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Wien

Physikalische Soiree

  • PHS181 Leben mit der Energie der Sonne

    PHS181 Leben mit der Energie der Sonne

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    Wissenschaft erzählt: Der Biochemiker Gottfried Schatz spricht über die Herausforderung für Lebewesen, die Energie des Sonnenlichts nutzbar zu machen. Eine akustische Reise vom Beginn des Lebens, über Krisen, Gift und Atmung zu Zellen mit Mitochondien.

    Ob auf der Erde Leben entstehen konnte, oder ob es entstehen musste, darüber sind sich Wissenschafter ziemlich einig: Es musste entstehen. Die Chance, dass es entstehen konnte, war gering, aber da das “Experiment”, wie Gottfried Schatz es nennt, so oft und so lange durchgeführt wurde – nämlich die passenden Moleküle zu bilden – war es nur eine Frage der Zeit, bis Leben entstand.

    Die Moleküle des Lebens sind im Vergleich zu vielen anderen chemischen Verbindungen sehr komplex. Um diese Komplexität zu behalten und um alle notwendigen Lebensaktivitäten aufrechtzuerhalten, brauchen lebende Zellen viel Energie. Mit dieser Energie wird in ihrer Umgebung “Unordnung” erzeugt: Wärme. Die große Frage ist, woher die Energie kommt.

    Erste Einzeller verwendeten Energie der Erde, die sie von anderen bereits gebildeten Molekülen im Ozean erhielten. Nachdem diese Energiequelle aufgebraucht war, begannen einige von ihnen, das Licht der Sonne zu nutzen. Die Photosynthese begann, bei der als Abfallprodukt Sauerstoff entsteht, ein für die meisten damals existierenden Einzeller giftiges Gas. Die erste Umweltkatastrophe fand statt. Ihr entkamen einige wenige Einzeller, indem sie die Atmung entwickelten. Mit Hilfe von Sauerstoff werden Überreste von sonnenlichtessenden Einzellern der Umgebung “veratmet”, es entsteht dabei Energie. Sehr viel Energie, die es nun ermöglicht, komplexere Aufgaben des Lebens zu bewältigen.

    Der “große Wurf” gelang dem “Konzept Leben”, als Einzeller, die sich nur wenig Energie durch Gärung erarbeiten konnten, Einzeller, die die Atmung beherrschten, in eine symbiotische Lebensgemeinschaft einluden. Sie sind als “Zellkraftwerke” auch heute noch in jeder Zelle enthalten und werden “Mitochondrien” genannt. Durch diese Symbiose entstanden Zellen, die eigentlich aus zwei Lebewesen bestanden. Die Mitochondrien brachten ihr eigenes Erbgut mit.

    Das von Gottfried Schatz maßgeblich entdeckte Erbmaterial in den Mitochondrien wird übrigens nur von der Mutter an das Kind weitergegeben und ermöglicht so zum Beispiel die Rückführung der Abstammung des modernen Menschen auf nur wenige Urmütter, die in Afrika gelebt haben.

    Pflanzenzellen entstanden durch eine zweifache Symbiose. Einerseits durch die Einladung von “Gästen”, die die Atmung beherrschen (Mitochondrien), andererseits durch die Einladung von “Gästen”, die die Umwandlung von Sonnenlicht durch Photosynthese beherrschen (Chloroplasten).

    Interviewpartner:
    Prof. Dr. Gottfried Schatz
    Biozentrum der Universität Basel

    Wikipedia Stichworte: Gottfried Schatz | Leben | Stromatolithen | Photosynthese | Energie | Sauerstoff | Ursuppe | Erde | Panspermie | Atmung | Gärung | Symbiose | Mitochiondrien | Zellatmung | Stoffwechel | Mitochondriale DNA | Chlorplasten | Bakterien | Pflanzen | Kalorie | Nahrungskette | Vegetarismus | Black Smoker | Archaeen | DNS | Zellen | Entropie | Gehirn | Altern

  • PHS180 Licht und Schatten

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    Viele Schulen, ein Thema. Ein Netzwerk europäischer Schulen hat 2200 Jahre nach Eratosthenes die Erde neu vermessen und verwendete wie er dazu lediglich Licht und Schatten.

    Eine Sendung – ein akustisches Notizbuch – über “Physikunterricht unterwegs”.

