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<blockquote data-quote="H2SO4" data-source="post: 91621" data-attributes="member: 2506"><p>Danach gibt es viele verschiedene Regionen in unserem Universum, oder es gibt viele verschiedene Universen, aber nur in sehr wenigen davon können die Bedingungen für die Entwicklung intelligenten Lebens günstig sein. Die "Hardcore-" Version dieses Prinzips gar sagt aus, dass der gesamte "Aufwand" des Kosmos nur unserer Existenz gilt!</p><p></p><p>Das ist allerdings etwas weit hergeholt und wissenschaftlich nicht haltbar.</p><p></p><p>Man kann sich auch zurecht fragen, warum die Bausteine der Natur, Teilchen wie Elektronen oder Protonen, gerade die Größen einnehmen, die wir beobachten. Wären sie nur um winzige Beträge abweichend, würde unser Universum völlig andersartig sein. Dann könnten sich keine Sterne bilden, die diejenigen Elemente erzeugen, aus denen wir bestehen. Ladung, Masse oder Spin dieser Teilchen können von Universum zu Universum unterschiedlich sein, ja es ist sogar möglich, dass sich diese konstanten Eigenschaften in unserem Universum ändern. Wir wissen es nicht, aber alles weist darauf hin, dass diese Werte sehr genau aufeinander abgestimmt sind und die Entwicklung von Leben erst ermöglichen. Der Spielraum der Teilchen- Zustandsgrößen jedenfalls ist sehr eingeschränkt.</p><p></p><p>Unsere Heimat im Kosmos- die MilchstraßeSollte es wirklich möglich sein, dass nach dem starken anthropischen Prinzip unsere Galaxis die einzige im All ist in der sich Leben entwickeln konnte? Es ist wohl mehr als vermessen das zu glauben, bedenkt man, dass vielleicht 1 Billion Galaxien den Kosmos bevölkern, und jede von ihnen besteht wiederum aus Milliarden Sternen, von denen viele, vielleicht sogar die meisten, Planeten besitzen.</p><p></p><p>Der Mikrokosmos</p><p></p><p>Viele Vorgänge im Universum beruhen auf Grundlagen, die wir in der Welt des Mikrokosmos zu suchen haben. So ist beispielsweise der sogenannte Tunneleffekt dafür verantwortlich, dass Sterne wie unsere Sonne überhaupt leuchten. Der Druck und die Temperatur im Sternzentrum sind zwar beachtlich hoch, genügen aber nicht um die elektrische Abstoßung der positiven Ladungen von Protonen zu überwinden. Diese Wasserstoffkerne sollen schließlich zu Helium fusionieren. Es gelingt nur, weil sich hin und wieder ein Proton zusätzliche Energie aus dem Quantenvakuum leiht, um so ausgestattet die Energiebarriere aus positiver elektrischer Ladung eines "gegnerischen" Protons wie durch einen Tunnel zu unterwandern. Ist das geschehen, übernimmt die Starke Wechselwirkung den Zusammenhalt der Teilchen.</p><p></p><p>Oder denken wir an die Gravitation, die schwächste aller Naturkräfte. Sie summiert sich durch große Massen zu solchen Höhen auf, dass Sterne, Planeten und Galaxien kondensieren können oder sich gar Schwarze Löcher von milliardenfacher Sonnenmasse bilden, wahren Raummonstern. Dies alles ist höchstwahrscheinlich auf allerkleinste Teilchen, Gravitonen genannt, zurückzuführen. Sie sind so winzig und energiearm, dass die Wissenschaftler bisher vergeblich größte Mühen für ihren Nachweis aufbrachten. Neue Experimente bringen vielleicht in den nächsten Jahren den Erfolg.</p><p></p><p>Trotz enormer Erfolge der Teilchenphysiker in den letzten Jahrzehnten sind uns auch im Mikrokosmos Grenzen gesetzt. Wir können nicht ein einzelnes Teilchen beliebig beobachten, das verbietet die Heisenbergsche Unschärferelation. Sie besagt, dass wir nicht gleichzeitig Ort und Impuls eines Teilchens exakt beobachten können. Würden wir hierzu beispielsweise ein einzelnes Elektron in einen Kasten sperren und diesen dann immer kleiner machen, um das Teilchen mehr und mehr genau zu lokalisieren, so würde es sich immer schneller bewegen. Zum Schluss sogar fast mit Lichtgeschwindigkeit, als würde das Elektron unsere Beobachtungsversuche spüren. Wir können es nicht in "Ruhe" beobachten, es entzieht sich unserem Zugriff.