Biologie in unserer Zeit (BiuZ - E-Journal)
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The microbiome of the jellyfish:
No full textInsgesamt verdeutlichen diese Ergebnisse die kritische Rolle des Mikrobioms für die komplexen Prozesse im Lebenszyklus von A. aurita und unterstreichen die Notwendigkeit eines intakten mikrobiellen Ökosystems für eine normale Entwicklung und Fortpflanzung. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass das native Mikrobiom von A. aurita essenzielle β-Carotinoide bereitstellt, die für eine erfolgreiche Strobilation erforderlich sind. In Polypen mit antibiotisch reduzierter mikrobieller Diversität wurde eine gestörte Strobilation beobachtet, verbunden mit einer signifikant verminderten Expression der bakteriellen Carotinoid-Biosynthesegene. Diese Befunde verdeutlichen, dass die mikrobiellen Partner aktiv an der Bereitstellung kritischer Stoffwechselprodukte beteiligt sind, die den Lebenszyklus und die morphologische Entwicklung dieser Qualle direkt beeinflussen.All things considered, these results explain the critical role of the microbiome for the complex processes in the life cycle of A. aurita and underline the necessity of an intact microbial ecosystem for a normal development and reproduction. The previous results have shown that the native microbiome of A. aurita provides essential β-carotenoids which are required for a successful strobilation. In polyps with antibiotic-reduced microbial diversity, disrupted strobilation has been observed, along with a significantly decreased expression of bacterial carotenoid biosynthesis genes. These findings illustrate that the microbial partners are actively involved in providing key metabolic products that directly influence the life cycle and the morphological development of this jellyfish
Teaching microbiology at school:
No full textMikrobiologie ist ein wichtiger Bereich der Biologie. Das Wissen über Mikroorganismen ist in der Bevölkerung und vor allem bei Schüler/-innen jedoch häufig negativ behaftet und auf Schmutz, Verderben von Lebensmitteln und Infektionskrankheiten beschränkt. Auf der anderen Seite werden Mikroorganismen für die unterschiedlichsten biotechnologischen Anwendungen genutzt und sie spielen eine zentrale Rolle in Ökosystemen. Um diese positiven Seiten der Mikroorganismen stärker in das Bewusstsein der Gesellschaft zu rücken, bedarf es einer microbiology literacy, die bereits in der Schule gelehrt werden muss. Die aktuellen Lehrpläne für das Fach Biologie der einzelnen Bundesländer weisen jedoch nicht immer umfassende mikrobiologische Inhalte auf. Mit der Veröffentlichung der neuen Bildungsstandards für die Sekundarstufe I ergeben sich hier Chancen, die Mikrobiologie stärker in den Curricula der Schulen zu verankern.Microbiology is an important field of biology. However, knowledge on microorganisms within the general population, especially pupils, is often negatively associated with dirt, food spoilage, and infectious diseases. On the other hand, microorganisms are used for a wide range of biotechnological applications, and they play a central role in ecosystems. In order to raise greater awareness of these positive aspects of microorganisms in society, microbiology literacy is needed which has to be taught already at school. However, the current biology curricula of the individual federal states of Germany do not always include comprehensive microbiological content. The release of new educational standards for secondary schools presents an opportunity to strengthen the presence of microbiology in school curricula
Nobel Prize for Medicine for the discovery of microRNAs:
No full textIm Dezember 2024 wurden Victor Ambros und Gary Ruvkun mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin „for their discovery of microRNA and its role in post-transcriptional regulation“ ausgezeichnet. Der Artikel fasst diese vor mehr als 30 Jahren am Fadenwurm C. elegans gewonnenen Ergebnisse zusammen und beschreibt den Weg, wie diese Erkenntnisse Eingang in Diagnostik und mögliche Therapien menschlicher Krankheiten gefunden haben.In December 2024, the Nobel Prize for Physiology and Medicine was awarded to Victor Ambros and Gary Ruvkin „for their discovery of microRNA and its role in post-transcriptional regulation“. This article summarizes these findings achieved on the nematode C. elegans more than 30 years ago and describes the way how this knowledge has found its way into diagnosis and possible therapies of human diseases
Drought and heat stress in plants in the context of climate change:
