Wir suchen Antworten auf die
Herausforderungen des Lebens.

Ob besser lernen, das Klima schützen oder gesund altern – in der Leibniz-Gemeinschaft erforschen wir Themen, die der Gesellschaft nutzen.

Frag Leibniz

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Diese Forschungsfragen haben Sie uns bereits gestellt:

Woran liegt es, dass unsere Gesellschaft die ständig wachsende und immer dramatischere Artenvernichtung durch die Intensivlandwirtschaft nicht stoppt?

Wahrscheinlich, weil es die Produktion und damit die Lebensmittel teurer macht und die Gesellschaft nicht bereit ist, diesen Preis zu zahlen.

Außerdem denke ich, dass eine große Mehrheit der Bevölkerung tatsächlich besorgt ist. Artenschwund, ebenso wie Klimawandel, beeinflusst zwar Wahlen, aber entscheidet sie nicht. Daher steht das Thema auch nicht ganz oben auf der politischen Agenda der Regierenden. Ein zweiter Grund ist politökonomischer Natur: Die konventionelle Landwirtschaft stellt die große Mehrheit der Landwirte und bewirtschaftet den größten Teil der landwirtschaftlichen Fläche (Ökolandbau waren in 2018 knapp 12% der Betriebe und 9% der Fläche). Die konventionelle Landwirtschaft (bundesweit ca 1.6% der Bruttowertschöpfung und, zusammen mit der Forstwirtschaft, 1.4% der Beschäftigung in 2016) ist sehr gut organisiert (was vergleichsweise einfach ist für eine kleine Gruppe mit klaren und einheitlichen Zielen) und hat es so geschafft, vor allem über den Bauernverband, viel politischen Einfluss, vor allem in den konservativen Parteien zu gewinnen. Das steht einem Wandel, wie er durch mehr politische Förderung von Ökolandbau und Umweltschutz beschleunigt werden könnte, im Weg. Allerdings steigt der Druck und langsam beginnt ein Umdenken – aber das wird für viele Arten zu spät kommen.

Die Antwort stammt von Daniel Müller, Stellvertretender Leiter der Abteilung Strukturwandel am Leibniz-Institut für Agrarentwicklung und Transformationsökonomien (IAMO).

Lassen sich aus den Knochen Dinos zum Leben erwecken?

Leider lassen sich die Dinosaurier aus ihren Knochen nicht direkt zum Leben erwecken. Dafür bräuchte man gut erhaltene DNA. Bei der DNA wird nach aktuellen Erkenntnissen aber eine Halbwertszeit von 521 Jahren angenommen, so dass man derzeit davon ausgeht, dass nach 6,8 Millionen Jahren diese vollständig zerfallen und damit in den Knochen nicht mehr nachweisbar ist. Da die Dinosaurier ja vor 65 Millionen Jahren ausgestorben sind, ist es also faktisch unmöglich, in ihren Knochen noch fossile DNA zu finden und damit einen Dino wieder zum Leben zu erwecken. Dies trifft übrigens auch auf das Szenario von Jurassic Park zu, bei dem man ja angeblich in Bernstein konserviertes Dinosaurierblut gefunden hat – auch dieses wäre viel zu alt, um noch Spuren der DNA zu enthalten.

Natürlich kann man aber virtuell einen Dinosaurier wieder herstellen – über die Rekonstruktion der Skelette, der Weichteile und der Bewegungs- und Lebensweise von Dinosauriern ist es möglich, Modelle dieser Dinosaurier zu kreieren. Diese Modelle stellen dann allerdings nur Annährungen an das wirkliche Aussehen her, welche sich aber am aktuellen Forschungsstand orientieren.

Die Antwort stammt von Dr. Daniela Schwarz, Kuratorin der Sammlungen Archosauromorpha und fossile Vögel sowie „Fossile Reptilien“, Fährten, Histologie am Museum für Naturkunde Berlin – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung.

Wenn jeder Mensch einzigartiges Erbgut besitzt, unterscheidet sich dann auch die DNA von zwei Pflanzen aus der gleichen Gattung? Und ist das Erbgut eines Blattes an einem Baum identisch mit allen anderen Blättern dieser Art, die an demselben Baum wachsen?

Ja und Nein. Das Erbgut ist identisch und trotzdem anders. So wie zwischen jeder unsere eigenen Zellen, so gibt es kleinste Unterschiede auch zwischen und innerhalb den Organen einer jeden Pflanze. Blatt und Blatt, aber natürlich auch Blatt und Stängel sind nie zu absolut 100 Prozent identisch in den jeweiligen Genen.

Bei jeder Zellteilung (Mitose) entstehen kleine Fehler, die zu Unterschieden führen. Diese vernachlässigen wir in der Regel, wenn diese nicht zu Krankheiten wie z. B. Krebs oder neuen erwünschten Eigenschaften führen. Aber nicht nur bei der Mitose, sondern auch der Meiose kommt es zu Veränderungen. Hier mischt sich das Erbgut von weiblichen und männlichen Pflanzen von Natur aus. Die Nachkommen gehören zur gleichen Art und sind in ihrer Individualität unterschiedlich. Einen gewissen Unterschied gibt es bei Kulturpflanzen. Dahingehend, dass Mütter und Väter gezielt selektiert, teilweise eingezüchtet und vermehrt werden. Die Nachkommen sind dadurch oftmals uniformer. Schauen wir auf ein Getreidefeld, bekommen wir den Eindruck, hier gleicht eine Pflanze der anderen. Das tun sie aber nie zu 100 Prozent.