</p><p></p><p>Eine weitere Grenze stellen die Größenordnungen im Quantenkosmos dar. Wenn wir etwas über physikalische oder auch chemische Reaktionen erfahren wollen, müssen wir im Experiment eine Beobachtung anstellen. Jede Beobachtung aber übt einen Einfluss auf das beobachtete Objekt aus, dessen Eigenschaften dadurch verändert werden. Um z.B. ein Teilchen zu beobachten, müssen wir es "beleuchten", was bedeutet, es entweder mit kleineren Teilchen oder besser gleich Photonen irgendeiner Wellenlänge zu bestrahlen, um so aus Reflexionen, Absorption oder Emission an Informationen zu gelangen. Bei einem Zusammenprall mit einem Photon aber kann ein Teilchen dieses absorbieren und mit der so gewonnenen Energie seinen Ort oder seinen Impuls verändern. Das allein ist bereits sehr problematisch, hinzu kommt aber, dass man die Wellenlänge des anregenden Lichts möglichst klein wählen muss, um akzeptable Abbildungsgenauigkeiten zu erzielen. Je kleiner aber die Wellenlänge, umso höher ist die Energie der Photonen und umso mehr Energie nimmt das beobachtete Teilchen auf. Wir können also gar nicht "sehen", wie es sich im unbeobachteten Zustand verhalten würde. Ein wirkliches Dilemma! Auch ist unserem Forschungsdrang noch eine weitere natürliche Grenze gesetzt: Wir können Wellenlängen nicht beliebig klein machen! Und so sind uns erst recht Vorgänge, die sich im Bereich der Planck- Länge abspielen, nicht mehr zugänglich. Einen (bislang noch theoretischen) Superstring, möglicherweise das fundamentalste Teilchen, aus welchem Gravitonen oder alle anderen Teilchen im Kosmos bestehen, werden wir deshalb niemals in seiner wahren Gestalt sehen können. </p><p></p><p>Wenn wir uns in unserer Umwelt bewegen, stellen wir unbewusst ständig Vergleiche an. Stehen wir vor einem Haus, denken wir vermutlich "Aha, es ist etwa 5-mal so hoch wie ich selbst", also vielleicht 10 [m]. Jedes Mal beziehen wir uns bei allem was wir sehen auf eine bekannte, "begreifbare" Vergleichsgröße. Die Abmessungen einer Stecknadel, eines Autos, Hauses, Baumes oder Berges sind uns geläufig, unser Gehirn speicherte die Vergleichsgrößen seit frühester Kindheit. Das ist unsere gewohnte Alltagswelt, in der es uns nicht schwer fällt sie zu visualisieren.</p><p></p><p>Was aber, wenn sich die Dimensionen ändern? Wenn wir im Flieger sitzen, "spüren" wir weder die Geschwindigkeit von 900 [Km/h] noch die Flughöhe von 10 000 [m] in irgendeiner Weise. Können wir uns diese Distanz zum Erdboden überhaupt noch richtiggehend vorstellen? Wohl eher nicht. In diesem Kapitel wird beschrieben, dass die Welt, in der wir leben, noch ganz andere Größenordnungen enthält. Völlig klar erfassen können wir diese mit unseren Sinnesorganen nicht mehr, dazu fehlen die erlernten Vergleichsgrößen. Dennoch sind es Dimensionen, die unser Leben bestimmen und sogar überhaupt ermöglichen. Hierzu vorab ein Beispiel:</p><p></p><p>Großer Wagen mit PolarsternWenn der Himmel heute Abend unbewölkt ist, gehen Sie doch einmal aus dem Haus und suchen mit Hilfe des markanten Sternbildes Großer Wagen (auch Großer Bär genannt) den Polarstern (Polaris) auf. Er ist etwa 680 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ein Lichtjahr, die Strecke die ein Lichtteilchen in einem Jahr zurücklegt, hat eine Länge von 9.460.528.000.000 Kilometern. Polaris ist damit rund 6,433 x 1012 [Km] entfernt. Um uns eine Vorstellung von dieser Entfernung zu machen, wollen wir mit einem (imaginären!) Auto dorthin reisen. Mit der Richtgeschwindigkeit von 130 [Km/h] werden wir</p><p></p><p>5 649 068 Jahre</p><p></p><p>benötigen! Eine nicht mehr vorstellbare Entfernung! Dabei zählt Polaris noch zu unseren näheren "Nachbarn" im All...