Biologie

Ist der erste Klon "Dolly" wirklich ein Klon?

Ist der erste Klon "Dolly" wirklich ein Klon?

Das schottische Schaf Dolly gilt seit 1996 als der weltweit erste, erfolgreich erzeugte Klon. Diese Aussage stimmt so nicht, meint Qimu Wang. Denn Klone sind genetisch identische Kopien. Bei der künstlichen Zeugung von Dolly wurde aber nur die DNA des Zellkerns in eine fremde Eizelle übertragen, nicht aber das Genom der Mitochondrien, die über eine eigene Erbsubstanz verfügen und unter anderem für die Energiezufuhr der Zellen sorgen. Durch seine Experimente in einem Labor konnte der Jungforscher den Unterschied deutlich machen: Weiße Blutkörperchen reagieren auf andere Blutkörperchen mit identischer DNA im Kern, aber unterschiedlicher DNA in den Mitochondrien mit einer Immunreaktion. Bei echten Klonen dagegen passiert das nicht.

Nano-Titandioxid: Ökotoxizität und fotokatalytische Wirkung

Nano-Titandioxid: Ökotoxizität und fotokatalytische Wirkung

Nanopartikel der Chemikalie Titandioxid werden beispielsweise für antimikrobielle Beschichtungen von Oberflächen oder als UV-Blocker in Sonnenschutzmitteln eingesetzt. Doch was geschieht, wenn die winzigen Partikel beim Baden ins Wasser eines Sees gelangen? Dieses Nano-Titandioxid weist fotokatalytische Eigenschaften auf: Bei UV-Bestrahlung zersetzt es Wasser in freie Hydroxyl-Radikale, die wiederum lebende Organismen schädigen können. Steffen Mansfeld, Stefan Tauchnitz und Felix Mujkanovic untersuchten die fotokatalytischen und ökotoxischen Eigenschaften von Titandioxid. Sie zeigten, dass Nano-Titandioxid Algenwachstum hemmt und toxisch auf Wasserflöhe wirkt. Allerdings hatten Fliesen, die mit der Chemikalie behandelt wurden, keine wachstumshemmende Wirkung auf Algen.

Molekulargenetische und sensorgestützte Erforschung von Fledermauspopulationen

Molekulargenetische und sensorgestützte Erforschung von Fledermauspopulationen

Oft spricht man einfach von Fledermäusen – ohne die genaue Art zu kennen. Doch es ist wichtig zu wissen, um welche Spezies es sich konkret handelt, vor allem wenn man die Tiere schützen will. Biologen betrachten und vermessen die Tiere, um die jeweilige Art zu bestimmen. Weil das die Fledermäuse erheblich stresst, wählten Ralf Jansen, Nicholas Schwarz und Axel Fuchs einen anderen Weg: Sie sammelten in zahlreichen Gebieten Fledermauskot und analysierten diesen genetisch. Auf diese Weise konnten sie die jeweiligen Arten eindeutig und sehr tierfreundlich bestimmen. Zur Erfassung von Aktivitätsmustern brachten die Jungforscher Sensoren an Fledermauskästen an. So lieferten sie den Naturschutzbehörden wichtige Informationen zur ökologischen Beurteilung der Lebensräume.

Der Nachahmungseffekt bei Poecilia wingei

Der Nachahmungseffekt bei Poecilia wingei

Der Endlerguppy ist ein kleiner, eher unscheinbarer Fisch aus den Tropen, der erst 2005 entdeckt wurde. Das Besondere an Poecilia wingei: Bei der Partnerwahl verlässt sich der Fisch nicht auf den eigenen Instinkt, sondern darauf, welches Männchen oder Weibchen andere Artgenossen auswählen. Diesen Nachahmungseffekt nahm Thomas Lindner ganz genau unter die Lupe. Er beobachtete 21 weibliche Endlerguppys in einem umgebauten Aquarium bei der Partnerwahl. Das Ergebnis: Die meisten Versuchstiere umschwärmten das Männchen, das sie vorher gemeinsam mit einem anderen Weibchen beobachten konnten. In den Versuchen ohne den Einsatz eines sogenannten Modellweibchens entschieden sich die Fische auch für andere Partner.

