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In Deutschland gibt es solche Experimente schon lange - seit der Fond der Chemischen Industrie schon vor etlichen Jahren in Schulen kostenlos den "Blue-Genes-Koffer" verteilt hat. Allerdings sind diese Experimente zum Teil so aufwendig (und teuer), dass sie nur teilweise und lediglich im Rahmen einer Projektwoche oder in einem Leistungskurs durchgeführt werden können.

Die Reaktion der Schüler ist aber in den meisten Fällen sehr positiv - und von Einwänden habe ich nie etwas gehört. Erst auf der Grundlage von Wissen und Erfahrung kann die notwendige Diskussion über Möglichkeiten und Gefahren der Gentechnik geleistet werden.

Von daher wünschte ich mir einen einfach durchzuführenden Versuch, der auch in der begrenzten Arbeitszeit in der Mittelstufe oder Grundkursen der Oberstufe zu leisten wäre.

Der interessante Ansatz von Deisseroth wird sicherlich die diagnostischen und möglicherweise auch die therapeutischen Optionen in der Nervenheilkinde bereichern. Ganz neu ist der Gedanke optisch reagibler Proteine allerdings nicht. In den 1990er Jahren habe ich, angeregt durch die Untersuchungen von Grinvald et al., mit Farbstoffen und intrinsischen elektrischen Signalen experimentiert. Dabei bin ich auf die Möglichkeit gestoßen, über die Retina direkt die elektrophysiologischen Eigenschaften von Hirnanteilen zu untersuchen (retinal optical imaging). Wegen der Toxizität der eingesetzen Farbstoffe eignen sich Farbstoffe leider nicht für die praktische Anwendung am Menschen. Hämoglobin oder andere intrinsische spannungssensitive Moleküle könnten hier weiterhelfen. Vielleicht bietet die Retina für die Optogenetik einen hilfreichen innovativen Zugangsweg, um die Funktion zentraler Neurone zu beurteilen.

Referenzen:
Grinvald et al.: Real-time optical imaging imaging of naturally evoked activity in intact frog brain. In: Nature 308, S. 848 – 850, 1984
Koch, H. J.: Optical imaging of the retina using intrinsic signals: A possible diagnostic neurological tool? In: Romanian Journal of Neurology 39, S. 81 – 84, 2001

Hallo Herr Fischer,

ich finde es völlig richtig, Gentechnik in der beschriebenen Weise in den Bio-Unterricht der höheren Stufen aufzunehmen.

Zum einen ist der Aha-Effekt wirklich bedeutsam, zum anderen fühlen sich die Schüler ernst genommen, da sie etwas tun, was nicht Jahrzehnte alte Unterrichtskamellen sind (USA: Frosch sezieren), und was in der Welt aktuell gerade heiß diskutiert wird.

Die mögliche Gefahr, die von den gezüchteten, antibiotikaresistenten E. Coli-Bakterien ausgeht, kann ich nicht einschätzen, aber offenbar wird hier nicht mit dem Ebola-Virus hantiert.

Das Problem ist wirklich die absolute Unwissenheit des allergrößten Teils der Bevölkerung, selbst Nachrichtensprecher entlarven ihre eigene Unkenntnis zum Thema gerne mit kleinen Versprechern. Gentechnik wird von den Medien und nicht zuletzt Hollywood zu einem Mythos hochstilisiert, der keinen Bezug zur Realität mehr hat. Zellteilung im Sekundentakt, Klonen wie Farbkopieren, Mutation allen Erbguts in allen Körperzellen durch Handfeuerwaffen oder einen Tropfen geheimnisvoller Flüssigkeit im Trinkwasser – die Leute sind voll der Vorurteile, und sie wissen nicht mal, dass es sich um Vorurteile handelt.

So wie manch urbaner Schüler (gerüchtehalber in den USA) Hühner mit sechs Beinen zeichnet, weil die Hähnchenschenkel zu sechst abgepackt im Laden liegen, denkt sich der Durchschnittsmensch wohl hierzulande, dass Gentechnik eine Büchse der Pandora ist, die tunlichst verschlossen bleiben sollte.

Ich denke, sie sollte geöffnet werden, aber unter strengsten Auflagen, Vorsichtsmaßnahmen und vor allem aber dem Banner der Forschung, nicht der Wirtschaft. Und das beginnt, wenn man es richtig machen möchte, im Unterricht. Sexualkunde beginnt ja auch nicht mehr im Ehebett.

