Biologie

Auswirkung von verschiedenen Lichtspektren auf die Bildung von ausgewählten Sekundärmetaboliten

Auswirkung von verschiedenen Lichtspektren auf die Bildung von ausgewählten Sekundärmetaboliten

Der Stoffwechsel von Pflanzen wird durch das Lichtspektrum, dem sie ausgesetzt sind, stärker beeinflusst als bislang angenommen, wie Alexander Rotsch herausgefunden hat. Er bestrahlte kleine Ackerschmalwand-Pflänzchen mit rot- und mit blaulastigen LED-Lampen. Danach extrahierte er verschiedene Stoffwechselprodukte und identifizierte diese anhand ihrer Masse. Er fand dabei auch zwei Substanzen, deren Lichtabhängigkeit bisher unbekannt war. Es zeigte sich, dass die Ackerschmalwand unter Blaulicht mehr Substanzen bildet, die gefährliche Keime abwehren können. Die Lichtzusammensetzung, so das Resümee des Jungforschers, spielt also eine wichtige Rolle für die chemischen Abwehrkräfte von Pflanzen.

Biotisch oder abiotisch – Welche Faktoren beeinflussen die Individualentwicklung amerikanischer Sumpfkrebse?

Biotisch oder abiotisch – Welche Faktoren beeinflussen die Individualentwicklung amerikanischer Sumpfkrebse?

Von amerikanischen Sumpfkrebsen ist bekannt, dass es große und kleine, scheue und besonders aggressive Exemplare gibt. Undine-Sophie Deumer und Alexander Wirtz wollten wissen, wie es zu diesen extremen Unterschieden kommt. Ihre Versuche mit mehreren Populationen junger Sumpfkrebse zeigten: Tiere, die in der Gruppe aufwachsen, entwickeln sich schnell und unterscheiden sich stark in Größe und Verhalten. Isoliert aufwachsende Krebse dagegen bleiben klein und scheu. Daraus folgern die beiden, dass die Konkurrenz als biotischer Faktor innerhalb einer Gruppe den größten Einfluss auf die Individualentwicklung hat. Der Stärkste dominiert, schwache und wenig aktive Krebse haben dagegen keine großen Überlebenschancen.

Brillenschafe – genetische Untersuchungen einer alten Haustierrasse

Brillenschafe – genetische Untersuchungen einer alten Haustierrasse

Brillenschafe sind robust, genügsam und gute Fleischlieferanten. Sie sind aber auch vom Aussterben bedroht. Nora Siefert hat vier Exemplare aus dem Peiner Ökogarten auf deren Reinrassigkeit und genetische Vielfalt hin untersucht, um herauszufinden, ob sich die Schafe zur Züchtung eignen. Darüber hinaus fragte sie sich, ob mit ihnen der Genpool der Schafrassen erweitert werden kann. Die Jungforscherin nahm Proben aus der Mundschleimhaut der Tiere und analysierte das Erbgut mit etablierten biochemischen Methoden im Hinblick auf sechs ausgewählte DNA-Sequenzen. Es gelang ihr, für alle untersuchten Schafe spezifisches Erbgut und die Verwandtschaft untereinander nachzuweisen. Ob sich eine Zucht lohnt, vermag sie allerdings nicht zu sagen, da die untersuchte Herde dafür zu klein war.

CO2 als Produkt der alkoholischen Gärung – Klimakiller oder wertvolle Ressource?

CO2 als Produkt der alkoholischen Gärung – Klimakiller oder wertvolle Ressource?

Bei der alkoholischen Gärung entsteht nicht nur ein weithin begehrtes Genussmittel, sondern als Abfallprodukt auch Kohlendioxid. Dieses Gas kann das Wachstum von Algen und Pflanzen beschleunigen, aus denen sich Biokraftstoffe erzeugen lassen. Simon Schöntube kam auf die Idee, diese beiden Prozesse zu koppeln: In einem Gärballon setzte der Jungforscher Apfelsaft mithilfe von Hefe in Alkohol und Kohlendioxid um. Das Gas leitete er dann in eine Kultur mit Grünalgen und untersuchte unter dem Mikroskop deren Vermehrung. Je mehr Kohlendioxid vorhanden ist, so sein Ergebnis, desto schneller wachsen die Algen. Auf diese Weise ließe sich also die Produktion von Bioethanol mit der von Algentreibstoff sinnvoll und effizient verbinden.

