/wurde gegen fieberhafte sowie rheumatische Erkrankungen sowie Kopfschmerz eingesetzt.

Mein zweites Beispiel sind die Taxane, deren Name sich vom lateinischen Namen der Eibe (Taxus) ableitet. Wie hoffentlich jeder weiß, ist die Eibe GIFTIG! Bei den Taxanen handelt es sich um Krebsmedikamente. Die Ursprungssubstanz Paclitaxel wurde aus der Rinde der Pazifischen Eibe (Taxus brevifolia) gewonnen. Da die Rinde für einen Baum lebenswichtig ist, war die Herstellung größerer Mengen schwierig. Eine chemische Totalsynthese ist zwar möglich, aber ziemlich aufwendig. Als weitere Möglichkeit wurde die Abwandlung des in unserer heimischen europäischen Eibe (Taxus baccata) in den Nadeln vorkommenden Baccatins zu Paclitaxel gefunden. Mittlerweile kann Paclitaxel biotechnisch aus Eibenzellkulturen hergestellt werden.

Die beiden anderen Forscher – William C. Campbell und Satoshi Omura – haben aus einem Bakterium (Streptomyces avermitilis) den Wirkstoff Ivermectin entwickelt. Er wirkt gegen Parasiten, die ebenfalls von Mücken übertragen werden und Elephantiasis bzw. Flussblindheit hervorrufen.

Zum Abschluss könnt ihr euch auf dem Nobelpreis-Youtube-Kanal die Verkündung des diesjährigen Medizin-Nobelpreises ansehen. Wie ihr in meinem Nobelpreis-Beitrag vom letzten Jahr lesen könnt, werden die Beiträge live bekannt gegeben.

Herbstspaziergang im Landschaftspark Fuhrkamp

Bei meinem aktuellen Besuch zeigte sich der Landschaftspark deutlich verändert. Nach dem es in den letzten Wochen nach langer Hitze und Trockenheit endlich feuchter war, hatte der Bach endlich ein grünes Ufer. Die kleinen Bäume entlang des Baches hatten tatsächlich einige Blätter. Außerdem wuchsen hier und da Binsen im „Überflutungsgebiet“ des Bachlaufes.

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Landschaftspark Fuhrkamp – Blick auf den Bachlauf Foto: Ricarda Schügner

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Landschaftspark Fuhrkamp Foto: Ricarda Schügner

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Landschaftspark Fuhrkamp – Blick auf die Eiche Foto: Ricarda Schügner

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Landschaftspark Fuhrkamp – Blick über das Blumenfeld Foto: Ricarda Schügner

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Landschaftspark Fuhrkamp – Sonnenblume Foto: Ricarda Schügner

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Landschaftspark Fuhrkamp – Phacelia mit Spinne (Wer findet sie?) Foto: Ricarda Schügner

Am direkt angrenzenden Gelände blühte und duftet im Juni noch die Kamille. Jetzt war die Fläche voller gelber Sonnenblumen und blauer Phacelia. Ein Blumenfeld im Landschaftspark – auch wenn es toll aussieht – hat mich schon etwas gewundert. DerTipp meiner Mutter, dass es sich bei den blauen Blumen um die Gründüngung [Link] Phacelia handelt, hat mir die Antwort gegeben.

Die Nutzung von Lupinen als Gründünger kenne ich. Bei den Lupinen, die zu den Schmetterlingsblütlern (Leguminosen) gehören, nutzt man ihre Fähigkeit Stickstoff aus der Luft aufzunehmen und im Boden anzureichern. In meinem Beitrag zur Nutzpflanzen-Ausstellung im Botanischen Garten der Heinrich-Heine-Universität habe ich die Nutzung der Lupinen etwas ausführlicher beschrieben.

Sonnenblumen kenne ich zwar auch als Nutzpflanze, da sie essbare Kerne (zum Knabbern und zum Backen) und ein wertvolles Öl liefert, aber die Nutzung als Gründüngung ist mir neu. Da die Wurzeln der Sonnenblume tief ins Erdreich wachsen, verwendet man sie zur Lockerung des Bodens. Auch die Phacelia (auch: Phazelie) durchwurzelt den Boden gut. Sie ist nicht winterhart und übergibt die Nährstoffe nach Verrottung wieder an die nachfolgenden Pflanzen. Neben der Bodenverbesserung ist ein weiterer Vorteil der Nutzung von Gründüngung die Bedeckung des Bodens, so dass keine unerwünschten Pflanzen wachsen.