Viele Grüße,

J. Reischl

Die Autoren berichten, dass der mittlerer ph in den oberen Wasserschichten der Ozeane seit Beginn der industriellen Revolution um 0,12 auf 8,1 gesunken ist, und schreiben von saurer werdendem Meerwasser. Doch handelt es sich nur um eine leichte Verschiebung im basischen Bereich. Sie ist zweifelsohne partiell dem weltweit gestiegenen CO2-Gehalt in der Atmosphäre geschuldet und er wiederum ist teilweise anthropogen, teilweise aber auch geogen bedingt.

Niemand wird die von den Autoren zusammengetragenen Negativeffekte auf heterophobe Lebewesen leugnen. Doch dabei kommen die positiven Effekte etwas zu kurz. Schließlich ist CO2 für Phytoplankton und Algen ein Wachstumsfaktor. CO2 wird gebunden und langfristig wieder in fossile Brennstoffe verwandelt, auf die Deutschland ab 2050 völlig verzichten soll. Weshalb die so genannte Versauerung die Verfügbarkeit von Eisen für Phytoplankton erschweren soll, ist wenig überzeugend, denn normalerweise steigt die Löslichkeit von Eisenionen mit sinkendem pH-Wert an. Und so keimt beim Leser der Verdacht, dass hier keine ideologiefreie Wissenschaft, sondern die fragwürdige Weltanschauung eines so genannten Klimaschutzes vermittelt werden soll.

Wenn es die Umweltbedingungen auf dem afrikanischem Kontinent waren, die in einer gewissen Epoche unsere Art fast haben aussterben lassen, dann müssen auch andere afrikanische Arten gleichzeitig einen Engpass durchlebt haben.
Der Körper des modernen Menschen trägt viele Merkmale, die sich wohl in einer oder mehreren Phasen unserer Evolution entwickelt haben, in denen wir an der Küste lebten und uns vorrangig von Meeresfrüchten ernährten. Dafür spricht zum Beispiel unser Kälteschutz durch Unterhautfett, das der weibliche Koerper dazu gebraucht, um seine visuellen sexuellen Reize aufzubauen. Die wurden nötig, da sich Geruchssignale bei der im Wasser watenden Nahrungssuche kaum übermitteln lassen.
Selbst der Menstruationszyklus der Frauen lässt sich mit der küstengebundenen Lebensweise erklären. Alle Monat zweimal legen die Gezeiten lange Küstenstreifen frei, die der Frau erlauben Muscheln zu sammeln, ohne zu waten, zu schwimmen oder zu tauchen. Mit dieser Synchronisation vermeidet sie, dass sie mit dem Menstruationsfluss z.B. Haie anlockt. (Zwei Menstruationen pro Monat wären für den Körper der Frau zu viel Stress.)
Dies und vieles mehr weist unsere Vorfahren als die Küstenart unter den Hominiden aus. Diese Lebensweise birgt aber auch tödliche Gefahren für die ganze Art. Ein Megatsunami im Indischen Ozean kann ein wahre Sintflut für die frühe Menschheit dargestellt haben. Nur die Suche nach dem für unsere frühen Artgenossen typischen Muschelhaufen auf dem Schelf vor Ostafrikas Küsten kann Klarheit geben, ob das Leben an der Küste uns gerettet hat oder fast die Existenz gekostet hat.

Mir fällt auf, dass die Beeinträchtigungen der Pinguine bei der Auswertung der Daten berücksichtigt werden sollen. Ein an sich nahe liegender Verzicht auf jede zukünftige Applikation der Bänder, geschweige denn der Hinweis auf die moralische Pflicht, die Bänder wieder abzunehmen, fehlen jedoch in diesem Beitrag.

In einer Bildunterschrift zu dem Artikel "Nützliche Katastrophen" von Kenneth Hewitt auf S. 80 steht: "In Fels geritzte Buddha-Figuren [...]. Einige dürften 5000 Jahre alt sein."

Man sollte zur Klärung sagen, dass diese Altersangabe nicht wörtlich zu nehmen ist. Etwas sei 5000 Jahre alt, bedeutet in den indischen Sprachen gerade so viel wie, dass es unvordenklich alt ist. Der historische Buddha hat vor zirka 2600 Jahre gelebt und seine Bildnisse sind allesamt jünger.