    Ausstrahlung im Ö1 Campus Radio am 3. Juni 2013, 20:30-21:00

    Nicht nur vor der eigenen Schule, sondern vor einigen Schulen in vier Ländern fand in den letzten Jahren der Physikunterricht immer wieder draußen statt. Ausgegangen ist die Idee von einem engagierten Physiklehrer in Spittal an der Drau, in Österreich. Josef Gröchenig – selbst begeisterter Reisender zwischen den Kulturen – knüpfte Kontakte mit zwei Schulen in Sodankylä, Finnland, und einem geophysikalischen Institut am selben Ort am Polarkreis. Häufige Austauschbesuche der beteiligten Schulklassen bildeten bald die Grundlage einer internationale Zusammenarbeit, die neben dem Gymnasium Porcia in Spittal, der Schulen in Sodankylä in Finnland auch das Gymnasium Dörpsweg in Hamburg und die Deutsche Schule Athen umfasste.

    Zusammenarbeit war auch wirklich notwendig, um mit Hilfe der Schattenlängen zur Mittagszeit in diesen Ländern das berühmte Experiment von Eratosthenes nachzustellen. Auf 1% genau haben so die Jugendlichen selbst den Erdumfang bestimmt. Sie selbst errechneten den richtigen Wert für den Umfang der Erde, einen Wert, den sie wohl nie vergessen werden. Dank einer Förderung der EU im Rahmen der Comenius-Projekte und der Mitarbeit aller beteiligten Lehrer und Sponsoren, fanden so die Schüler/innen ihren persönlichen Zugang zur Wissenschaft, zur Kultur der beteiligten Länder und zu vielen neuen Freunden.

    Link zu früheren Sendungen über das Projekt:

    #111 – Nordlichtern auf der Spur
    #133 – Schulpioniere auf der Fahrt nach Norden

  • PHS179 Lebensraum Zoo

    PHS179 Lebensraum Zoo

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    Physikalischer Einflüsse im Lebensraum, gestaltete Umwelt in Gefangenschaft. Verhaltensanreicherung von Tieren im Zoo. Ein Gespräch und Tiergartenrundgang mit der Verhaltensbiologin Cordula Galeffi im Zoo Zürich.

    Das Gebiet der Verhaltensanreicherung nimmt im Zürcher Zoo einen wichtigen Stellenwert ein. Seit mehreren Jahren gibt es in diesem Tiergarten eine eigene Kuratorenstelle, die sich ausschließlich damit beschäftigt, wie man das natürliche Verhalten von Tieren in einem extra dafür hergestellten Lebensraum fördern und besser sichtbar machen kann.

    Tiere haben in freier Wildbahn im Zuge der Evolution ein vielfältiges Repertoire an Verhaltensformen entwickelt, um mit den Ansprüchen zurechtzukommen, die das Leben dort an sie stellt. Wie kommt man an Futter, wie schützt man sich, wie gibt man seine Gene weiter? Und noch mehr: Wie organisiert man sich, lebt man alleine, in der Gruppe, was tut man, wenn der Nachwuchs groß wird? Ständig gibt es etwas zu tun, ständig gibt es etwas zu entscheiden.

    In Zoos wurden diese Problemstellungen lange Zeit durch Menschen gelöst und den Tieren viele Entscheidungen abgenommen. Gelangweilte Tiere entwickeln oft ein stereotypes Verhalten – sie laufen im Gehege auf und ab, werfen den Kopf hin und her.

    Das Konzept der Verhaltensanreicherung besteht im Wesentlichen darin, den Tieren Probleme zu schaffen, die sie lösen müssen. Der Alltag wird anspruchsvoll, er wird bunt, stereotype Verhaltensweisen verschwinden. Verhaltensanreicherung kann auch dazu benützt werden, um die Aktivität der Tiere zu bestimmten Zeiten an bestimmten Orten für die Besucher sichtbar zu machen.

    Auch die Besucher entwickeln dadurch ein vielfältigeres Verhalten. Es gibt mehr mit unterschiedlichen Methoden zu beobachten, was dem Auftrag der Tiergärten entgegen kommt, Bewusstseinsbildung im Sinne des Artenschutzes und der Ökologie zu betreiben.