Da es in den letzten Wochen immer wieder Berichte zu den vertrockneten Bäumen des „Baby-Waldes“, neu gepflanzter Bäume für die Langenfelder Babys des Jahres 2014, gab, habe ich mir die Pflanzung angesehen. Abgesehen von einer recht dichten Pflanzung, die aber bei Aufforstung durchaus geplant ist, sahen die Mini-Bäume recht gut aus. Die größeren Bäume entlang des Weges hat die Sommer-Trockenheit mehr „erwischt“. Sie hatten teilweise Blätter verloren, aber ich habe auch schon ein paar neue Blätter gesehen. Hierbei ist zu bedenken, dass der Laubabwurf die Bäume bei Trockenheit auch vor dem Vertrocknen schützt. Der Laubfall im Herbst ist nicht vornehmlich ein Kälteschutz der Laubbäume, sondern soll die Bäume vor dem Vertrocknen schützen. Nadelbäume schützen sich durch eine andere Blattform und einen Verdunstungsschutz auf den Blättern (bzw. Nadeln). In dem Youtube-Video von TheSimpleBiology wird die Herbstfärbung der Blätter sowie der Laubfall ausführlich beschrieben.


Meine weiteren Beiträge zum Lanschaftspark Fuhrkamp:

Lampenfieber und Prüfungsangst: Fight or Flight?

Auf dem Barcamp in Köln gab es eine Session mit Lars Hahn zum Thema #LampenfieberTipps mit analogen Tweets (Zettel) und dem Aufruf sich an der gleichnamigen Blogparade der LVQ zu beteiligen.

Zu Lampenfieber findet man bei Wikipedia, dass es sich um Anspannung, Nervosität und Stress vor einem öffentlichen Auftritt handelt. Und das Publikum ist Schuld.😉 Besser gesagt, die von uns erwartete Beurteilung der Leistung durch das Publikum bzw. im Fall der Prüfungsangst durch die Prüfer sind die Ursache für unseren Stress.

Die Reaktion auf Stress ist so alt wie die Menschheit, wie in dem Youtube-Video von CRM Learning, L.P. zu sehen ist.🙂

Sobald eine Gefahr erkannt oder eine Situation als gefährlich eingeschätzt wird, erfolgt die Stressreaktion. Der Körper wird durch die Ausschüttung verschiedenster Hormone in Alarmbereitschaft versetzt. Muskulatur, Kreislauf und Atmung warten auf eine „Handlung“, aber auch die Aufmerksamkeit und Entscheidungsbereitschaft sind erhöht.

Mir hat die englische Umschreibung „fight or flight response“ gut gefallen. Die Frage bei Lampenfieber und Prüfungsangst ist also Boxhandschuhe oder Laufschuhe.

Laufen_Boxen

Lampenfieber und Prüfungsangst: Fight or Flight?😉

In der Regel benimmt man sich bei Vorträgen (gilt auch für Zwischenfragen😉 ) oder Prüfungen zivilisiert, so dass „fight“ schon einmal wegfällt. Weglaufen sollte man zwar auch nicht, aber in Maßen kann man dem Bewegungsdrang nachgeben.

Hier also meine #LampenfieberTipps:

  • Da bei Stress auch die Aufmerksamkeit und Entscheidungsbereitschaft erhöht sind, ist leichtes Lampenfieber sogar nützlich und lässt einen schneller reagieren.
  • Gute Vorbereitung reduziert die Nervosität – zumindest bei mir – deutlich.
    Ich weiß, dass ich gut vorbereitet bin und meine Präsentation „auch im Schlaf“ beherrsche.
    Eine weitere Möglichkeit der Vorbereitung: möglichst oft Präsentationen halten, so dass die Situation „präsentieren“ bekannter wird.
  • Falls es möglich ist, sollte man sich vorher mit den Räumlichkeiten und Technik vertraut machen. Wenn keine vorab Besichtigung möglich ist, auf jeden Fall frühzeitig am Raum eintreffen. Man erspart sich unnötige Hektik.
  • Jetzt kommen wir zu dem Punkt mit dem Weglaufen.😉
    Bei mir hilft Bewegung immer gut gegen Stress/Nervosität. Auf jeden Fall GEHEN: um den Block, zur Toilette, vielleicht auch durch den Vortragsraum, sofern genug Platz ist, während der Präsentation.
  • Richtig Luft holen: Bei Stress atmet man häufig an nur „oben“ und zu hyperventiliert. Ich versuche immer (hier lässt mein Tai Chi-Training grüßen) konzentriert in den Bauch einzuatmen und ruhig wieder auszuatmen. Um die Atmung in Stresssituationen abrufen zu können, sollte man sie vorher regelmäßig geübt haben.
  • Wer Grafiken/Abbildungen in seiner Präsentation erklärt oder auch etwas anschreibt, kann sich kurz umdrehen und zwischendurch einmal Luft holen.
  • Mein letzter Tipp: ruhig einmal einen Vortrag als Video aufnehmen lassen. Meine Erfahrung war, dass ich gar nicht so nervös aussah, wie ich mich fühlte. Außerdem bin ich mit mir selbst kritischer, als bei jemand anderem.

Mein Fazit:

Da wir uns nicht in der Steinzeit befinden und unser Publikum in der Regel nicht aus Säbelzahntigern besteht,😉 sind wir selbst die eigentliche Hürde. Je ungefährlicher wir eine Situation einschätzen, desto geringer das Lampenfieber.