Wenn zwei Menschen die gleichen Wörter benützen, heißt das noch nicht, dass sie auch das Gleiche damit meinen. Wenn über Zeit und Raum gesprochen wird, sollte man vorher abklären, was jeder damit meint. Sind das reine Begriffe, also Ideen, die nur für uns Menschen in unserer Gedankenwelt existieren oder existieren sie unabhängig von uns? Für mich ist Raum eine - geistige - Vorstellung, für Zeit habe ich weder eine Vorstellung noch kann ich sie irgendwie "begreifen". Wenn ich zwei Uhren vergleiche, vergleiche ich keine Zeit, sondern die Bewegungen zweier Zeiger, ich vergleiche zwei Veränderungen. Für mich ist "Zeit" ein reiner Begriff, ein Konzept, mit dem ich mich in meiner Welt orientiere, hätte ich kein Gedächtnis, so gäbe es auch keine Zeit für mich. Für mich ist es sinnlos, dass sich ein Konzept bzw. ein Gedanke physisch dehnen kann, das ist einfach absurd.

Herr Professor Heindl sollte sich über den erforderlichen Speicherbedarf für die Versorgung mittels Wind- und Sonnenenergie informieren. Dieser liegt mindestens beim 10-Fachen der angenommenen 3,2 Terwattstunden.

Eine Kilometer lange umlaufende Dichtung, welche einem Wasserdruck von 100 bar standhält? Eine Druckleitung PN 100 zwischen Schwarzwald und Bodensee? Einen Zylinder aus Granit mit 500 Meter Radius und 500 Meter Höhe zentimetergenau aussägen? Und das Ganze für schlappe 400 Millionen Euro?

Es ist beschämend, dass Zeitschriften mit wissenschaftlichen Anspruch solchen Ökofantasien veröffentlichen.

Es ist faszinierend und unglaublich zugleich: Mehr als ein halbes Jahrhundert nach dem Beginn der "friedlichen Nutzung der Kernenergie" existiert weiterhin keinerlei Konzept zur Endlagerung radioaktiver Abfälle. Mit dem Eintritt in die CSS-Technik wird nun derselbe Fehler ein zweites Mal begangen. Schlimmer noch, ist auf Grund der endlichen Halbwertzeiten zumindest theoretisch in einigen Jahrmilliarden das Gefahrenpotenzial radioaktiver Abfälle deutlich geringer, so sind etwaige Kohlendioxid-Lagerstätten buchstäblich "auf immer und ewig" verschlossen zu halten. Zudem ist das Mengengerüst bei Kohlendioxid ungleich größer: Die Größenordnung liegt im Bereich von Millionen Tonnen pro Jahr und Kohlekraftwerk.

Über welche Zeiträume derzeitige Technologien Sicherheit versprechen, zeigt das Beispiel Asse - kein Grund also, die Fehler der Vergangenheit zu wiederholen. Auch wirtschaftlich sieht die Bilanz bei Weitem nicht so rosig aus, wie der Artikel vermuten lässt. Den kurzfristig erzielbaren Gewinnen aus einem Emissions-Zertifikate-Handel stehen die Kosten für Sicherung und Betrieb der Lagerstätten über unabsehbare Zeiträume entgegen. Und es ist schon heute abzusehen, dass wie im Fall der Kernenergie Gewinne privatisiert, die Kosten hingegen sozialisiert werden.

Das vom Biologen Nikolaas Tinbergen beobachtete Verhalten von Heringsmöwen konnte ich sehr oft auch in der Schweiz in Gärten und Parkanlagen bei Amseln sehen. Diese Vögel "klopfen" quasi rhythmisch mit den Füßen auf den notwendigerweise kurzgeschnittenen Rasen, um nach einer Pause die hervorkommenden Regenwürmer zu packen und vollends aus der Erde herauszuziehen. Vermutlich kann man dieses Verhalten auch in anderen Ländern Europas beobachten, in denen gepflegte Anlagen existieren.

Zu dem "Granitblock voller Energie" ist mir eine Variante eingefallen, bei der sich kein Berg in der Landschaft auf und ab bewegt: Man präpariere wie vorgeschlagen einen großen Granitkolben von z.B. 500 Meter Durchmesser aus dem Berg heraus. Dann werden von diesem Kolben 300 Meter abgetragen, so dass nur noch eine Kolbenhöhe von 200 Meter sowie ein 300 Meter tiefes Loch verbleiben.

