Archiv der Kategorie: Biologie

Aufstrebendes Vibrionen-Risiko in hohen Breiten als Reaktion auf die Erwärmung der Meere

Es herrscht zunehmend Besorgnis in Bezug auf die Rolle des Klimawandels bei der Beschleunigung der Verbreitung wasserbasierter bakterieller Infektionskrankheiten. Hier sehen Forscher Zusammenhänge zwischen beobachteten Veränderungen der Umwelt im Ostseeraum und dem jüngsten Auftreten von Vibrio-Infektionen und auch Prognosen zukünftiger Szenarien der Gefahr von Infektionen in Korrespondenz mit prognostizierten Erwärmungstrendstrends.

Bei der Untersuchung von Datensätzen der langfristigen Temperatur der Meeresoberfläche fanden die Wissenschaftler heraus, daß die Ostsee sich mit einer beispiellosen Geschwindigkeit erwärmt. Die Wassertemperaturtrends von 1982 bis 2010 zeigen ein Erwärmungsmuster von 0,063-0,078° C jährlich (6,3 bis 7,8° C pro Jahrhundert), die zusammen mit den jüngsten Spitzenwerten in der Geschichte der Messungen für diese Region ihresgleichen suchen. Diese Erwärmungsmuster treten in Zusammenhang mit dem unerwartet häufigen Auftreten von Vibrio-Infektionen im Norden Europas, in vielen Schwerpunktenn im gesamten Ostseeraum auf. Die Anzahl und Verteilung der Fälle korrespondiert eng mit den zeitlichen und räumlichen Spitzen der Oberflächentemperaturen der Meeresoberfläche. Dies ist einer der ersten empirischen Beweise dafür, daß der anthropogene (menschengemachte) Klimawandel die Entstehung von vibrionenbasierten Krankheiten in den gemäßigten Zonen durch die Auswirkungen auf die ansäßigen bakteriellen Gemeinschaften erhöht, was mit sich bringt, daß dieser Prozess eine Neugestaltung der Verbreitung von Infektionskrankheiten in globalem Maßstab zur Folge hat.

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In Anbetracht dieses seltsamen „Sommers“, man beachte das Wetter hierzulande, im Mittelmeerraum und jüngst in China, ist eine Leugnung des Klimawandels wissenschaftlich unhaltbar.

Forscher entwickeln neues Verfahren zur Gewinnung von Zahnseide

Einem Forscherteam unter Federführung des Biologen Dr. Lepidoptera, Uni Jesteborough, ist unter Verwendung genmanipulierter Seidenraupen, Bombyx mori, die Herstellung von PTFE-ummantelten Spinnfäden gelungen. Um zu den gewünschten Materialeigeschaften zu gelangen war zunächst eine Nährlösung auf der Basis halogenierter anorganischer Salze synthetisiert worden. Da Seidenraupen üblicher Weise ausschließlich die Blätter des Maulbeerbaumes konsumieren, war die Suche nach einem Ersatzfutter aufwendig und zeitintensiv.

Es gelang schließlich, ausgewählte Pflanzen der Birkenfeige (Ficus benjamina) zur Aufnahme der fluorierten Nährlösung anzuregen. Hierzu erfolgte eine Begasung der Pflanzen mit dem aus der Ananasreifung bekannten Ethin. Die so vorbereiteten Birkenfeigen bildeten Blätter, die zum einen von den Seidenraupen als Nahrung akzeptiert wurden, und zum anderen die notwendigen Moleküle zur späteren Seidenfadenummantelung enthielten.

Nach dem Verzehr adäquater Mengen an Ficus-Blättern begannen sich die Seidenraupen einzuspinnen und zu verpuppen. Während dieses Vorgangers war ein leichter Fluorgeruch wahrzunehmen. Nach Abkochen der Raupen konnte der Zahnseidefaden abgehaspelt werden. Die Forscher waren von der Leichtgängigkeit der Fäden in den Zahnzwischenräumen und der Zugfestigkeit des Filaments angenehm überrascht.

Offenbar führte die Genmanipulation der Spinndrüsen an Bombyx mori zu einer vollkommen unüblichen Struktur der Seidenfäden. Die Fluorierung der Nährsalzlösung zur Düngung der Birkenfeigen bewirkte beim Verspinnen die charakteristische PTFE-Ummantelung der Fäden.

Die kompletten Forschungsergebnisse sind im Wissenschaftsmagazin „Floss“ nachzulesen.

Klebende Füße der Baumfrösche verfügen über einen Selbstreinigungsmechanismus

Baumfrösche (Litoria caerulea) verfügen über speziell ausgerüstete selbstreinigende klebrige Füße, die praktische Anwendungen im medizinischen Bereich ermöglichen könnten. Die Füße von Baumfröschen weisen ein Design auf, daß sich für die selbsttätige Reinigung von klebrigen Oberflächen in der Praxis als nützlich erweisen und zu einer ganzen Palette von Produkten vor allem in verschmutzenden Umgebungen führen könnte – medizinische Bandagen, leistungsfähige Reifen und sogar dauerhafter Klebstoff“, sagt Forscher Niall Crawford von der Universität von Glasgow, die diese Arbeit bei der jährlich stattfindenden Konferenz der Gesellschaft für Experimentelle Biologie in Glasgow am 3. Juli 2011 präsentierte.