Tipp: Die Urdenbacher Kämpe – Naherholung und Hochwasserschutz

Vor anderthalb Wochen hatte ich trotz der Hitze einen Aktivitätsanfall. Ich habe die Wanderschuhe angezogen und bin durch die Urdenbacher Kämpe gewandert. Hinterher musste ich mich etwas erholen und habe deshalb eine Weile für den Blogbeitrag gebraucht.😉 In Wahrheit sind die Wanderwege bequem zu laufen, da es sich bei der Urdenbacher Kämpe um eine Aue handelt. Auen sind flache Überflutungsgebiete entlang von Flüssen. Da die Pflanzen immer wieder für einige Zeit unter Wasser stehen, findet man dort Pflanzen, die mit „nassen Füßen“ klar kommen.

Ich habe ein paar Fotos von meinem Spaziergang mitgebracht. Aufgrund der Temperaturen bin ich keinem der Rundwanderwege gefolgt, sondern unter den Bäumen im Schatten geblieben.

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Die Urdenbacher Kämpe; Foto: Ricarda Schügner

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Ein Blick auf das „platte Land“: alles flach und der Rhein ist nicht zu sehen; Foto: Ricarda Schügner

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Urdenbacher Kämpe – Impressionen; Foto: Ricarda Schügner

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Urdenbacher Kämpe – Fruchtstände des Aronstabs; Foto: Ricarda Schügner

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Urdenbacher Kämpe – Bäume mit „nassen Füßen“ Foto: Ricarda Schügner

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Urdenbacher Kämpe – Baumpilze; Foto: Ricarda Schügner

Wie ihr sehen könnt, hat man einen Blick in eine flache Ebene und viele Bäume, die im Wasser stehen. Obwohl mir auf meinem Weg Spaziergänger mit und ohne Hund, Jogger und Radfahrer begegnet sind, war es nicht voll und man hat nur die Vögel gehört. Die Urdenbacher Kämpe ist mein Tipp für die Naherholung. Auf der Website „Auenblicke“ gibt es weitere Informationen rund um die Urdenbacher Kämpe, u.a. auch Rundwanderwege in verschiedener Länge.

Ich habe auf Youtube ein Video der Biologischen Station Haus Bürgel zur Urdenbacher Kämpe für euch gefunden. Man kann dort auch sehen, wie die Kämpe überflutet aussieht.

In meinem Blogbeitrag zur Renaturierung des Bachlaufs im Landschaftspark Fuhrkamp hatte ich schon den Nutzen von Auen bei Hochwasser angesprochen. Die Überflutungsgebiete schützen besiedelte Gebiete bei Hochwasser. Da das Land entlang der Flüsse oft sehr fruchtbar war, haben die Menschen nahe der Flüsse ihre Dörfer und Städte errichtet. Weiterhin waren und sind Flüsse wichtige Transportwege. In der Folge entstanden Deiche und Flüsse wurden begradigt, was deutliche Folgen bei Überflutung hat. Ein Youtube-Video von The Nature Conservency zeigt diese Entwicklung (englisch).

Die Folgen des prognostizierten Klimawandels, werden z.B. hier von der grünen Bundestagsfraktion zusammengefasst. Insbesondere für Nordrhein-Westfalen wird zunehmender Niederschlag prognostiziert.

Um besiedelte Gebiete in Europa zu schützen, wurde das ALFA (Adaptive Land Use for Flood Alleviation) Projekt durchgeführt. An diesem Projekt waren Belgien, Frankreich, die Niederlande, Großbritannien und Deutschland beteiligt. Die Maßnahmen sollten neben den ökologischen Aspekten auch soziale und ökonomische Aspekte berücksichtigen.

Im Youtube-Video werden die durchgeführten Maßnahmen vorgestellt. Neben der Bereitstellung von Überflutungsgebieten wurden auch Warften (Hügel zum Schutz von Bauernhöfen) errichtet sowie das Abfließen des Oberflächenwassers bei heftigem Regen verlangsamt.

Die vorgestellten Maßnahmen dauern ein gewisse Zeit. Im Fall der geplanten forstwirtschaftlichen Nutzung der Auenlandschaft wird sogar von 100 Jahren gesprochen, da der Wald mit langsam wachsenden Eichen aufgeforstet werden muss. Für alle, die in Gebieten wohnen, die öfter mit Hochwasser zu kämpfen haben, gibt es auf der Seite des Bundesamtes für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe Tipps wie man Gebäude schützen kann.

Zum Abschluss habe ich noch zwei Fotos mit einer Hochwassermarkierung für euch. Auf meinen Fotos könnt ihr sehen, dass der Rhein nicht zu sehen ist.😉 Ich bin den „äußeren Bogen“ entlang gewandert und habe eine Bank und einen Pfahl mit der Hochwassermarkierung von Juni 2013 gefunden. Das hätte selbst an dieser Stelle ziemlich nasse Füße gegeben…

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Urdenbacher Kämpe – Die Bank mit Blick ins Grüne und nebenan die Hochwassermarkierung; Foto: Ricarda Schügner

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Urdenbacher Kämpe – Der genaue Hochwasserstand; Foto: Ricarda Schügner

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