</p><p></p><p>Doch beginnen wir mit etwas Kleinerem! Morgen können Sie vom Spaziergang vielleicht eine kleine Handvoll Heu mitbringen. Am besten von einer ehemals überschwemmten Wiese, der Versuch gelingt aber auch mit "normalem", getrocknetem Gras. Man legt es in ein großes Glas, füllt dieses zu etwa 1/3 mit Wasser auf und wartet 1, 2 Tage. Dann können wir einen Tropfen dieses Heuaufgusses auf ein Objektträgerglas platzieren. Wer ein Aquarium besitzt, kann auch einfach dort einen Tropfen Wasser entnehmen, oder aus einem Teich.</p><p></p><p>Pantoffeltierchen Mit bloßem Auge können wir natürlich nichts erkennen, es ist eben nur ein Tropfen Wasser! Doch unter dem Mikroskop betrachtet, erschrecken wir fast: der Wassertropfen wimmelt nur so vor Leben. Amöben tummeln sich neben Pantoffel- oder Rädertierchen und vielen anderen mehr. Nebenstehendes Bild zeigt beispielsweise Pantoffeltierchen, die nur zwischen 0,18 und 0,30 [mm] groß sind. </p><p></p><p>Eine andere Möglichkeit für eigene Experimente: man suche sich ein Stück Moos, am besten von einer kalkhaltigen Wand. Über Nacht legt man es mit dem Grün nach unten in eine Schale mit Wasser.</p><p></p><p>Junges Bärtierchen Am nächsten Tag kann man im Wasser mit einem kleinen Mikroskop auf die Suche nach den wunderbaren Bärtierchen gehen, die nur 0,3 bis 0,5 [mm] groß sind. Eine weitere Welt hat sich uns eröffnet, die vielleicht bislang für den einen oder anderen völlig im Verborgenen lag. Bärtierchen findet man praktisch überall auf der Erde, ein paar Tropfen Wasser genügen ihnen als Lebensraum. Sie sind jedoch auch wahre Überlebenskünstler. Gibt es einmal kein Wasser, wandeln sie sich in eine Trockenform um und können das viele Jahre aushalten. Kommen sie dann wieder in den Genuss von Wasser, erwachen sie minutenschnell zu quirligem Leben... </p><p></p><p>Wir haben jetzt (oberflächlich!) gesehen, dass neben "unserer Welt", die wir alltäglich erleben, in ein paar Tropfen Wasser eine eigene, völlig fremde belebte Welt existiert. Doch um solche Welten zu entdecken, ist nicht einmal Wasser vonnöten...</p><p></p><p>Lepidoglyphus destructor Wenn Sie heute Nacht zu Bett gehen, untersuchen Sie Ihre Bettwäsche lieber nicht mit dem Mikroskop. Sonst könnten Sie durch Anblicke wie nebenstehend um Ihren Schlaf gebracht werden!</p><p>Wir sehen REM- Aufnahmen von Hausmilben, die sich durchaus auch in Ihrem Bett tummeln. Solch ein "Minimonster" ist nur etwa 400 Mikrometer (0,4 [mm]) groß und wiegt gerade rund 8 Mikrogramm (= 0,000008 [g]!). Diese netten Gesellen, denen so mancher Zeitgenosse eine Allergie verdankt, nehmen täglich die Hälfte ihres eigenen Gewichts an Nahrung auf - in Form von menschlichen Hautschüppchen! Davon verliert ein Mensch in einer Nacht etwa 0,5 Gramm, das ist ausreichend, um rund 120 000 Milben täglich artgerecht satt zu bekommen.</p><p></p><p>Dies ist natürlich nur ein winziger Einblick in die Welt der "Minilebewesen". Nicht angesprochen haben wir die Mikroflora, z.B. die vielfältigen Moose, Flechten und Pilze, die überall die Erde bevölkern. Man mag es vielleicht nicht glauben, aber ein Stückchen Moos oder eine Flechte an einem Ast ist die Heimat für Tausende verschiedener Lebewesen, eine uns meist unbekannte Welt, weil wir sie nicht sehen können. Erst durch unsere Technik können wir Einblicke gewinnen. Ein Löffel Gartenerde bietet Platz für Millionen von Individuen, ein Komposthaufen ist ein Paradies, wenn es um Artenvielfalt geht. Im Rahmen dieses Beitrags ist es kaum möglich, auf all diese Lebensformen einzugehen, bitte holen Sie bei Interesse dazu eigene Informationen ein. Doch stellen Sie sich einmal vor, was eine Ameise, ein Bärtierchen oder gar ein Pantoffeltierchen empfinden würde, wenn es bewusst den Blick zu einem Menschen oder gar zum nächtlichen Sternenhimmel erheben könnte...