Baumfrösche haben Haftpads auf ihren Zehen, die sie verwenden, um sich in schwierigen Situationen anzuklammern, aber bis jetzt war es unklar, wie diese Pads vor dem Anheften von Schmutz schützen. „Interessanterweise sind es die gleichen Faktoren, die den Baumfröschen das festklammern ermöglichen und auch für die Reinigung der klebrigen Oberfläche sorgen. Um ihre Füße kleben die Frösche Schleim, sie können dann ihre Haftung erhöhen, indem sie ihre Füße gegen die Oberfläche pressen, um die Reibung zu erhöhen. Wir haben nun gezeigt, daß der Schleim in Verbindung mit der Bewegung den Fröschen ermöglicht, die Füße während des Laufens zu reinigen.“, sagte Crawford.

Die Forscher platzierten die Frösche auf einer rotierenden Plattform und maßen den Winkel, von dem an die Frösche den Halt verloren. Als das Experiment mit Fröschen, deren Füße mit Staub verunreinigt waren, wiederholt wurde, verloren sie zunächst den Grip, aber wenn sie ein paar Schritte machten, nahmen ihre Haftkräfte wieder zu. „Wenn sich die Frösche nicht bewegen, werden die Haftkräfte wieder viel geringer.“, sagt Crawford. Dies zeigt, daß nur ein Schritt den Fröschen ermöglicht, ihre Füße zu säubern und die Wiederherstellung ihrer Haftfähigkeit zu ermöglichen.“

Baumfrösche haben winzige sechseckige Muster auf ihren Füßen, von denen einige Teile der Sohle in Kontakt mit der Oberfläche bleiben und Reibung erzeugen, während die Kanäle zwischen den Waben ermöglichen, daß sich der Schleim in der gesamten Sohle ausbreiten kann. Dieser Schleim erlaubt den Fröschen, sowohl an der Oberfläche kleben zu bleiben, als auch den Schmutz fort zu führen. Wenn dies in ein von Menschen gemachtes Design umgesetzt werden kann, könnte es zu der Herstellung eines wieder verwendbaren, effizienten Klebstoffes führen.

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Ameisenkolonien mit Arbeiterinnen selektiver Aggressivität sind erfolgreicher

Eine Studie an der Ameisenart Temnothorax longispinosus hat ergeben, daß sie ihren schlimmsten Feind erkennen und mit entsprechender Aggression reagieren kann. Die Ameisenkolonien werden oft von sozialparasitären Ameisen, die ihre Puppen stehlen , überfallen. Wenn also die Ameisen einen sie verslaven wollenden Angreifer wahrnehmen,  versuchen sie, ihn durch Beißen und Stechen zu töten.

Die Insekten setzen ihre Abwehr jedoch selektiv ein und verschwenden keine Energie für weniger bedrohliche Eindringlinge. Diese Erkenntnisse wurden in der Zeitschrift Ethologie veröffentlicht. Das Forscherteam das unter der Federführung von Inon Scharf und Susanne Foitzik an der Mainzer Johannes Gutenberg-Universität in Deutschland gearbeitet hat, wollte herausfinden, wie diese sozial komplexen Insekten auf das Eindringlinge von verschiedenen Arten reagieren würden. Dazu brachten sie Ameisenkolonien in ihr Labor. In freier Wildbahn bewohnt T. longispinosus gemischte Laubwälder im Nordosten der USA, und nistet in Hohlräumen von Eicheln oder klebt sich an Laubdetritus an.

„Wir stellten Arbeiter aus vier verschiedenen Ameisenarten in den Ameisenkolonien auf“, so Dr. Scharf gegenüber BBC Nature. „Die erste war eine nicht weit verbreitete Art, die sich nicht diesen Lebensraum mit den anderen Ameisenarten teilt. Die zweite war eine Ameise aus der gleichen Spezies und die dritte war ein verbreiteter Konkurrent – Eine verwandte Spezies, die den gleichen Bereich bewohnt.“Schließlich stießen die Ameisen auf den gefährlichen Eindringling, die versklavende Art. Sklavenmacher dringen in andere Ameisenkolonien ein und stehlen ihre Brut und Töten häufig die Königin des Stammes und die Arbeiterinnen in einem Aufwasch. Die versklavten Arbeiter schlüpfen aus den gestohlenen Puppen im Inneren des Sklavenmacher Nestes. Anschließend führen sie Routineaufgaben für die Puppenräuber aus – Pflege der Königin, Aufzucht der Jungen und Nahrungssuche.Wenn die kleine Art T. longispinosus von Beute machenden Ameisen angegriffen wird, greifen sie diese an – durch Beißen und Stechen.Wenn sie auf weniger bedrohliche Gegner trafen, versuchten sie einfach, diese aus dem Nest zu ziehen. Es ist überraschend – sie machen einen klaren Unterschied“, sagte Dr. Scharf. „Aber es macht Sinn in Bezug auf die Evolution.“. „Sie verschwenden ihre Energie nicht, indem sie auf jeden Eindringling mit aller Härte reagieren. Es ist vielmehr logisch, ihre Reaktion auf die Bedrohung jeweils anzupassen.“

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