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Kategorie: Bildung

Tiere der Tiefe

Der Meeresboden des Mariengrabens im Pazifik (etwa 2.000 Kilometer östlich der Philippinen) erreicht seinen tiefsten Punkt: 11.034 Meter. Wir sprechen jedoch bereits von tiefen Gewässern aus 800 Metern Tiefe.

Die äußeren Bedingungen für ein Leben hier scheinen alles andere als einladend. Sie sind dafür konstant. Die chemische Zusammensetzung des Salzwassers ist über Jahrmillionen nahezu unverändert geblieben. Die Temperatur beträgt zwei bis drei Grad Celsius fast überall in den Tiefen des Meeres.

Was die Tiefwasserbedingungen so unwirtlich macht, sind vor allem zwei Faktoren: Dunkelheit und immenser Druck. Selbst wenn die Sonnenstrahlen eine Tiefe von etwa 900 Metern erreichen, reicht die Lichtenergie selbst in 150 Metern kaum für das Pflanzenwachstum aus.

Der atmosphärische Druck auf Meereshöhe liegt bei etwa einem Bar. Alle zehn Meter wird die Tiefe um ein Vielfaches größer. In einer Tiefe von 10.000 Metern wiegt jeder Quadratzoll etwa eine Tonne.

Bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts nahmen die Forscher an, dass es auf hoher See kein Leben gab. Als 1860 Tiere in einem defekten Telegrafenkabel, das aus einer Tiefe von 1800 Metern erreicht worden war, entdeckt wurden, gab es erste Zweifel.

Der letzte Beweis des Gegenteils kam von einer Lieferung von S.M.S. Stachelschwein im Südwesten Irlands im Jahre 1869. Die Bodenproben wurden aus einer Tiefe von über 4000 Metern entnommen, was nur einen Schluss zulässt: Es gibt auch Leben in den Tiefen der Ozeane.

Obwohl die Zahl der lebenden Organismen mit zunehmender Wassertiefe abnimmt, sind einige wenige Individuen mit einer großen Artenvielfalt konfrontiert. Viele der Tiere, die hier spielen, zeichnen sich durch ihr seltsames Aussehen aus. Ungewöhnliche Namen zeugen davon: Ob Vampirfische, Fledermäuse oder Fischer, der Look ist, was der Name verspricht.

Das Leben auf dem Meeresboden ist besonders abwechslungsreich. Rund 200 000 Arten von Bodenbewohnern wurden bereits identifiziert. Es wird geschätzt, dass hier noch Millionen von Arten zu finden sind, vor allem kleine Tiere im Schlamm des Meeresbodens.

Selbst die tiefsten Gräben sind bewohnt. Hier leben vor allem Muscheln, Borstenwürmer und Seegurken, die sich von organischen Partikeln des Meeresschlamms ernähren. Seegurken machen etwa die Hälfte der Masse aller Organismen in 4000 Metern Tiefe aus, in 8500 Metern sogar 90 Prozent. Stachelhäuter, bis zu zwei Meter lang, sind die Regeln der Schützengräben.

Einer der Favoriten der Tiefseeforscher ist Xenophor (übersetzt: Fremdkörperträger). Die größten bekannten Einzeller werden bis zu 25 Zentimeter groß und leben hauptsächlich in erloschenen Meeresvulkanen. Ihr totes Planktonhaus bietet Schutz für andere Arten wie zerbrechliche Sterne (Verwandte von Seesternen) und Holzläuse.

unendliches Leben

Der Mensch hat immer vom ewigen Leben geträumt. Der Gedanke, seine Kraft zu verlieren, hat ihm immer Angst gemacht. Altern ist ein natürliches Phänomen. Der Körper ist täglich zahlreichen Umwelteinflüssen ausgesetzt, die Zellen zerstören oder mutieren. Die Dickdarmschleimhaut wird einmal pro Woche komplett erneuert, das ist die Spannung, die auf die Zellen ausgeübt wird. Diese Reparaturen sind im Gange. Aber sie laufen normalerweise so schnell und reibungslos, dass wir sie nicht einmal bemerken. Mit zunehmendem Alter verlangsamen sich jedoch die Erholungsmechanismen, und Fehler und Genomveränderungen treten häufiger auf. Die Organe versagen langsam und der Organismus stirbt: bis zum natürlichen Lebenslauf.