</p><p></p><p>Gehen wir einen Schritt weiter in noch kleinere Dimensionen. Hier treffen wir auf den fast unübersehbaren Artenreichtum der Bakterien. Damit stoßen wir in einen Bereich vor, in welchem die Lebewesen nur noch eine Ausdehnung im Bereich von Tausendstel Millimetern (1 [µm] = 0,001 [mm]) haben.</p><p></p><p>Bakterien Hier sehen wir in zwei Aufnahmen, die mit einem Rasterelektronenmikroskop ("REM") gewonnen wurden, einige Bakterien auf einem verrottenden Blatt. Diese einzelligen Lebewesen besitzen keinen Zellkern und man zählt sie deshalb zu den Prokaryonten, im Gegensatz zu den schon oben erwähnten Amöben oder Pantoffeltierchen, die einen Zellkern aufweisen und man sie deshalb als Eukaryoten bezeichnet. Zwar können wir die Tierchen nicht sehen (obwohl es Ausnahmen bis zu 2 mm Größe gibt), aber sie beherrschen vollständig unser Leben. Unser Mund ist genauso von ihnen bevölkert wie unser Darm, in welchem sie uns durchaus gute Dienste leisten. In der Luft, im Wasser und im Boden - Bakterien findet man praktisch überall. </p><p></p><p>Plagt uns einmal ein Magengeschwür, legen wir uns durch einen Zeckenbiss eine Borreliose zu oder "erfreut" sich der Mensch an der Cholera - jedes Mal sind Bakterien die Verursacher. Die vielen Arten können kugelförmig, als Stäbchen oder Spiralen erscheinen. Manche von ihnen bilden Dauerstadien in Form von Sporen, die extremste Umweltbedingungen aushalten. Grob unterscheiden kann man Bakterien noch in aerobe Arten, die Sauerstoff benötigen, sowie anaerobe, für die Sauerstoff Gift ist. Letztere Lebewesen dürften übrigens die ersten gewesen sein, die unsere Erde bevölkerten, denn die damalige Atmosphäre enthielt noch keinen Sauerstoff.</p><p></p><p>Viren, womit jetzt keine der allzu "beliebten" Computerviren gemeint sind, bringen uns noch eine Ebene tiefer in die Nanowelt. Die Ausdehnungen bewegen sich im Bereich von Nanometern, wobei 1 [nm] = 0.000 001 [mm] oder 10-9 [m] entspricht.</p><p></p><p>Influenza- VirusAls ein Beispiel sehen wir hier den Influenza- Virus, der einen Durchmesser von etwa 200 [nm] hat. Streng genommen zählt man Viren nicht mehr zu den lebenden Organismen, da sie sich selbst nicht vermehren können. Hierzu benötigen sie einen Wirtskörper, eine Zelle, in die sie eindringen und zur "Produktion" von weiteren Viren zwingen. Verlassen die neuen Viren die Zelle, stirbt diese ab. </p><p></p><p>Viren sind für vielerlei Krankheiten verantwortlich, genannt seien hier nur HIV und Hepatitis. Aber auch an den unangenehmen Lebensmittelvergiftungen tragen sie ihren Anteil. Unter den Viren finden sich Spezialisten, die zu ihrer Vermehrung Bakterien benötigen. Man nennt sie Phagen. Mit einem Lichtmikroskop können wir diese Winzlinge nicht mehr sehen, dazu bedarf es eines Rasterelektronenmikroskops. Allgemein sind Viren zwischen etwa 20 und 300 [nm] groß, man betrachtet sie als Partikel, die aus einer Proteinhülle bestehen, in welcher die Erbinformationen in Form einer Nukleinsäure (als DNA, Desoxyribonukleinsäure oder RNA, Ribonukleinsäure) gespeichert sind.</p><p></p><p>ReovirusHier können wir einen sensationellen Blick in das Innere eines so genannten Reovirus (respiratory enteric orphan virus) werfen. Der Name besagt, dass man sie im Respirations- und Darmtrakt findet und sie nicht direkt mit irgendwelchen Krankheiten in Verbindung stehen. Diese Viren sind vom RNA- Typ, d.h. sie weisen ein doppelsträngiges RNA- Genom auf, wir sehen sie als rote Partikel im Innern des Virus. Das sind die "Fabrikanten", die eine befallene Zelle zur Produktion weiterer Viren zwingen. Wir sehen hier Einzelheiten bis herunter zu etwa 7 × 10-10[m]!</p><p></p><p>Verlassen wir nun die belebte Mikrowelt und werfen noch einen Blick auf die zukunftsträchtige Nanotechnologie.</p></blockquote><p></p>
