Biologie in unserer Zeit (BiuZ - E-Journal)
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Science on Stage: MINT-Lehrkräfte aus ganz Europa kommen nach Prag
Get PDFNach zwei Jahren Vorbereitung war es endlich so weit – das Europäische Science on Stage-Festival fand in Prag statt
Poisonous and intoxicating plants in the ancient world:
No full textHomer schildert in den Epen „Ilias“ und „Odyssee“ die Welt der Bronzezeit vor rund 4000 Jahren. Viele Nahrungspflanzen, die wir heute nutzen, waren schon damals bekannt. Auch kannte und nutzte man diverse Gift- und Rauschpflanzen: Eisenhut, Schierling, Herbstzeitlose und Oleander waren berüchtigte Giftpflanzen, die als Pfeilgifte, für Morde, zur Selbsttötung und bei Todesurteilen eingesetzt wurden. Das Alkaloid Cyclopamin aus dem Weißen Germer kann als Missbildung ein zentrales Stirnauge hervorrufen; diese Folge von Vergiftungen waren vermutlich die Grundlage für die Gestalt des einäugigen Zyklopen Polyphem. Rauschpflanzen wie Schlafmohn, Alraune und Bilsenkraut enthalten psychoaktive Alkaloide. Als Nepenthes-Trank diente der Schlafmohn zum Vergessen von Sorgen und Schmerzen, Pflanzen mit Tropanalkaloiden wurden zum Verzaubern genutzt. Die Zauberin und Göttin Kirke verwendete Extrakte aus der Alraune, um die Gefährten des Odysseus in Schweine zu verwandeln. Odysseus kannte den Trick und aß vor dem Besuch der Kirke die Zwiebeln des Schneeglöckchens, welches das Alkaloid Galantamin als Antidot enthält. Noch älter war wohl die Erkenntnis, dass Wein und Bier verlässlich einen Rausch hervorrufen können. Wein spielte bei Homer schon eine große Rolle und fehlte bei keiner Mahlzeit. Die Antike kannte bereits viele Heilpflanzen, die zur Behandlung von Verletzungen, Entzündungen, Infektionen, Schmerzen und anderen Erkrankungen eingesetzt wurden. Einige dieser Pflanzen nutzen wir heute noch in der Medizin: Schafgarbe (Achillea sp.), Beifuß (Artemisia sp.), Tollkirsche (Atropa belladonna), Kamille (Matricaria chamomilla), Schöllkraut (Chelidonium majus), Mutterkorn (Claviceps purpurea), Herbstzeitlose (Colchicum autumnalis), Weidenröschen (Epilobium sp.), Fenchel (Foeniculum vulgare), Nieswurz (Helleborus sp.), Bilsenkraut (Hyoscyamus sp.), Lavendel (Lavandula sp.), Minze (Mentha sp.), Myrte (Myrtus communis), Pfingstrose (Paeonia sp.), Schlafmohn (Papaver somniferum), Wegerich (Plantago sp.), Granatapfel (Punica granatum), Eiche (Quercus sp.), Rosmarin (Rosmarinus officinalis), Salbei (Salvia sp.), Thymian (Thymus sp.), Meerzwiebel (Drimia maritima), Verbene (Verbena officinalis), Mistel (Viscum sp.) und Mönchspfeffer (Vitex agnus-castus).In the epics “Iliad” and “Odyssey”, Homer describes the world of the Bronze Age around 4000 years ago. Many food plants that we use today were already known at that time. Various poisonous and intoxicating plants were known and used as well: Monkshood, hemlock, autumn crocus, and oleander were notorious poisonous plants used as arrow poisons, for murders, for suicide, and for death sentences. The alkaloid cyclopamine from white hellebore can cause the development of a single eye in the middle of the forehead (cyclopia) as a deformity; this consequence as a result of poisonings was probably the basis for the figure of the one-eyed cyclops Polyphemus. Intoxicating plants, such as opium poppy, mandrake, henbane, contain psychoactive alkaloids. As a Nepenthes potion, the opium poppy served to forget worries and pain; plants with tropane alkaloids were used for magic. The sorceress and goddess Kirke used extracts from mandrake to turn Odysseus’ companions into pigs. Odysseus knew the trick and, before visiting Kirke, ate the bulbs of the snowdrop, which contains the alkaloid galantamine as an antidote. The realization that wine and beer can reliably induce intoxication is probably even older; wine already played a major role in Homer’s works and was never missing from any meal. The ancient world already knew many medicinal plants that were used to treat injuries, inflammations, infections, pain and other diseases. Some of these plants we still apply today in medicine, such as Milfoil (Achillea sp.), Wormwood (Artemisia sp.), Belladonna (Atropa belladonna), Chamomile (Matricaria chamomilla), Celandine (Chelidonium majus), Ergot (Claviceps purpurea), Autumn Crocus (Colchicum autumnalis), Willow-herb (Epilobium sp.), Fennel (Foeniculum vulgare), Hellebore (Helleborus sp.), Henbane (Hyoscyamus sp.), Lavender (Lavandula sp.), Mint (Mentha sp.), Myrtle (Myrtus communis), Peony (Paeonia sp.), Opium Poppy (Papaver somniferum), Plantain (Plantago sp.), Pomegranate (Punica granatum), Oak (Quercus sp.), Rosemary (Rosmarinus officinalis), Sage (Salvia sp.), Thyme (Thymus sp.), Sea Squill (Drimia maritima), Speedwell (Verbena officinalis), Mistletoe (Viscum sp.) and Chaste Tree (Vitex agnus-castus)
Gibt es eine Datenkrise der experimentellen Wissenschaften?