Weitere Faktoren, die wir als Epigenetik bezeichnen, führen zu weiteren individuellen Unterschieden. Dabei handelt es sich um Veränderungen, die nicht in der Erbsubstanz, sondern auf dieser geschehen. Auch diese verfolgen das gleiche biologische „Ziel“: ein Individuum besser an seine Umwelten anzupassen.

Nehmen wir es genau: In der Natur gleicht ein Ei nie dem anderen. Ein Zwilling nie seinem Geschwister und eine Pflanze nie der anderen zu 100 Prozent und selbst eine Zelle nie der anderen Zelle. Natur bedeutet Vielfalt.

Die Antwort stammt von Jens Freitag,  Leiter der Geschäftsstelle des Leibniz-Instituts für Pflangengenetik und Kulturpflanzenfoschung (IPK).

 

 

Weshalb können manche Tiere und Pflanzen tiefer als 100 Meter unter Wasser leben und andere nicht?

Pflanzen:
Pflanzen benötigen Licht zur Fotosynthese, bei der Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt wird, die die Pflanze zum Aufbau energiereicher organischer Verbindungen (vor allem Kohlenhydrate) aus energiearmen anorganischen Stoffen (Kohlenstoffdioxid CO2 und Wasser) verwendet. Kurz: Sie brauchen Licht, um Nährstoffe herzustellen. Nach meiner Kenntnis kommen Algen in Meerestiefen von bis über 200 Metern vor. Wegen der unterschiedlich starken Absorption sind das in großer Tiefe Rotalgen, die  Licht vor allem im Bereich 380 bis 550nm absorbieren. In tieferen Bereichen, in die gar kein Licht mehr vordringen kann, gibt es keine Pflanzen mehr: Dort ist keine Fotosynthese mehr möglich.

Die Antwort stammt von Georg Zizka, Abteilungsleiter Botanik bei der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung.

Tiere:Die Tiere leben auch unter Druck so gut, weil sie dort in den Tiefen geboren sind (Aussendruck ist gleich Innendruck), sie sind daher perfekt an ihre Umgebung angepasst. Da sie auch keine luftgefüllten Hohlräume haben – wie einige Fische, Tintenfische oder Makroalgen – ist für diese Tiere ein Druckunterschied auch kein Problem. Für Tiere mit gasgefüllten Hohlräumen wie Schwimmblasen, Schwimmkörper etc. aber schon – diese kommen zwar mit dem Druck in einer bestimmten Tiefe zurecht, aber nicht mit einer Tiefen- und damit Druckänderung.

Die Antwort stammt von Angelika Brandt, Abteilungsleiterin Marine Zoologie bei der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung.

 

Warum gibt es Menschen auf der Welt?

Das war schon ein ganzes Stück Zufall. Es sind zufällig viele günstige Umstände in Zeit und Raum zusammengekommen, um während der Evolution den Menschen entstehen zu lassen. Letztlich „probiert“ die Evolution verschiedene Konzepte aus, die sich eben nicht alle durchsetzen. Auch in der Menschheitsgeschichte gab es gleichzeitig verschiedene Urmenscharten. Eine Art setzte z.B.  auf besonders starke Kaumuskulatur und große Zähne, um harte Pflanzennahrung zerkleinern zu können (der sog. Nussknackermensch), andere auf mehr Intelligenz. Letztere hat sich dann durchgesetzt. Hierzu ist auch ein Buch empfehlenswert: Stephen Jay Gould, „ Zufall Mensch: Das Wunder des Lebens als Spiel der Natur“.

Die Antwort stammt von Ottmar Kullmer, Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum (SGN).

Gab es in der Dinosaurierzeit Chamäleons?

Die ältesten Chamäleon-Fossilien stammen aus dem frühen Miozän und sind etwa 21 Millionen Jahre alt. 2016 wurden allerdings Reptilien in Bernsteininklusen aus Myanmar veröffentlicht, die auf etwa 100 Millionen Jahre datiert wurden, die also aus der Kreidezeit stammen. Darunter auch eine Echse, die als möglicher Vorfahre der Chamäleons in Frage kommt (stem group chameleon). Es ist also durchaus möglich, dass es in der oberen Kreide bereits Chamäleons gab. Durch Fossilien belegt ist das allerding nicht.

Die Antwort stammt von Bernd Herkner, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (SGN).

Wie entstehen aus Genen und damit Proteinen Formen – z.B. in der Natur krumme Vogelschnäbel? D.h.: Wie kommt man vom Gen zur Struktur?

Im Prinzip wird die Form eines Organismus durch die exakte räumlich/zeitliche Steuerung von Gentranskriptionsprozessen in den einzelnen Zellen gesteuert. Durch die dadurch entstehenden Zelltypen und ihre räumlich Verteilung entsteht der Organismus im Laufe des individuellen Entwicklungsprozesses vom Ei zum Adulten. Aber was da im Einzelnen wie abläuft und wie welches Gen welchen Prozess beeinflusst, weiß man nicht genau. Von dem, was schon bekannt ist, ist klar, dass es keine einfachen Antworten geben wird, sondern dass wir es dabei mit einem der komplexesten Naturphänomene zu tun haben. So gibt es in der Regel keine Eins-zu-eins-Beziehung zwischen einzelnen Genen und morphologischen Eigenschaften; vielmehr ist es so, dass die meisten Eigenschaften von hunderten Genen beeinflußt werden und umgekehrt die meisten Gene zu sehr vielen Merkmalen beitragen. Bis zu einem umfassenden systemischen Verständnis wird es m.E. noch einige Jahrzehnte dauern; ob es jemals möglich sein wird, allein aus der Kenntnis der Genomsequenz die Form des Organismus vorherzusagen, bin ich mir nicht sicher.

Die Antwort stammt von Markus Pfenninger, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung (SGN), Forschungszentrum Biodiversität und Klima.