MRSA im Alltag

MRSA im Alltag

MRSA-Bakterien, die im Volksmund auch Krankenhauskeime genannt werden, zeichnen sich durch ihre Widerstandsfähigkeit gegen Antibiotika aus. Jannik Wiebe wollte wissen, wie verbreitet dieses multiresistente Bakterium im Alltag ist. Er nahm 16 Proben in seiner Schule, von Haus- und Nutztieren und aus Futternäpfen eines Bauernhofs. Die Proben strich er auf einem Nährboden aus, dem ein bestimmtes Antibiotikum zugesetzt war. Die gewachsenen Kolonien untersuchte er dann anhand ihrer DNA. Den multiresistenten MRSA-Keim fand er zwar nirgendwo, in einigen Futternäpfen entdeckte er jedoch andere Bakterien, die ebenfalls über ein Resistenzgen verfügen. Grund zur Sorge ist das seiner Ansicht nach nicht, da resistente Keime aus der Tierwelt für den Menschen meist ungefährlich sind.

Quantitative Lichtspektren – Möglichkeit der Modulierung von Sekundärmetabolitenprofilen?

Quantitative Lichtspektren – Möglichkeit der Modulierung von Sekundärmetabolitenprofilen?

Pflanzen erzeugen mithilfe von Sonnenlicht nicht nur Zucker und Fette, sondern auch sogenannte Sekundärmetabolite wie Vitamine oder Radikalfänger, die für die menschliche Ernährung oder die Medizin wichtig sind. Alexander Rotsch wollte wissen, ob Pflanzen bei gezielter Lichtbestrahlung mehr von diesen nützlichen Substanzen produzieren. Im Klimaschrank ließ er Jungpflanzen des chinesischen Senfkohls unter LED-Licht bestimmter Wellenlänge wachsen. Seine Analysen zeigen, dass Lichtstärke und Wellenlänge einen Einfluss auf die gebildete Wirkstoffmenge haben. Beispielsweise sprachen zwei der Kohlsorten besonders gut auf blaues Licht an. Sie enthielten mehr Flavonoide, von denen bekannt ist, dass sie Zellen vor gefährlicher UV-B-Strahlung schützen.

Moringa – ein neuer funktioneller Modulator des vegetativen Nervenystems

Moringa – ein neuer funktioneller Modulator des vegetativen Nervenystems

In der Natur gibt es Stoffe, die vom Menschen bereits seit Jahrhunderten zum Heilen und Lindern von Krankheiten genutzt werden. Doch vieles von dem überlieferten Wissen ist noch nicht wissenschaftlich überprüft. So ist es auch mit dem hierzulande noch unbekannten Meerrettichbaum, Moringa oleifera, aus dem Himalaya. Blätter, Wurzeln und Saft des Baums werden dort von vielen Menschen gegen Entzündungen, Rheuma und schwankenden Blutdruck eingenommen. Jannik Tödt, Mathis Werner und Alexander Steyer sind der Wirksamkeit der Pflanze auf den Grund gegangen. Die Jungforscher untersuchten die Blätter des sogenannten Wunderbaums und konnten eine entspannende Wirkung auf das Nervensystem wissenschaftlich bestätigen.

Mit Homöopathie zur Turbobiene? Geht das? Auswertung der Versuche

Mit Homöopathie zur Turbobiene? Geht das? Auswertung der Versuche

Weltweit sterben unzählige Honigbienen durch die Varroa-Milbe. Nora Willmaring wollte wissen, ob homöopathische Mittel die Widerstandskraft der Bienen gegen die Schädlinge erhöhen. Die Jungforscherin fütterte rund ein Jahr lang drei Bienenvölker mit einem Gemisch aus Zuckerwasser und dem homöopathischen Präparat T100, drei weitere Völker erhielten nur Zuckerwasser. Alle vier Tage zählte sie die toten Milben, die aus den Stöcken gefallen waren. Außerdem erfasste sie das Gewicht der Völker und den Honigertrag. Ihr Schluss: Das homöopathische Präparat kann Vitalität und Abwehrkraft der Honigbienen tatsächlich stärken.

Lernverhalten von Eseln und Maultieren

Lernverhalten von Eseln und Maultieren

Stur wie ein Esel – dieser Spruch ist eigentlich völlig daneben. Findet jedenfalls Mara Lauer. Sie brachte fünf Eseln und vier Maultieren bei, einen Gymnastikball anzustoßen und ein Plüschtier ins Maul zu nehmen. Die eine Gruppe wurde durch das sogenannte Clickern belohnt, bei dem das Leckerli mit einem akustischen Signal kombiniert wird, die zweite Gruppe durch Loben und Kraulen. Außerdem wollte die Jungforscherin wissen, ob ihre Tiere durch Beobachtung besser lernen. Sie fand heraus, dass Esel und Maultiere zum einen mittels Clickern und zum anderen durch Nachahmung am schnellsten begreifen, was sie tun sollen. Außerdem wirkt Futter zur Belohnung stärker als Kraulen.