Get PDFDer Kenntnisstand der Wissenschaft entwickelt sich rasant. Die Zahl der jährlichen Veröffentlichungen explodiert. So gab es im Jahr 2017 aus dem Bereich Wissenschaft und Technik 2,4 Millionen Publikationen, 750.000 mehr als zehn Jahre zuvor [1]. Die Publikationszahl wächst jährlich um etwa vier Prozent. Wie hoch ist die Qualität in der Quantität? Die Frage nach der Reproduzierbarkeit bereitgestellter Daten und damit der Zuverlässigkeit des Erkenntnisgewinns ist nicht neu und beschäftigt seit Jahren die Wissenschaftler/-innen, Zeitschrifteneditor/-innen und Förderinstitutionen. Trotzdem ist die Frage nach einer Daten- und Reproduktionskrise eher zu verneinen, allerdings benötigen wir Standards und kritische Rezeption
Life-threatening fungal infections:
No full textInvasive Pilzinfektionen gehen mit Sterberaten von 30–90 Prozent einher und töten weltweit jährlich mehr als 1,5 Millionen hauptsächlich immungeschwächte Menschen. Trotz dieser Gefahr werden invasive Pilzinfektionen oft zu spät diagnostiziert und ihre Therapiemöglichkeitensind begrenzt. Die aktuelle Forschung hat zum Ziel, sowohl die Verteidigungsstrategien des menschlichen Wirts als auch die Mechanismen verstehen zu lernen, mit denen Pilze die Immunabwehr unterlaufen können. Wichtige Immunzellen sind Makrophagen und neutrophile Granulozyten. Einige pathogene Pilze, wie Aspergillus fumigatus, interferieren mit der Reifung von Phagosomen und können so in diesen Zellkompartimenten, geschützt vor dem restlichen Immunsystem, eine bestimmte Zeit überleben und sich dann ausbreiten. Es wird deshalb in Zukunft wichtig sein, gezielt Wirkstoffe in Phagosomen transportieren zu können, um solche intrazellulären Krankheitserreger effektiv zu erreichen. Neutrophile Granulozyten sind essentiell für die Abwehr von Pilzerkrankungen. Sie produzieren auch antifungale extrazelluläre Vesikel, die A. fumigatus abtöten und die ein großes Potenzial als neuartiger Therapieansatz gegen Infektionen, aber auch für die Diagnose von Infektionskrankheiten aufweisen.Invasive fungal infections are associated with mortality rates ranging from 30–90 per cent and kill more than 1.5 million mainly immunosuppressed people every year worldwide. Despite this threat, the diagnosis of these invasive fungal infections is often delayed and therapeutic options are limited. Current research aims at understanding defense strategies of the human host as well as the mechanisms allowing fungi to evade the immune defense. Important immune cells are macrophages and neutrophilic granulocytes. Some pathogenic fungi – like Aspergillus fumigatus – interfere with the maturation of phagosomes in these cells and are able to survive for a certain time in this cell compartment – well protected against the remaining immune system – and then they spread. Thus – in the future – it will be important to specifically target phagosomes and transport substances into them to fight such intracellular pathogens. Neutrophilic granulocytes are essential for defending invasive fungal infections. These cells also produce antifungal extracellular vesicles that kill A. fumigatus. Extracellular vesicles do not only have a great potential as novel therapeutic approach against infections but also for the diagnosis of infectious diseases
Begrenzter Spielraum der Evolution – Mutationen im Genom weniger zufällig als gedacht
Get PDFLange wurde angenommen, dass Mutationen im Erbgut zufällig entstehen und die natürliche Selektion in den nachfolgenden Generationen Mutationen an einigen Stellen des Genoms toleriert, während sie Individuen mit Mutationen in essentiellen Genen ausmerzt. Eine aktuelle Studie in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zeigt, dass Gene, die funktionell wichtig sind, weniger häufig mutieren und dass dies mit epigenetischen Faktoren korreliert
When the microbiome hits the nerve:
No full textTiere sind in einer Welt voller Mikroben entstanden und sind ständig verschiedenen Mikrobiota ausgesetzt. Mikroben besiedeln die meisten, wenn nicht gar alle tierischen Epithelien und beeinflussen die Aktivität vieler Organe, einschließlich des Nervensystems. Jede Betrachtung der Entwicklung und Funktion des Nervensystems ohne Berücksichtigung des Mikrobioms bleibt daher unvollständig. Hier fassen wir das aktuelle Wissen über das Nervensystem von Hydra und insbesondere seine Rolle in der Wirt-Mikrobiom-Kommunikation zusammen. Wir zeigen, dass moderne molekulare und bildgebende Verfahren ein umfassendes Verständnis der Leistungsfähigkeit eines solchen scheinbar einfachen Nervensystems im Kontext des Metaorganismus ermöglichen. Wir schlagen vor, künftig die Evolution, Funktion und Entwicklung neuronaler Schaltkreise im Kontext von Wirt-Mikroben-Wechselwirkungen zu betrachten und präsentieren Hydra als strategisches Modellsystem mit großer grundlegender und translatorischer Relevanz für die Neurowissenschaften.Animals have evolved in a world full of microbes and are constantly exposed to different microbiota. Microbes colonize most, if not all, animal epithelia and influence the activity of many organs, including the nervous system. Therefore, any consideration of the development and the function of the nervous system will remain incomplete if the microbiome is not taken into account. Here, we summarize the current knowledge on the Hydra nervous system and, in particular, its role in host-microbiome communication. We show that modern molecular and imaging techniques provide a comprehensive understanding of the performance of such a seemingly simple nervous system in the context of this metaorganism. We propose future work to consider the evolution, function, and development of neural circuits in the context of host-microbiome interactions and present Hydra as a strategic model system with great fundamental and translational relevance to neuroscience