No full textDie kumulativen und oftmals synergistisch wirkenden Einflüsse von Trocken- und Hitzestress stellen zentrale Stressfaktoren für Pflanzen im Zuge des anthropogen beeinflussten Klimawandels dar. Beide Stressoren beeinträchtigen die pflanzliche Physiologie, Biochemie, Überlebensfähigkeit und Produktivität auf verschiedenen Ebenen. Pflanzen reagieren auf diese Stressoren mit komplexen molekularen und physiologischen Mechanismen, darunter Expression hitzebzw. trockenheitsbezogener Gene und stomatäre Veränderungen. Dennoch sind diese Gegenmaßnahmen häufig artspezifisch und stoßen bei anhaltenden oder extremen Stressereignissen an funktionale Grenzen. Langfristig verändern diese – durch den anthropogen beeinflussten Klimawandel verstärkten – Stressfaktoren die Zusammensetzung von Ökosystemen und bedrohen sowohl das pflanzliche Leben als auch die globale Ernährungssicherheit.The cumulative and frequently synergistic impacts of drought and heat stress are pivotal stress factors for plants in the context of anthropogenic climate change. Both of these stressors impair plant physiology, biochemistry, survival and productivity of plants at various levels. Plants respond to these stressors with complex molecular and physiological mechanisms, such as the expression of heatand drought-related genes, and changes in stomatal conductance. However, these countermeasures are frequently species-specific and reach their functional limits during prolonged/persistent or extreme stress events. In the long term, these stress factors – exacerbated by anthropogenic climate change – alter the composition of ecosystems, endangering plant life as well as global food security
The development of the pharynx in terrestrial animals:
No full textDer Umbau des ursprünglichen Kiemendarms der frühen agnathen Wirbeltiere ist ein wesentlicher Vorgang der Wirbeltierevolution. Bei den landlebenden Wirbeltieren bildet der Kiemendarm neue Organe oder Organteile aus. Dazu gehören die Gehörknöchelchen mit der Folge eines sekundären Kiefergelenks bei den Säugern. Durch die Entstehung der stammesgeschichtlich neuen Lunge im Rhipidistia-Bauplan und die Reduktion oder das Entfallen der Kiemen erlangen die Aortenbögen eine neue Anordnung und Funktion. Das ursprünglich venöse Herz nimmt das oxidierte Blut aus der Lunge über die neu entstandenen Lungenvenen auf. Um eine völlige Durchmischung von venösem und arteriellem Blut zu verhindern, die den Wirkungsgrad der Lungenatmung herabsetzen würde, entstehen neue Strukturen durch den Umbau herznaher Gefäße und des Herzens. Endokrine Drüsen (Glandula thyreoidea, G. parathyreoidea, G. ultimobranchialis) und der Thymus mit lymphatischer und blutbildender Funktion sind Derivate des Kiemendarmentoderms. Einige Entwicklungsmechanismen konnten durch molekularbiologische Untersuchungen beschrieben werden. Die Interaktion der einwandernden skelettbildenden Neuralleistenzellen mit dem umgebenden Gewebe durch parakrine Faktoren bestimmt deren weitere Entwicklung. Regionale, bei den Agnatha und bei den Amphibia teilweise identische Genexpressionen lassen auf ein stammesgeschichtlich altes System schließen. Die weitgehende Regression und Dislokation der Aortenbögen wird auf Veränderungen des vascular endothelial growth factor (VEGF) und seiner Rezeptortyrosinkinase zurückgeführt. Bei der komplexen Herzentwicklung der Säuger spielt die Expression der Gene Tbx, Nkx und Isl-1 in örtlich-zeitlichen Wellen eine Rolle.The evolutionary change of the original pharynx of the early Agnatha is an essential process in vertebrate evolution. In terrestrial vertebrates, the pharynx forms new organs or parts of organs – such as the ossicles and as a consequence the secondary jaw articulation in mammals. With the emergence of the phylogenetically new lung in the Rhipidistia bauplan and the reduction or loss of gills, the aortic arches acquire a new arrangement and function. The initially venous heart collects the oxygen-rich blood from the lung via the phylogenetically new pulmonary veins. In order to prevent a complete mixing of venous and arterial blood, which would reduce the efficiency of pulmonary respiration, new structures develop: Vessels close to the heart and of the heart itself are remodelled. The endocrine glands (thyroid gland, parathyroid gland, ultimobranchial gland) and the thymus gland with lymphatic and hematopoietic functions are derivatives of the pharyngeal endoderm. Some developmental mechanisms could be described by molecular biological studies. Interaction of migrating skeletogenic neural crest cells with the surrounding tissue by paracrine factors determines their further development. Regional gene expressions that are partially identical in agnathans and amphibians suggest a phylogenetically ancient system. The extensive regression and dislocation of the aortic arches is attributed to changes in vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptor tyrosine kinase. In the complex heart development of mammals, the expression of the genes Tbx, Nkx, and Isl-1 in spatiotemporal waves plays a role
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No full textDer Holzbedarf wächst, und in zunehmender Menge wird Holz aus dem Ausland nach Deutschland importiert. Bei Mangel eines Produktes gibt es konkurrierende Interessen in der Nutzung. Bei freier Marktwirtschaft würde der Preis entscheiden, wohin das Holz gelangt. In steigendem Maße wird aber versucht, die Nutzung konkurrierender Produkte nicht monetär zu bewerten. Die Verwendung von Resthölzern aus einem nachhaltig bewirtschafteten Wald ist ein Beispiel für einen Konkurrenzkampf um ein Billigprodukt. In diesem Umfeld wird versucht, das Buch von Heinimann und Teischinger einzuordnen
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No full textWerkzeuge werden nicht nur von Menschen und Vertebraten, sondern manchmal auch von Insekten eingesetzt. Ein neu entdecktes Beispiel hierfür sind Bienenraubwanzen, die das Harz, das Stachellose Bienen zum Schutz an ihren Nesteingängen verteilen, zweckentfremden, um ihrerseits die Bienen zu jagen