Der Einfluss von ADAM8 auf die Migrationsgeschwindigkeit und Invasivität von Brustkrebszellen

Der Einfluss von ADAM8 auf die Migrationsgeschwindigkeit und Invasivität von Brustkrebszellen

Sebastian Ronneberger untersuchte in seinem Forschungsprojekt mechanische Eigenschaften von Krebszellen. Dabei widmete er sich speziell dem Prozess der Metastasierung, bei dem sich Krebszellen vom Primärtumor absondern und in anderen Geweben Sekundärtumore bilden. Der Nachwuchswissenschaftler untersuchte an zwei Brustkrebszelllinien deren Wandergeschwindigkeit sowie ihre Fähigkeit, in den Raum zwischen Zellen einzudringen. Bei beiden Zelllinien tritt dabei das Protein ADAM8 unterschiedlich stark in Erscheinung. Es gehört zur Enzymgruppe ADAM und ist an einer Vielzahl von zellulären Prozessen beteiligt. Die Ergebnisse des Jungforschers zeigen, dass ADAM8 die Zellmigration und Zellinvasion deutlich beeinflusst.

Die Entstehung des Zellorganells Spindle Pole Body aus dem Zentrosom in der Evolution der Pilze

Die Entstehung des Zellorganells Spindle Pole Body aus dem Zentrosom in der Evolution der Pilze

Bei manchen Pilzarten verläuft die Zellteilung nicht über das Zentralkörperchen, sondern über ein anderes Zellorganell, den sogenannten Spindle Pole Body, kurz SPB. Frank Köhler wollte wissen, wie sich der SPB im Laufe der Evolution vom Zentralkörperchen abgespalten hat. Dazu hat er die Proteine des SPB unterschiedlicher Pilzarten am Computer mithilfe von Datenbanken analysiert und in Gruppen eingeteilt. Der Jungforscher konnte zeigen, dass in manchen Pilz-Gruppen überflüssige Proteinfamilien im Laufe der Zeit verloren gingen. Außerdem erfolgte die Veränderung des Zentralkörperchens und die Bildung des SPB nicht langsam und kontinuierlich, sondern in mehreren abrupten Stufen, beispielsweise durch Mutationen.

Entwicklung einer effektiven Fruchtfliegenfalle

Entwicklung einer effektiven Fruchtfliegenfalle

Fruchtfliegen sind zunächst vor allem lästig, in Kliniken allerdings können sie ein echtes Gesundheitsrisiko darstellen. Mihyun Park ging auf die Suche nach Duftstoffen für eine schnell wirkende und gesundheitlich unbedenkliche Fliegenfalle. Für ihre Experimente wählte sie sieben bekannte, bei Fruchtfliegen beliebte Aromastoffe aus und verglich ihre Wirkung auf Insekten. Sie fand heraus, dass Männchen und Weibchen unterschiedliche Düfte bevorzugen. Zudem hängt die konkrete Anziehungskraft nicht nur von den Riechsinneszellen der Fliegen, sondern auch von äußeren Einflüssen wie Licht ab. Die Jungforscherin glaubt, dass eine Mischung aus zwei Aromen, die Männchen wie Weibchen gleichermaßen anlockt, für eine Falle am wirksamsten wäre.

Hören Streicher besser als Bläser?

Hören Streicher besser als Bläser?

Ein gutes Gehör ist für Musiker unerlässlich. Theresa Angles, die selbst eine professionelle Musikausbildung absolviert, wollte herausfinden, welche Faktoren die Leistung des Gehörsinns beeinflussen. Mit einer Versuchsgruppe führte sie einen speziell für diese Fragestellung entwickelten Hörtest durch, der die Fähigkeit untersucht, Tonhöhen unterscheiden zu können. Die so ermittelten Daten überprüfte die Jungforscherin im Hinblick auf relevante Einflussfaktoren bei den Testpersonen wie das hauptsächlich gespielte Instrument oder das kulturelle Umfeld. Sie stellte signifikante Zusammenhänge fest, beispielsweise dass Personen, die ein Streichinstrument spielen, in dem Test besser abschnitten als Personen, die ein Blasinstrument spielen.