Dieses wird mit Wasser gefüllt, das also einen See bildet. Dieser See dient als Reservoir für das Wasser, mit dem der Granitkolben zur Energiespeicherung um bis zu 250 Meter angehoben wird. Der Wasserspiegel bleibt dann beim Pumpvorgang ebenso wie beim späteren Energiegewinnungsvorgang im Wesentlichen konstant, so dass der See gut für Freizeitzwecke genutzt werden kann. Pumpen, Turbinen und ein Wasserschloss könnten in dem Granitkolben untergebracht werden. Ein kleiner Nachteil dieser Anordnung ist, dass die potenzielle Energie des umgepumpten Wassers nicht genutzt werden kann. Dafür wird aber die Abdichtung des Kolbens durch das darüber liegende Wasser wesentlich erleichtert, und bei Undichtigkeit gibt es keine Gefährdung.

Ich halte die Realisierbarkeit dieser Variante für wesentlich günstiger, da sich niemand über einen auf- und abtauchenden Granitzylinder zu erregen braucht. Ein Nachteil ist die große Menge abzutransportierenden Materials.

Die Idee ist faszinierend. Allerdings dürfte der Sprung von 13 Gigawattstunden auf 1600 Gigawattstunden durch die Ausweitung des Durchmessers von 150 auf 500 Metern übertrieben sein. Es ist wohl eine Null zu viel. Zweitens muss man hier wohl mit geodynamischen Nebeneffekten rechnen. So hat man bei dem Versuch, geothermale Effekte durch Umpumpen von Wasser in größeren Tiefen sowohl in der Schweiz als auch im Südwesten Deutschlands kleinere Beben und Risse in Gebäuden beobachtet. Drittens stellt sich wohl auch die Frage nach der Stabilität dieser Zylinder die vielleicht doch durch die Lage auf den Wasserschichten Veränderungen erfahren. Vielleicht sollte man jetzt schon auch an andere Möglichkeiten denken, diese Schwerkraftidee umzusetzen. Wie wäre es zum Beispiel zunächst mit Stahlkolben zu beginnen, die innen mit billigerem Material ausgefüllt wären? Diese könnten durch Aufbau nach oben hin sogar noch zusätzlich beschwert werden.
Mit freundlichen Grüßen
Dr. Klaus Moll

Klingt toll, aber ausgehend von einer Dicke der eingesägten Spalten von mindestens 5 Millimeter ergibt sich bei 150 Meter Durchmesser des Blocks ein "Abflussrohr" nach oben von 75 Zentimeter "Durchmesser". Nicht eben wenig bei 50 bar Überdruck. Vermutlich wird dieses Wasser zum Schmieren der Kontaktflächen einkalkuliert, aber das erzeugt entweder neue Bäche; nicht unbedingt da, wo man sie haben möchte oder versickert in Klüften und dann ist der Schmiereffekt weg. Ich halte die technischen Schwierigkeiten dieses Ansatzes für kaum überwindbar.

Der Satz " ... d-Orbitale ähneln einem Komplex aus fünf keulenförmigen Wolken." im Glossar ist falsch. Die Lösung der Schrödinger-Gleichung (für das Wasserstoff-Atom) mit der Hauptquantenzahl n=3 und der Nebenquantenzahl l=2 (l zwischen 0 und n-1) ergibt zwar fünf mögliche magnetische Quantenzahlen (-2, -1, 0, 1, 2), sie ähneln aber Doppelhanteln, also VIER keulenförmigen Wolken), von denen jeweils drei sich in den drei möglichen Ebenen des xyz-Koordinatensystems befinden und Nummer vier entlang der x- und y-Achse. Nummer fünf ist ein "Doppelschnuller"-Orbital, das aus der Hybridisierung der beiden Lösungen entlang der y- und z-Achse und entlang der x- und z-Achse resultiert. Dieses "Hybrid" ist nötig, da nur fünf Orbitale (nach der magnetischen Quantenzahl) erlaubt sind, aber theoretisch sechs räumliche Möglichkeiten berechnet werden können. So habe ich das jedenfalls als nicht fachkundiger Biologe verstanden!