[QUOTE="H2SO4, post: 91621, member: 2506"] Danach gibt es viele verschiedene Regionen in unserem Universum, oder es gibt viele verschiedene Universen, aber nur in sehr wenigen davon können die Bedingungen für die Entwicklung intelligenten Lebens günstig sein. Die "Hardcore-" Version dieses Prinzips gar sagt aus, dass der gesamte "Aufwand" des Kosmos nur unserer Existenz gilt! Das ist allerdings etwas weit hergeholt und wissenschaftlich nicht haltbar. Man kann sich auch zurecht fragen, warum die Bausteine der Natur, Teilchen wie Elektronen oder Protonen, gerade die Größen einnehmen, die wir beobachten. Wären sie nur um winzige Beträge abweichend, würde unser Universum völlig andersartig sein. Dann könnten sich keine Sterne bilden, die diejenigen Elemente erzeugen, aus denen wir bestehen. Ladung, Masse oder Spin dieser Teilchen können von Universum zu Universum unterschiedlich sein, ja es ist sogar möglich, dass sich diese konstanten Eigenschaften in unserem Universum ändern. Wir wissen es nicht, aber alles weist darauf hin, dass diese Werte sehr genau aufeinander abgestimmt sind und die Entwicklung von Leben erst ermöglichen. Der Spielraum der Teilchen- Zustandsgrößen jedenfalls ist sehr eingeschränkt. Unsere Heimat im Kosmos- die MilchstraßeSollte es wirklich möglich sein, dass nach dem starken anthropischen Prinzip unsere Galaxis die einzige im All ist in der sich Leben entwickeln konnte? Es ist wohl mehr als vermessen das zu glauben, bedenkt man, dass vielleicht 1 Billion Galaxien den Kosmos bevölkern, und jede von ihnen besteht wiederum aus Milliarden Sternen, von denen viele, vielleicht sogar die meisten, Planeten besitzen. Der Mikrokosmos Viele Vorgänge im Universum beruhen auf Grundlagen, die wir in der Welt des Mikrokosmos zu suchen haben. So ist beispielsweise der sogenannte Tunneleffekt dafür verantwortlich, dass Sterne wie unsere Sonne überhaupt leuchten. Der Druck und die Temperatur im Sternzentrum sind zwar beachtlich hoch, genügen aber nicht um die elektrische Abstoßung der positiven Ladungen von Protonen zu überwinden. Diese Wasserstoffkerne sollen schließlich zu Helium fusionieren. Es gelingt nur, weil sich hin und wieder ein Proton zusätzliche Energie aus dem Quantenvakuum leiht, um so ausgestattet die Energiebarriere aus positiver elektrischer Ladung eines "gegnerischen" Protons wie durch einen Tunnel zu unterwandern. Ist das geschehen, übernimmt die Starke Wechselwirkung den Zusammenhalt der Teilchen. Oder denken wir an die Gravitation, die schwächste aller Naturkräfte. Sie summiert sich durch große Massen zu solchen Höhen auf, dass Sterne, Planeten und Galaxien kondensieren können oder sich gar Schwarze Löcher von milliardenfacher Sonnenmasse bilden, wahren Raummonstern. Dies alles ist höchstwahrscheinlich auf allerkleinste Teilchen, Gravitonen genannt, zurückzuführen. Sie sind so winzig und energiearm, dass die Wissenschaftler bisher vergeblich größte Mühen für ihren Nachweis aufbrachten. Neue Experimente bringen vielleicht in den nächsten Jahren den Erfolg. Trotz enormer Erfolge der Teilchenphysiker in den letzten Jahrzehnten sind uns auch im Mikrokosmos Grenzen gesetzt. Wir können nicht ein einzelnes Teilchen beliebig beobachten, das verbietet die Heisenbergsche Unschärferelation. Sie besagt, dass wir nicht gleichzeitig Ort und Impuls eines Teilchens exakt beobachten können. Würden wir hierzu beispielsweise ein einzelnes Elektron in einen Kasten sperren und diesen dann immer kleiner machen, um das Teilchen mehr und mehr genau zu