Untersuchung einer eigens hergestellten Silberkolloidlösung auf die ökotoxische Wirkung

Untersuchung einer eigens hergestellten Silberkolloidlösung auf die ökotoxische Wirkung

Die Nanotechnologie und insbesondere Silbernanopartikel finden eine immer breitere wirtschaftliche Anwendung. Tammo Gürtzgen, Kian Lamprecht und Florian Damke untersuchten die durch das Nanosilber hervorgerufene Umweltbelastung von Böden und Wasser. Anhand von Ökotoxizitätstests konnten sie eine toxische Wirkung sowohl von Silbernanopartikeln als auch von einer Silberkolloidlösung nachweisen. Im Vergleich war die Silberkolloidlösung toxischer – der Grund könnte der größere Anteil gelöster Nanopartikel sein. Angesichts des Risikos für Mensch und Umwelt sollten die Forschungsaktivitäten in diesem Bereich erhöht werden, empfehlen die Jungforscher.

Erstellung eines Fusionsgens aus PrecA und gfp zum Nachweis von Antibiotika

Erstellung eines Fusionsgens aus PrecA und gfp zum Nachweis von Antibiotika

Arthur Ungerer und Dominika Wawrzyniak sind von leuchtenden Mikroorganismen fasziniert. So kamen sie auf die Idee, E. coli-Bakterien genetisch so zu verändern, dass sie beim Kontakt mit einer bestimmten Chemikalie leuchten. Aus einer Quallenart isolierten und vervielfältigten die Jungforscher das Leucht-Gen gfp und den zugehörigen genetischen Aktivator PrecA. Dann koppelten sie beide Bausteine und integrierten das neue Fusionsgen in ein ringförmiges DNA-Molekül. Der nächste Schritt, so der Plan, ist das Einschleusen des Trägermoleküls in E. coli-Zellen, die dann leuchten, wenn ein bestimmtes Antibiotikum in der Umwelt vorhanden ist. Mit solchen Bakterien ließen sich Spuren des Zellgifts beispielsweise in Lebensmitteln oder Böden nachweisen.

Die Entwicklung der Flora und Fauna auf dem Gelände der ehemaligen Brikettfabrik „Gertrud“ und des Restlochs I bei Zechau

Die Entwicklung der Flora und Fauna auf dem Gelände der ehemaligen Brikettfabrik „Gertrud“ und des Restlochs I bei Zechau

Die Frage, wie schnell sich in Bergbaufolgelandschaften Fauna und Flora regenerieren, beschäftigt viele Ökologen nicht nur in Ostdeutschland. Melanie Hoppmann und Lisa Sarich kennen die Antwort – zumindest für den Standort des Restlochs I bei Zechau und der ehemaligen Brikettfabrik „Gertrud“: Rund 20 Jahre nach Stilllegung der Fabrik sind dort wieder viele Arten zurückgekehrt. Zwölf Monate lang haben die beiden Jungökologinnen unterschiedliche Biotope, Pflanzen und Tiere auf dem 30 Hektar großen Gelände dokumentiert. Sie fanden über 50 Tier- und 60 Pflanzenarten, darunter einige seltene Spezies wie das Echte Tausendgüldenkraut und die Knoblauchkröte. Das Gelände, so empfehlen die beiden Jungforscherinnen, sollte daher in das angrenzende Naturschutzgebiet eingegliedert werden.

Experimentelle Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Faktoren auf das Regenerationsverhalten von Planarien

Experimentelle Untersuchung der Auswirkungen verschiedener Faktoren auf das Regenerationsverhalten von Planarien

Plattwürmer können bei Verletzungen ihr Gewebe innerhalb kurzer Zeit regenerieren. Diese Fähigkeit verdanken die Planarien besonders teilungsfreudigen Zellen, den Neoplasten. Fabian Bülow wollte wissen, ob Plattwürmer der Spezies Schmidtea polychrom zwei neue Köpfe bilden, wenn ihnen ein dreieckiges Stück aus dem Kopf geschnitten wird. Er variierte sowohl Schnittwinkel als auch Schnitttiefe und stellte fest, dass bei den meisten Würmern aus der Wunde nur ein einziger neuer Kopf wuchs. Trennte er aber die beiden Wundflächen durch ein kleines Stück Folie voneinander, gab es einen hohen Anteil an doppelköpfigen Tieren – und zwar umso mehr, je spitzer der Winkel und je länger der Schnitt war.