Der Blutzucker im Laufe des Zyklus

Der Blutzucker im Laufe des Zyklus

Der Menstruationszyklus beeinflusst die Insulinempfindlichkeit von Diabetikerinnen. Wie aber hängen Zyklus, Blutwerte und Hormonspiegel zusammen? Das wollten Sara-Luisa und Anja-Sophia Reh herausfinden. Die Schwestern werteten über mehrere Monate die Blutzuckerwerte und Insulingaben von Anja-Sophia aus und stellten fest: In der ersten Hälfte des Zyklus steigt die Wirksamkeit des Insulins im Körper bis zum Eisprung an, danach sinkt sie wieder. Aus den gemessenen Werten entwickelten die Jungforscherinnen zunächst eine mathematische Formel und daraus eine App. Nach Eingabe der persönlichen Daten teilt das Programm täglich mit, wie sehr eine Diabetikerin ihre Insulindosis senken oder erhöhen sollte. Anja-Sophia hat dank der App stabilere Blutzuckerwerte und kann starke Schwankungen vermeiden.

Schluss mit Obstfliegen – Konstruktion einer leistungsstarken Fliegenfalle

Schluss mit Obstfliegen – Konstruktion einer leistungsstarken Fliegenfalle

Die Fruchtfliege Drosophila melanogaster liebt überreife Früchte und findet die besten Brutplätze vor allem über ihren Geruchssinn. Das fanden Florian Albert, Dustin Beyer und Daniel Körsten heraus. Sie experimentierten mit einer einfachen Fliegenfalle aus Kunststoffbechern. Darin boten sie den Insekten unterschiedlich reife Obstsorten sowie Hefe, Essig und Rotwein an. Die statistische Auswertung ergab: Am liebsten mag die aus Westafrika stammende Drosophila reife Bananen und Hefe, fremde Kost wie Weintrauben dagegen verschmäht sie. Wer Fruchtfliegen fangen will, nutzt also am besten ein Banane-Hefe-Gemisch als Lockstoff – und die selbst gebaute und preiswerte Trichterfalle der drei Jungforscher. Sie hatte im Vergleich eine höhere Fangquote als komplizierte, handelsübliche Produkte.

Die Biene auf dem Land. Ein Lehrkonzept für Schullandheime

Die Biene auf dem Land. Ein Lehrkonzept für Schullandheime

Laura Dunse liebt Bienen. Und sie ist überzeugt davon, dass sich auch andere junge Menschen für diese faszinierenden Insekten begeistern lassen. Zu diesem Zweck entwickelte die Jungforscherin einen fünftägigen Lehrplan für Grundschüler, die sich auf Klassenreise in einem Schullandheim befinden. Mithilfe von Rätseln, Filmen, Bastelarbeiten sowie Ausflügen zur Obstwiese und zum Imker können Lehrer damit viel Spannendes über das Leben der Bienen und ihre große Bedeutung für die Natur vermitteln. Ein Praxistest im Schullandheim Wellsdorf war bereits erfolgreich: Besonders das Erlebnis, einem richtigen Imker über die Schulter zu schauen, hinterließ bei den Zehnjährigen großen Eindruck.

Die Immobilisierung von Grünalgen in einer Alginat/SiO2-Matrix für die Anwendung als Biosensor

Die Immobilisierung von Grünalgen in einer Alginat/SiO2-Matrix für die Anwendung als Biosensor

Schwermetalle wie Kupfer sind Gift für Wasserorganismen. Diesen Umstand nutzte Felix Römisch, um einen Biosensor zu entwickeln, der Gewässerbelastungen aufspüren kann. Er verteilte verschiedene Mikroalgen sehr fein in einem chemisch stabilen Gel und trug es mithilfe einer winzigen Spritze und eines Nanoplotters auf Testträgern auf. Seine Idee: Je mehr schädliches Kupfer im Wasser ist, umso langsamer wachsen die Algen und umso geringer ist die natürliche Fluoreszenz der Zellen. Durch seine Messungen mit einem Fluoreszenzmikroskop fand der Jungforscher heraus, dass nicht alle Algen gleich empfindlich auf Kupfer reagieren. Für die Stabilität des Sensors spielt vor allem eine Rolle, wie das Algengel aufgetragen wird und in welchem Kultivierungsmedium die lebenden Zellen eingebettet sind.

DNAzyme 2.0 – Katalyse chemischer Reaktionen im DNA-Doppelstrang

DNAzyme 2.0 – Katalyse chemischer Reaktionen im DNA-Doppelstrang

DNA trägt nicht nur das Erbgut, sondern kann in Form künstlich erzeugter Fragmente auch chemische Reaktionen katalysieren. Diese sogenannten DNAzyme bestehen aus einem einzigen Molekülstrang und sind somit recht instabil. Zudem ist ihre Herstellung teuer. Max Schwendemann entwickelte daher die Idee, ein DNAzym in das Erbgut von Bakterien einzubauen, um es biotechnisch preisgünstig zu vermehren. Dafür verlängerte er den Strang des DNAzyms und zwang ihn durch eine bestimmte Abfolge der molekularen Bausteine in eine kreuzförmige Struktur. Der katalytisch aktive Teil wird dabei nach außen gestülpt und kann frei agieren. Den neuartigen Katalysator vermehrte der Jungforscher in E. coli-Bakterien. Am Beispiel der Synthese eines technisch wichtigen Kunststoffs soll das DNAzym sein Können unter Beweis stellen.