lokalisieren, so würde es sich immer schneller bewegen. Zum Schluss sogar fast mit Lichtgeschwindigkeit, als würde das Elektron unsere Beobachtungsversuche spüren. Wir können es nicht in "Ruhe" beobachten, es entzieht sich unserem Zugriff. Eine weitere Grenze stellen die Größenordnungen im Quantenkosmos dar. Wenn wir etwas über physikalische oder auch chemische Reaktionen erfahren wollen, müssen wir im Experiment eine Beobachtung anstellen. Jede Beobachtung aber übt einen Einfluss auf das beobachtete Objekt aus, dessen Eigenschaften dadurch verändert werden. Um z.B. ein Teilchen zu beobachten, müssen wir es "beleuchten", was bedeutet, es entweder mit kleineren Teilchen oder besser gleich Photonen irgendeiner Wellenlänge zu bestrahlen, um so aus Reflexionen, Absorption oder Emission an Informationen zu gelangen. Bei einem Zusammenprall mit einem Photon aber kann ein Teilchen dieses absorbieren und mit der so gewonnenen Energie seinen Ort oder seinen Impuls verändern. Das allein ist bereits sehr problematisch, hinzu kommt aber, dass man die Wellenlänge des anregenden Lichts möglichst klein wählen muss, um akzeptable Abbildungsgenauigkeiten zu erzielen. Je kleiner aber die Wellenlänge, umso höher ist die Energie der Photonen und umso mehr Energie nimmt das beobachtete Teilchen auf. Wir können also gar nicht "sehen", wie es sich im unbeobachteten Zustand verhalten würde. Ein wirkliches Dilemma! Auch ist unserem Forschungsdrang noch eine weitere natürliche Grenze gesetzt: Wir können Wellenlängen nicht beliebig klein machen! Und so sind uns erst recht Vorgänge, die sich im Bereich der Planck- Länge abspielen, nicht mehr zugänglich. Einen (bislang noch theoretischen) Superstring, möglicherweise das fundamentalste Teilchen, aus welchem Gravitonen oder alle anderen Teilchen im Kosmos bestehen, werden wir deshalb niemals in seiner wahren Gestalt sehen können. Wenn wir uns in unserer Umwelt bewegen, stellen wir unbewusst ständig Vergleiche an. Stehen wir vor einem Haus, denken wir vermutlich "Aha, es ist etwa 5-mal so hoch wie ich selbst", also vielleicht 10 [m]. Jedes Mal beziehen wir uns bei allem was wir sehen auf eine bekannte, "begreifbare" Vergleichsgröße. Die Abmessungen einer Stecknadel, eines Autos, Hauses, Baumes oder Berges sind uns geläufig, unser Gehirn speicherte die Vergleichsgrößen seit frühester Kindheit. Das ist unsere gewohnte Alltagswelt, in der es uns nicht schwer fällt sie zu visualisieren. Was aber, wenn sich die Dimensionen ändern? Wenn wir im Flieger sitzen, "spüren" wir weder die Geschwindigkeit von 900 [Km/h] noch die Flughöhe von 10 000 [m] in irgendeiner Weise. Können wir uns diese Distanz zum Erdboden überhaupt noch richtiggehend vorstellen? Wohl eher nicht. In diesem Kapitel wird beschrieben, dass die Welt, in der wir leben, noch ganz andere Größenordnungen enthält. Völlig klar erfassen können wir diese mit unseren Sinnesorganen nicht mehr, dazu fehlen die erlernten Vergleichsgrößen. Dennoch sind es Dimensionen, die unser Leben bestimmen und sogar überhaupt ermöglichen. Hierzu vorab ein Beispiel: Großer Wagen mit PolarsternWenn der Himmel heute Abend unbewölkt ist, gehen Sie doch einmal aus dem Haus und suchen mit Hilfe des markanten Sternbildes Großer Wagen (auch Großer Bär genannt) den Polarstern (Polaris) auf. Er ist etwa 680 Lichtjahre von der Erde entfernt. Ein Lichtjahr, die Strecke die ein Lichtteilchen in einem Jahr zurücklegt, hat eine Länge von 9.460.528.000.000 Kilometern. Polaris ist damit rund 6,433 x 1012 [Km] entfernt. Um uns eine Vorstellung von dieser Entfernung zu machen, wollen wir mit einem (imaginären!) Auto dorthin reisen. Mit der Richtgeschwindigkeit von 130 [Km/h] werden wir 5 649 068 Jahre benötigen! Eine nicht mehr vorstellbare