Pathogenität von Nematoden gegen Ei und Larve der Wanderheuschrecke

Pathogenität von Nematoden gegen Ei und Larve der Wanderheuschrecke

Heuschrecken werden üblicherweise mit Insektiziden bekämpft. Diese sind nicht nur eine Belastung für die Umwelt, sondern sie schädigen oft auch Nützlinge. Florian Uellendahl, Niklas von Moers und Steffen Sobek glauben, dass man die Insekten umweltverträglicher mit Fadenwürmern bekämpfen kann. Sie haben Eier der Europäischen Wanderheuschrecke im Brutschrank mit verschiedenen Arten von Fadenwürmern versetzt, geschlüpfte Heuschrecken unter dem Mikroskop seziert und untersucht. Dabei stellten sie fest, dass die Fadenwürmer zwar nicht die Eier, aber einen Teil der Larven befielen und diese abtöteten. Die drei Jungforscher gehen davon aus, dass sie mit hitzestabileren Wurmarten eine noch bessere Wirkung erzielen können.

Mikrobieller Abbau von Plastik

Mikrobieller Abbau von Plastik

Plastikmüll ist in der Natur fast überall zu finden, und oft landet er am Ende im Meer. Dort wird er – durch Reibung in kleine Partikel zerkleinert – von Tieren aufgenommen. Dieser Prozess gefährdet das gesamte Ökosystem. Finn Sombrutzki und Robin Hertel fragten sich, ob die Natur selbst womöglich eine Lösung für das Problem parat hat. Die beiden setzten zwei Arten von Bakterien und zwei Arten von Pilzen im Labor auf Plastikfolie an. Um die Mikroorganismen an die Kohlenwasserstoffe der Folien zu gewöhnen, wurden sie zuvor Benzin und Diesel ausgesetzt, die aus weniger komplexem Kohlenwasserstoff bestehen. Mit dem Kunststoff taten sich die Organismen dennoch schwer, auch mit dem Benzin konnten sie nichts anfangen. Diesel jedoch bauten sie problemlos ab.

Milch macht müde Männer munter? Eine Studie zur Wirkung von Milch auf die Aufmerksamkeit von Jugendlichen

Milch macht müde Männer munter? Eine Studie zur Wirkung von Milch auf die Aufmerksamkeit von Jugendlichen

Aus der Aminosäure Phenylalanin entsteht im menschlichen Gehirn Dopamin – ein Stoff, der nachweislich die Konzentration fördert. Carlotta Pribbenow und Elena Häring wollten wissen, ob Milch mit seinem hohen Gehalt an Phenylalanin müde Menschen tatsächlich munter macht, wie ein alter Werbespruch behauptet. Sie ließen Testpersonen 400 Milliliter Milch trinken. Danach verglichen sie deren Phenylalaningehalt im Blut mit dem einer nicht milchtrinkenden Vergleichsgruppe. Darüber hinaus mussten die Probanden mehrmals Buchstabentests lösen. Die Jungbiologinnen stellten fest: Die „Milchtrinker“ hatten deutlich mehr Phenylalanin im Blut und sie schnitten beim Test auch wesentlich besser ab – die weiblichen Probanden verbesserten sich beim Lösen der Aufgaben übrigens deutlicher als die männlichen.

Wie pflege ich meine Zähne im ganztägigen Schulalltag?

Wie pflege ich meine Zähne im ganztägigen Schulalltag?

Nichts geht über gründliches Zähneputzen – zusätzlich können spezielle Kaugummis oder Wildkräuter tagsüber gefährliche Karieskeime im Mund reduzieren helfen. Das jedenfalls fanden Berit Bretthauer und Susanne Schinzel heraus. Sie nahmen bei ihren Testpersonen mehrmals Speichelproben: morgens vor der Schule, 30 Minuten nach dem Genuss eines Schokoriegels sowie nach Anwendung von Zahnpflegekaugummis oder Wildkräutern. Im Speichel analysierten sie die Menge der Kariesbakterien Streptokokkus mutans. Sie fanden heraus: Zahnpflegekaugummis reduzieren die Keime um durchschnittlich 37 Prozent – und zwar umso besser, je mehr Zuckerersatzstoff Xylit enthalten ist, der die Bakterien aushungert. Noch wirksamer sind Wildkräuter: Sie mindern die Keimzahl um die Hälfte, Minze sogar um über 60 Prozent.