Elektromagnetische Strahlung von Handys und WLAN – beeinflusst sie Pflanzenwachstum und Schimmelbildung?

Elektromagnetische Strahlung von Handys und WLAN – beeinflusst sie Pflanzenwachstum und Schimmelbildung?

Handys und WLAN sind mittlerweile ein fester Bestandteil unseres Alltags. Die Informationen werden bei dieser Technik über hochfrequente elektromagnetische Felder übertragen. Nach wie vor sorgen sich Menschen, ob diese Funkwellen gesundheitsschädlich sein könnten. Vor diesem Hintergrund wollten Felicia und Marie-Luise Michallek wissen, ob sich eine Wirkung der elektromagnetischen Felder auf Pflanzenzellen belegen lässt. In ihrem Forschungsprojekt platzierten die beiden Keimlinge von Kresse, Bohnen und Erbsen in der Nähe eines WLAN-Routers sowie von ausgewählten Mobiltelefonen verschiedener Generationen. Im Ergebnis ihrer Untersuchungen sind sie der Auffassung, einen negativen Einfluss der Funkwellen etwa auf Keimung, Wachstum, Blattentwicklung und Wasserverbrauch nachweisen zu können.

Lebendiger Dünger – Können Mikroorganismen Pflanzenwachstum fördern?

Lebendiger Dünger – Können Mikroorganismen Pflanzenwachstum fördern?

Dünger und Pestizide gelten in der Intensivlandwirtschaft als unverzichtbar. Meret Kaliske ist der Ansicht, dass sich die notwendige Menge an Chemie durch den Einsatz bestimmter Mikroorganismen jedoch verringern lässt. Sie nahm Bodenproben von verschiedenen Feldern und bestimmte deren Nährstoffgehalt. Einige der Proben versetzte sie mit dem Bakterium Bacillus amyloliquefaciens, von dem bekannt ist, dass es das Pflanzenwachstum fördert. Andere Proben behandelte sie zusätzlich mit dem Herbizid Glyphosat. Dann ließ sie Maiskörner darauf keimen. Nach sieben Tagen war klar: Die Bakterien können dank ihrer Enzyme die Nährstoff- und Wasserversorgung der Keimlinge verbessern und das Wurzelwachstum fördern. Glyphosat dagegen hemmt die Keimung und stört den Stoffwechsel des Bacillus, sodass dessen positive Wirkung verloren geht.

Ökologie und Gefährdung des einheimischen Steinkrebses

Ökologie und Gefährdung des einheimischen Steinkrebses

Der einheimische Steinkrebs ist vom Aussterben bedroht. Daher wollte Felix Bender wissen, wie man die seltenen Tiere besser schützen kann und wie ein optimales Gewässer für den Krebs aussieht. Er untersuchte zwei Bäche in der Nähe von Koblenz, in denen Steinkrebse vorkommen, und analysierte an zehn Stellen die Inhaltsstoffe im Wasser. Sein Resultat: Die rund acht Zentimeter großen Gliederfüßer brauchen kühle, flache Gewässer mit viel Kies und Steinen als Rückzugsorte. Zudem sind sie empfindlich gegen eine hohe Nitrat- und Ammoniumbelastung. Als besten Schutz für die Spezies empfiehlt der Jungforscher weitgehend isolierte Lebensräume. Nur dann ist sicher, dass die tödliche Krebspest, die gebietsfremde Arten nach Deutschland eingeschleppt haben, die heimischen Steinkrebse nicht noch weiter dezimiert.

Ölbildenden Mikroorganismen auf der Spur

Ölbildenden Mikroorganismen auf der Spur

Algen verwandeln beim Wachstum klimaschädliches Kohlendioxid in energiereiche Bioöle, die sie in ihren Zellen speichern. Christoph Griehl und Bogdan Sergyeyev erfanden eine Methode, mit der sich ölreiche Algenarten aufspüren und analysieren lassen – und zwar, ohne die Organismen zu zerstören. Die beiden isolierten verschiedene Algen aus Bodenproben und aus dem Dorfteich im sachsen-anhaltinischen Piethen, die sie mit dem Fluoreszenzfarbstoff Nilrot einfärbten. Da sich der Farbstoff spezifisch an die Fettbausteine in den Zellen bindet, leuchten die Algen umso intensiver, je mehr Öle und Fette sie beim Wachstum bilden. Durch ihre Messungen mit einem selbst konzipierten Fluorimeter fanden die beiden Jungforscher heraus, dass langsam wachsende Arten besonders viel Öl herstellen.