Entfernung! Dabei zählt Polaris noch zu unseren näheren "Nachbarn" im All... Doch beginnen wir mit etwas Kleinerem! Morgen können Sie vom Spaziergang vielleicht eine kleine Handvoll Heu mitbringen. Am besten von einer ehemals überschwemmten Wiese, der Versuch gelingt aber auch mit "normalem", getrocknetem Gras. Man legt es in ein großes Glas, füllt dieses zu etwa 1/3 mit Wasser auf und wartet 1, 2 Tage. Dann können wir einen Tropfen dieses Heuaufgusses auf ein Objektträgerglas platzieren. Wer ein Aquarium besitzt, kann auch einfach dort einen Tropfen Wasser entnehmen, oder aus einem Teich. Pantoffeltierchen Mit bloßem Auge können wir natürlich nichts erkennen, es ist eben nur ein Tropfen Wasser! Doch unter dem Mikroskop betrachtet, erschrecken wir fast: der Wassertropfen wimmelt nur so vor Leben. Amöben tummeln sich neben Pantoffel- oder Rädertierchen und vielen anderen mehr. Nebenstehendes Bild zeigt beispielsweise Pantoffeltierchen, die nur zwischen 0,18 und 0,30 [mm] groß sind. Eine andere Möglichkeit für eigene Experimente: man suche sich ein Stück Moos, am besten von einer kalkhaltigen Wand. Über Nacht legt man es mit dem Grün nach unten in eine Schale mit Wasser. Junges Bärtierchen Am nächsten Tag kann man im Wasser mit einem kleinen Mikroskop auf die Suche nach den wunderbaren Bärtierchen gehen, die nur 0,3 bis 0,5 [mm] groß sind. Eine weitere Welt hat sich uns eröffnet, die vielleicht bislang für den einen oder anderen völlig im Verborgenen lag. Bärtierchen findet man praktisch überall auf der Erde, ein paar Tropfen Wasser genügen ihnen als Lebensraum. Sie sind jedoch auch wahre Überlebenskünstler. Gibt es einmal kein Wasser, wandeln sie sich in eine Trockenform um und können das viele Jahre aushalten. Kommen sie dann wieder in den Genuss von Wasser, erwachen sie minutenschnell zu quirligem Leben... Wir haben jetzt (oberflächlich!) gesehen, dass neben "unserer Welt", die wir alltäglich erleben, in ein paar Tropfen Wasser eine eigene, völlig fremde belebte Welt existiert. Doch um solche Welten zu entdecken, ist nicht einmal Wasser vonnöten... Lepidoglyphus destructor Wenn Sie heute Nacht zu Bett gehen, untersuchen Sie Ihre Bettwäsche lieber nicht mit dem Mikroskop. Sonst könnten Sie durch Anblicke wie nebenstehend um Ihren Schlaf gebracht werden! Wir sehen REM- Aufnahmen von Hausmilben, die sich durchaus auch in Ihrem Bett tummeln. Solch ein "Minimonster" ist nur etwa 400 Mikrometer (0,4 [mm]) groß und wiegt gerade rund 8 Mikrogramm (= 0,000008 [g]!). Diese netten Gesellen, denen so mancher Zeitgenosse eine Allergie verdankt, nehmen täglich die Hälfte ihres eigenen Gewichts an Nahrung auf - in Form von menschlichen Hautschüppchen! Davon verliert ein Mensch in einer Nacht etwa 0,5 Gramm, das ist ausreichend, um rund 120 000 Milben täglich artgerecht satt zu bekommen. Dies ist natürlich nur ein winziger Einblick in die Welt der "Minilebewesen". Nicht angesprochen haben wir die Mikroflora, z.B. die vielfältigen Moose, Flechten und Pilze, die überall die Erde bevölkern. Man mag es vielleicht nicht glauben, aber ein Stückchen Moos oder eine Flechte an einem Ast ist die Heimat für Tausende verschiedener Lebewesen, eine uns meist unbekannte Welt, weil wir sie nicht sehen können. Erst durch unsere Technik können wir Einblicke gewinnen. Ein Löffel Gartenerde bietet Platz für Millionen von Individuen, ein Komposthaufen ist ein Paradies, wenn es um Artenvielfalt geht. Im Rahmen dieses Beitrags ist es kaum möglich, auf all diese Lebensformen einzugehen, bitte holen Sie bei Interesse dazu eigene Informationen ein. Doch stellen Sie sich einmal vor, was eine Ameise, ein Bärtierchen oder gar ein Pantoffeltierchen empfinden würde, wenn es bewusst den Blick zu einem Menschen oder gar zum nächtlichen