Transmissionsverhalten von Blättern der Bohne Phaseolus vulgaris nach Rotlichtbestrahlung

Transmissionsverhalten von Blättern der Bohne Phaseolus vulgaris nach Rotlichtbestrahlung

Felix Höfer ging der Frage nach, wie sich Pflanzen mithilfe bestimmter Proteine, den Fotorezeptoren, an die Lichtverhältnisse in ihrer Umgebung anpassen können. Dazu bestrahlte er Bohnenkeimlinge in der Dunkelkammer unterschiedlich lang mit hell- und dunkelrotem Licht. Mit einer selbst gebauten Messapparatur erfasste er danach die Durchlässigkeit der Blätter für Tageslicht. Dabei stellte er fest, dass die Keimlinge nach hellroter Bestrahlung lichtdurchlässiger als nach dunkelroter wurden. Seine Vermutung: Diese Durchlässigkeit wird vom rot-empfindlichen Fotorezeptor Phytochrom gesteuert. Seine Versuche belegen aber auch, dass für die Wechselwirkung zwischen Pflanze und Licht noch andere Inhaltsstoffe, wie beispielsweise das Chlorophyll, verantwortlich sind.

Durchwachsene Silphie – Alternative zum Mais?

Durchwachsene Silphie – Alternative zum Mais?

Sie sieht aus wie eine kleinblütige Aster, wird bis zu drei Meter hoch und bildet beim Wachstum viel Biomasse: die Durchwachsene Silphie. Nach Meinung von Ramona Pick, Laura Eschweiler und Rolf Hartmann wäre der Korbblütler aus Nordamerika eine ideale Energiepflanze zur Gewinnung von Biogas. Die drei Jungforscher haben Setzlinge in Kästen und Blumentöpfen unter verschiedenen Bedingungen gepflanzt und Versuche zur Keimung durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass die Silphie sowohl Kälte als auch Trockenheit schadlos übersteht und sich daher insbesondere für den Anbau auf mageren und trockenen Böden eignet. Vor allem jedoch ist die Durchwachsene Silphie umweltverträglicher als der großflächig angebaute Mais, weil sie kaum Dünger benötigt und die Böden weniger auslaugt.

Analyse der molekularen Grundlagen der PNP-Defizienz beim Menschen und ihre Folgen

Analyse der molekularen Grundlagen der PNP-Defizienz beim Menschen und ihre Folgen

Purin-Nukleosid-Phosphorylase-Defizienz ist eine schwere Erbkrankheit, die nur durch eine Stammzellenspende behandelt werden kann. Laura Schmitt wollte alles über diese Krankheit wissen, da ein Familienmitglied an PNP-Defizienz leidet. Daher führte sie umfangreiche Recherchen durch, beispielsweise zu den molekularbiologischen Ursachen. Die Jungforscherin fand heraus, dass bei den Betroffenen bestimmte Stoffwechselprodukte nicht abgebaut werden können und Immunzellen absterben. Außerdem gelang es der Jungforscherin im Labor, aus Schleimhautzellen das PNP-Gen zu isolieren und auf Mutationen hin zu untersuchen. Auf diese Weise lassen sich krankheitserzeugende Gene erkennen.

Thiothrix sp. – Untersuchung schwefeloxidierender Bakterien zur sensorgesteuerten Biogasentschwefelung

Thiothrix sp. – Untersuchung schwefeloxidierender Bakterien zur sensorgesteuerten Biogasentschwefelung

Wenn aus Gülle und Energiepflanzen im Gärbehälter Biogas entsteht, enthält dieses immer einen geringen Anteil Schwefelwasserstoff. Dieser liegt zwar in der Regel unter einem Prozent. Da er jedoch giftig ist und Gasmotoren angreift, muss der Schwefelwasserstoff dennoch extrahiert werden. Die dafür herkömmlich eingesetzten Verfahren sind allerdings teuer und aufwendig. Daher testeten Adrian Huck, Daniel Heid und Rafael Quadbeck die Entschwefelung mit speziellen Thiothrix sp.-Bakterien. Das Ergebnis überzeugte: Die Mikroorganismen konnten hohe wie auch niedrige Schwefelwasserstoffkonzentrationen abbauen – unter dem Mikroskop waren die Schwefeleinschlüsse in den Zellen sogar erkennbar.