„Nach der Sterbetafel 2009/11 sinkt die Sterblichkeitsrate in Deutschland von null auf neun Jahre, steigt von Jahr zu Jahr und steigt exponentiell um rund dreißig Jahre“, erklärt Gabriele Doblhammer-Reiter, Leiterin des Zentrums für Demographische Forschung in Rostock. „Es ist also gewissermaßen neun Jahre alt und älter.“ Bisher konnten die Menschen diesen Alterungsprozess nicht verhindern, verlängern oder verzögern. Aber er lehnt es ab. „Die Verbesserung der Umweltbedingungen war entscheidend für die zusätzlichen Lebensjahre“, so der Demograph. „Bessere Ernährung, ein höheres Bildungsniveau und Gesundheitsbewusstsein, insbesondere medizinischer und technologischer Fortschritt. Verschiedene Studien an Zwillingen haben gezeigt, dass Lebensstil, wie Ernährung und Lebensstil oder sozialer Status, den größten Einfluss auf unser heutiges Alter haben. Gene bestimmen die Lebenserwartung nur um 25%.

„Die zunehmende Alterung der Bevölkerung ist vor allem auf die Prävention vieler Todesursachen zurückzuführen“, sagt Stefan Schreiber, Internist und Alternsforscher am Institut für Molekulare Klinische Biologie in Kiel. So ist die Sterblichkeit durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen in den letzten Jahren dank Medikamenten und besserer Aufklärung deutlich gesunken. Früherkennung und neue Methoden zur Behandlung von Krebs, Alzheimer und Diabetes verursachen immer mehr Todesfälle durch diese Krankheit. „Unsere moderne Medizin verursacht oft den Tod und wir können einen anderen erwarten“, erklärt Schreiber. „Komplikationen, wie Diabetes, treten immer noch auf, hätten aber viel früher auftreten sollen.

Signale im Knochenmark

Es ist wichtig, dass genügend Blutstammzellen vorhanden sind. Die entscheidenden Signale kommen von einem Körper, der eigentlich sehr unterschiedliche Funktionen hat.

Die Tatsache, dass alles im Körper mit allem verbunden ist, ist eine Wahrheit. Aber es ist auch eine Tatsache, dass Forschung oft nur möglich ist, wenn man sich auf einzelne Organe, Gewebe und Zellen konzentriert. Die Folge ist eine zunehmende Spezialisierung in Biologie und Medizin. Das Thema „Systembiologie“ wird jedoch immer beliebter. Es geht darum, die Art und Weise, wie alles mit allem zusammenhängt, explizit zu erforschen und zu modellieren. In der Medizin nennt man das „ganzheitlich“, obwohl der Begriff etwas esoterisch ist. Wissenschaftler sind immer wieder überrascht über die Zusammenhänge, die sich manifestieren. Dasselbe gilt für Ding, Matthew Decker und seine Kollegen in ihrer jüngsten Entdeckung, die in der Zeitschrift „Science“ veröffentlicht wurde.

Immunologen der Columbia University in New York haben in Experimenten mit Mäusen eine wichtige Signalachse zwischen zwei Organen gefunden: Ein Molekül in der Leber ist für die Produktion von Blutstammzellen im Knochenmark verantwortlich. Bis dahin wurde angenommen, dass sich das Knochenmark auf der Ebene der Stammzellen vollständig selbst reguliert. „Es war für uns eine überraschende Entdeckung“, sagt Ding, „aber im Nachhinein macht es viel Sinn. Die Leber ist das wichtigste Stoffwechselorgan überhaupt; sie ist „prädestiniert, die besten Informationen über den Allgemeinzustand des Körpers zu geben“. In diesem Fall nutzt er diese Informationen offenbar, um einem anderen Organ mitzuteilen, wie viele Stammzellen benötigt werden.

Das Signalmolekül heißt Thromboputin (TPO). Dies ist der wichtigste Faktor bei der Thrombozytenbildung, einem fortgeschrittenen Stadium der Hämatopoese. Sie findet lange nach der Umwandlung der ursprünglichen Stammzellen in spezielle Zelllinien statt. Das ist seit mehr als 20 Jahren bekannt. Harald Schulze, Biologe an der Universität Würzburg, forscht seit fast ebenso langer Zeit am OPT. Von Anfang an war klar, dass es sich nicht nur im Knochenmark, sondern auch in der Leber und den Knochen gebildet hat. „Schulze: „Das meiste TPO wird in der Leber produziert. Und Erythropoietin für die Produktion von roten Blutkörperchen – „auch bekannt als Blutdoping“ – wird hauptsächlich in den Nieren produziert. Es ist daher seit langem bekannt, dass diese Signale von anderen Behörden kommen. Neu ist, dass der sogenannte Stammzellpol von diesen Fernbedienungen abhängt.

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