Sternenhimmel erheben könnte... Gehen wir einen Schritt weiter in noch kleinere Dimensionen. Hier treffen wir auf den fast unübersehbaren Artenreichtum der Bakterien. Damit stoßen wir in einen Bereich vor, in welchem die Lebewesen nur noch eine Ausdehnung im Bereich von Tausendstel Millimetern (1 [µm] = 0,001 [mm]) haben. Bakterien Hier sehen wir in zwei Aufnahmen, die mit einem Rasterelektronenmikroskop ("REM") gewonnen wurden, einige Bakterien auf einem verrottenden Blatt. Diese einzelligen Lebewesen besitzen keinen Zellkern und man zählt sie deshalb zu den Prokaryonten, im Gegensatz zu den schon oben erwähnten Amöben oder Pantoffeltierchen, die einen Zellkern aufweisen und man sie deshalb als Eukaryoten bezeichnet. Zwar können wir die Tierchen nicht sehen (obwohl es Ausnahmen bis zu 2 mm Größe gibt), aber sie beherrschen vollständig unser Leben. Unser Mund ist genauso von ihnen bevölkert wie unser Darm, in welchem sie uns durchaus gute Dienste leisten. In der Luft, im Wasser und im Boden - Bakterien findet man praktisch überall. Plagt uns einmal ein Magengeschwür, legen wir uns durch einen Zeckenbiss eine Borreliose zu oder "erfreut" sich der Mensch an der Cholera - jedes Mal sind Bakterien die Verursacher. Die vielen Arten können kugelförmig, als Stäbchen oder Spiralen erscheinen. Manche von ihnen bilden Dauerstadien in Form von Sporen, die extremste Umweltbedingungen aushalten. Grob unterscheiden kann man Bakterien noch in aerobe Arten, die Sauerstoff benötigen, sowie anaerobe, für die Sauerstoff Gift ist. Letztere Lebewesen dürften übrigens die ersten gewesen sein, die unsere Erde bevölkerten, denn die damalige Atmosphäre enthielt noch keinen Sauerstoff. Viren, womit jetzt keine der allzu "beliebten" Computerviren gemeint sind, bringen uns noch eine Ebene tiefer in die Nanowelt. Die Ausdehnungen bewegen sich im Bereich von Nanometern, wobei 1 [nm] = 0.000 001 [mm] oder 10-9 [m] entspricht. Influenza- VirusAls ein Beispiel sehen wir hier den Influenza- Virus, der einen Durchmesser von etwa 200 [nm] hat. Streng genommen zählt man Viren nicht mehr zu den lebenden Organismen, da sie sich selbst nicht vermehren können. Hierzu benötigen sie einen Wirtskörper, eine Zelle, in die sie eindringen und zur "Produktion" von weiteren Viren zwingen. Verlassen die neuen Viren die Zelle, stirbt diese ab. Viren sind für vielerlei Krankheiten verantwortlich, genannt seien hier nur HIV und Hepatitis. Aber auch an den unangenehmen Lebensmittelvergiftungen tragen sie ihren Anteil. Unter den Viren finden sich Spezialisten, die zu ihrer Vermehrung Bakterien benötigen. Man nennt sie Phagen. Mit einem Lichtmikroskop können wir diese Winzlinge nicht mehr sehen, dazu bedarf es eines Rasterelektronenmikroskops. Allgemein sind Viren zwischen etwa 20 und 300 [nm] groß, man betrachtet sie als Partikel, die aus einer Proteinhülle bestehen, in welcher die Erbinformationen in Form einer Nukleinsäure (als DNA, Desoxyribonukleinsäure oder RNA, Ribonukleinsäure) gespeichert sind. ReovirusHier können wir einen sensationellen Blick in das Innere eines so genannten Reovirus (respiratory enteric orphan virus) werfen. Der Name besagt, dass man sie im Respirations- und Darmtrakt findet und sie nicht direkt mit irgendwelchen Krankheiten in Verbindung stehen. Diese Viren sind vom RNA- Typ, d.h. sie weisen ein doppelsträngiges RNA- Genom auf, wir sehen sie als rote Partikel im Innern des Virus. Das sind die "Fabrikanten", die eine befallene Zelle zur Produktion weiterer Viren zwingen. Wir sehen hier Einzelheiten bis herunter zu etwa 7 × 10-10[m]! Verlassen wir nun die belebte Mikrowelt und werfen noch einen Blick auf die zukunftsträchtige Nanotechnologie. [/QUOTE]
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