Der Geruch des Todes – Nekromone bei Insekten und weiteren Gliedertieren

Der Geruch des Todes – Nekromone bei Insekten und weiteren Gliedertieren

Der Tod hat meist abschreckende Wirkung. Für Gliederfüßer gilt das nicht unbedingt. Freia-Raphaella Lorenz wollte wissen, wie beispielsweise Schaben und Asseln auf tote Artgenossen und artfremde Kadaver reagieren. In ihren Versuchen zeigten die Tiere, je nach Art, ganz unterschiedliches Verhalten. Einige wurden von Kadavern abgeschreckt, andere angezogen. Oft beobachtete sie Kannibalismus, denn frische Kadaver sind eine sinnvolle Protein- und Salzquelle mit immunisierender Wirkung. Die Jungforscherin untersuchte daraufhin die Wirkung von Öl- und Linolsäure, die von toten Tieren abgesondert wird. Auch auf diese Nekromone reagierten sie unterschiedlich. Eine universelle Verhaltensweise für alle Gliederfüßer, wie sie unter Wissenschaftlern diskutiert wird, gibt es demnach nicht.

Farben unter der Haut – geht das gut? Tattoofarben im Test an menschlichen Zellen

Farben unter der Haut – geht das gut? Tattoofarben im Test an menschlichen Zellen

Tattoos kannte man schon in grauer Vorzeit, aber noch nie gab es so viel Tätowierte wie heute. Lena Weber, Julia Kristina Haugg und Victor Sudmann wollten wissen, ob die verwendeten Farben giftig sind oder Allergien auslösen können. Sie untersuchten die Wirkungen von neun Farbtönen auf weiße Blutkörperchen, Leberzellen und den Antikörper Immunglobulin E. Ihre Tests mit verschiedenen Zellkulturen zeigten, dass Tattoos durchaus Gesundheitsgefahren bergen: Drei der Farbtöne – Pink und zwei Schwarztöne – beeinträchtigen Zellvitalität und Zellfunktionen, bei Leukozyten beispielsweise die Abwehr von Bakterien. Belege für Allergierisiken fanden die drei Jungforscher dagegen nicht.

Ethen im Handumdrehen

Ethen im Handumdrehen

Das Gas Ethen wird unter anderem zum Reifen von Äpfeln, Bananen und Tomaten genutzt. Jule Hansen und Johanna Dücker erforschten in ihrem Projekt die Wirkungen von Ethen auf Kresse. Dazu wurden die Pflanzen in einem geschlossenen Gefäß mit selbst hergestelltem Ethen begast. Die Auswirkungen dieser Prozedur verglichen sie mit den Ergebnissen weiterer Versuche. Dabei ließen sie Kresse zum Beispiel in einem geschlossenen Glas zusammen mit einem Apfel wachsen, und zur Kontrolle überprüften sie auch das Gedeihen der Pflanze in einem gänzlich ethenfreien Umfeld. Das fachgerechte Arbeiten und die standardisierte Vorgehensweise der Jungforscherinnen führten zu einem statistisch abgesicherten Beleg, dass Ethen das Wachstum der Kressepflanzen beeinflusst.

Entwicklung eines Bestimmungsschlüssels und Proteinsequenzanalyse für die Familie Silphidae

Entwicklung eines Bestimmungsschlüssels und Proteinsequenzanalyse für die Familie Silphidae

Die Hälfte aller Tierarten zählen zur Klasse der Insekten. Die Zahl der Entomologen, die sich mit den Insekten beschäftigt, ist allerdings verhältnismäßig klein. Dies liegt unter anderem an dem komplizierten Bestimmungsschlüssel zur Klassifizierung der Tiere. Die Zielsetzung von Jenny Schmalfuß war es daher, den Bestimmungsschlüssel sachlich korrekt und benutzerfreundlich zu gestalten. Dazu entwickelte sie exemplarisch für Silphidae, die Familie der Aaskäfer, einen Merkmalsbaum mit für Laien erkennbaren Kriterien. Diesen übertrug sie in ein selbst geschriebenes Computerprogramm. Im Anschluss überprüfte die Jungforscherin anhand von Proteinsequenzanalysen die bislang bekannte Zuordnung der einzelnen Aaskäfer und nutze die Erkenntnisse für ihren Bestimmungsschlüssel.