Optimierung der Beeinflussung des Stoffwechsels einer Mikroalge durch externe Faktoren

Optimierung der Beeinflussung des Stoffwechsels einer Mikroalge durch externe Faktoren

Axel Schlindwein und Corinna Nowak fanden heraus, dass Grünalgen besonders viele energiereiche Fette und Öle bilden, wenn ihnen bestimmte Nährstoffe fehlen. Sie ließen Algen unter Zugabe verschiedener Nährmedien über vier Wochen in einem selbst konstruierten Plattenreaktor wachsen. Dann analysierten sie die Proben fotometrisch und chromatografisch. Das Ergebnis: Bei einem Mangel an Stickstoffsalzen wachsen die Zellen zwar langsamer, produzieren aber doppelt so viel Fettsäure. Verantwortlich dafür ist ein bestimmtes Enzym, das die Fettsynthese bei Mangelernährung beschleunigt. Durch genetische Veränderungen, so glauben die beiden Jungforscher, könnte man die Algen dazu bringen, die gebildeten Fettsäuren kontinuierlich auszuscheiden. Daraus ließe sich beispielsweise Biokraftstoff herstellen.

Reduktion der Prä-Schock-Pause durch EKG-Analyse unter Thoraxkompression

Reduktion der Prä-Schock-Pause durch EKG-Analyse unter Thoraxkompression

Defibrillatoren können Leben retten. Jedoch muss vor den helfenden Stromschocks ein EKG geschrieben werden, sodass wertvolle Sekunden verstreichen ehe mit der Wiederbelebung begonnen wird. Michael Johannes Keller ist überzeugt, dass es auch anders geht. Seine Idee: Die Impulse für das EKG werden durch zwei zusätzliche Elektroden an Arm und Bein abgeleitet. Da diese Elektroden weit genug vom Brustbereich entfernt sind, ist zeitgleich eine Herzdruckmassage möglich, was die Überlebenschancen des Kranken erhöht. Durch Versuche mit gängigen Defibrillatoren wies der Jungforscher die Vorteile der Zusatzelektroden nach. In der Praxis könnten die Therapie- und Ableitungselektroden unabhängig voneinander je ein EKG aufzeichnen, deren Abgleich zuverlässig Informationen über den aktuellen Zustand des Patienten liefert.

Wachstumsverhalten von Schleimpilzen in geografischen Räumen

Wachstumsverhalten von Schleimpilzen in geografischen Räumen

Schleimpilze sind zwar nicht intelligent, dennoch verfolgen sie beim Wachstum eine klare Strategie. Das haben Tobias Henke und Henrik Feuersänger bei ihren Experimenten mit dem Vertreter Physarum polycephalum festgestellt. Die beiden gossen aus Agar dreidimensionale, stufenförmige Nährböden mit verschiedenen Salzgehalten und ließen den Schleimpilz darauf wachsen. Das Ergebnis: Die Einzeller bevorzugen ebene oder leicht geneigte Flächen und vermeiden Hügel und Stufen. Das spart beim Wachstum Energie. Zudem meiden sie Stellen mit hohem Kaliumchloridgehalt, weil das Salz ihren Zellen wertvolles Wasser entzieht. Der Pilz ist also in der Lage, sowohl räumlichen als auch chemischen Barrieren aus dem Weg zu gehen.

Zeitbombe Mikroplastik: die Wirkung von Mikroplastik auf das terrestrische Ökosystem

Zeitbombe Mikroplastik: die Wirkung von Mikroplastik auf das terrestrische Ökosystem

Mikroplastik besteht aus winzigen Kunststoffteilchen. Sie entstehen durch Abrieb von Kunststoffprodukten oder werden industriell hergestellt und zum Beispiel als Zusatzstoffe in Reinigungsmitteln oder Kosmetika genutzt. Über die Abwässer von Kläranlagen geraten etwa zwei Drittel aller Kunststoffpartikel ungefiltert in Meere oder Flüsse, der Rest verbleibt im Klärschlamm und landet zum Teil als Dünger auf dem Feld. Während die Anreicherung von Mikroplastik in Meerstieren und die Folgen für die Organismen bereits intensiv untersucht wurden, ist dies bei Lebewesen auf dem Land bislang kaum der Fall. Johannes Arndt untersuchte in seinem Projekt die Auswirkung von Polypropylen-Partikeln auf den Kompostwurm Eisenia fetida. Dabei konnte er bislang keine schädliche Wirkung nachweisen.

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.

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.

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