Entwicklung einer neuen molekularbiologischen Methode zum Nachweis pathogener Keime

Entwicklung einer neuen molekularbiologischen Methode zum Nachweis pathogener Keime

Nora Liebmann hat sich mit Analysemethoden für gefährliche Keime beschäftigt und festgestellt, dass die gängigen Verfahren entweder lange dauern oder kostspielig sind. Auf der Suche nach einer günstigeren Lösung experimentierte sie mit sogenannten Beads – winzigen magnetischen Teilchen, die über Antikörper bestimmte Bakterien binden können. Die teuren Antiköper ersetzte die Jungforscherin durch Peptide, die E.coli-Bakterien einfangen. Die gebundenen Keime wies sie mit molekularbiologischen Verfahren nach. Ihre Peptid-Variante ist preiswert und kann Keime schnell nachweisen, auch wenn die Methode für den Einsatz in der Praxis noch empfindlicher werden muss.

Biofilm AB! Ist der Einsatz von LED-Licht eine nachhaltige Methode, die Bildung einer Lampenflora zu unterdrücken?

Biofilm AB! Ist der Einsatz von LED-Licht eine nachhaltige Methode, die Bildung einer Lampenflora zu unterdrücken?

Die faszinierende Welt einer Tropfsteinhöhle sehen Besucher erst mit dem richtigen Licht. Doch gerade die Beleuchtung gefährdet den Bestand der Höhlen, denn sie fördert das Wachstum eines schädlichen Biofilms aus Algen und Bakterien auf der Gesteinsoberfläche. Lukas Groos untersuchte den Einfluss von Licht auf das Wachstum der sogenannten Lampenflora im Labor und in der von LEDs beleuchteten Schauhöhle „Herbstlabyrinth“, einer Tropfsteinhöhle in der Nähe von Breitscheid. Dabei konnte er zeigen, dass sich durch den Einsatz von LEDs und einer wechselnd ausgerichteten Beleuchtung die Bildung von Biofilmen weitgehend verhindern lässt.

Funktionelle Kunststoffe als sterile Oberflächen

Funktionelle Kunststoffe als sterile Oberflächen

Keime sind überall – und doch müssen bestimmte Bereiche in Labors oder Krankenhäusern steril sein. Da viele Oberflächen aus Plastik sind, haben Robert Warneke, Philipp Moritz und Barnabas Irmer untersucht, ob Kunststoff durch Zumischen von Antibiotika auf längere Zeit steril bleibt. Sie mischten jeweils Kupferionen und die beiden natürlichen Antibiotika Allicin und Propolis in Polyesterharz. Die Mischungen gossen sie in Petrischalen und beobachteten, ob darauf Zellen der Bäckerhefe wachsen können. Die drei Jungforscher stellten fest, dass schon geringe Mengen an Kupfer oder Antibiotika ausreichen, um das Wachstum der Hefe für mehrere Wochen zu verhindern.

Projekte, die sich mit der belebten Umwelt befassen, gehören ins Fachgebiet Biologie

Jungforscherinnen und Jungforscher können zum Beispiel Mikroorganismen näher unter die Lupe nehmen oder Tiere in der Natur beobachten, Pflanzen bestimmen, Lebensgemeinschaften untersuchen oder Gewässer und Boden biologisch analysieren. Auch molekularbiologische, biomedizinische, biochemische und biotechnische Fragestellungen sind in diesem Fachgebiet richtig.

Disziplinen im Fachgebiet Biologie sind vor allem

  • Biochemie
  • Biophysik
  • Immunologie
  • Mikrobiologie
  • Neurowissenschaft
  • Ökologie
  • Pflanzenwissenschaften
  • Virologie
  • Zellbiologie
  • Zoologie

Welche Projekte passen nicht ins Fachgebiet Biologie?

Wird etwa ein Gewässer chemisch analysiert, so muss das Projekt dem Fachgebiet Chemie zugeordnet werden. Rein sozialwissenschaftliche Arbeiten, die beispielsweise das Ess- oder Trinkverhalten von Jugendlichen untersuchen, sind nicht zum Wettbewerb zugelassen. Dies gilt auch für Projekte, die gegen die gültigen Tierschutzrichtlinien verstoßen.

Weiterführende Informationen

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