    Interviewpartnerin
    Dipl. Biol. Cordula Galeffi
    Zoo Zürich
    Zürichbergstraße 221
    CH-8044 Zürich

    Link: Zoo Zürich

  • PHS178 Von Schweinen und Menschen

    PHS178 Von Schweinen und Menschen

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    Der Evolutionsbiologe Franz Wuketits erzählt über eine facettenreiche Beziehung.

    Es war für die Menschen der Steinzeit offenbar einfacher, ein gezähmtes Schwein durchzufüttern, als sich von wilden Schweinen die Ernte rauben zu lassen. Das ist die Theorie für die Domestizierung von Wildschweinen, die an unterschiedlichen Gegenden der Erde unabhängig voneinander durchgeführt wurde.

    Das Hausschwein ist ein äußerst fruchtbares, in unseren Breiten rosarotes Nutztier, das, artgerecht gehalten, so gar nicht den Vorurteilen entspricht, die Menschen ihm gemeinhin nachsagen. Weder schwitzen Schweine stark – sie haben keine Schweißdrüsen – noch sind sie schmutzig. Körperpflege betreiben sie ausgiebig und oft in Gruppen. Sie sind weder dumm, noch sind sie gefräßiger als andere Tiere.

    Schweine sind den Menschen so ähnlich, dass die Borstentiere sogar als Studienobjekte für medizinische Zwecke dienen können. Auch in Ortsnamen, Sprichworten und Redewendungen haben sie Einzug gehalten.

    Interviewpartner
    Prof. Dr. Franz Wuketits
    Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research
    Adolf-Lorenz-Gasse 2
    A-3422 Altenberg

  • PHS177 Lösbarkeit von Problemen

    PHS177 Lösbarkeit von Problemen

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    Regentropfen auf dem Gehsteig. Ein scheinbar zufälliges Muster. Aber falls es eine verborgene Struktur gibt, dann könnte sie Stefan Szeider finden. Er spricht in dieser Ausgabe der Physikalischen Soiree über das Problem von Informatikern, Probleme zu lösen.

    Stefan Szeiders Spiegelbild im Spiegel. Die unendliche Spiegelung – eine Verbindung zum Inhalt des Gespräches über Endlosschleifen und der Lösbarkeit von Problemen. „Als Jugendlicher habe ich das berühmte Buch `Gödel-Escher-Bach‘ gelesen, in dem es um Logik und Gödels Unvollständigkeitssatz geht – von da an wollte ich unbedingt tiefer in dieses Thema einsteigen.

    Stefan Szeider forscht an der TU Wien im Gebiet der Lösbarkeit von Problemen. Die theoretische Forschung im Bereich der Logik/Mathematik/Informatik macht sich das Leben manchmal schwer, weil sie Zusatzwissen ignoriert, das man normalerweise automatisch mit dabei hat. Und so versucht er in seinen Arbeiten Strukturen in den Eingaben, den Daten zu erkennen, die das Komplexitätsverhalten und die Lösbarkeit einer Problemstellung beeinflussen. Ob es nun um Eisenbahnen geht, um Handlungsreisende oder auch um Drachen.

    Univ.-Prof. Dr. Stefan Szeider
    Institute of Information Systems
    Vienna University of Technology (TU Wien)
    Favoritenstraße 9-11
    A-1040 Vienna, Austria

    Link zur Homepage
    Link zum Überblicksartikel

  • PHS176 Die Neuronen des Riechkolbens

    PHS176 Die Neuronen des Riechkolbens

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    Isotopenforschung und Medizin: Erstmals wurde das Alter von Nervenzellen im menschlichen Riechkolben bestimmt.

    Der Riechkolben (bulbus olfactorius) ist die zentrale Schaltstelle für olfaktorische Reize und das Ziel von neugebildeten Nervenzellen in den meisten Säugetieren. Isotopenforscher Jakob Liebl fand im Rahmen seiner Dissertation an der Universität Wien mit Hilfe des Kohlenstoffisotops C-14 heraus, dass diese Zellen im Gegensatz zu anderen Säugetieren beim Menschen bereits bei der Geburt vollständig vorhanden sind. Die Forschungsergebnisse, die in Zusammenarbeit mit dem Karolinska Institut in Stockholm entstanden, erschienen in der Fachzeitschrift Neuron.

    Zu Gast: Jakob Liebl, Isotopenforscher. Er spricht über seine Forschung.

    Wissenschaftlicher Kontakt
    Dr. Jakob Liebl
    Universität Wien
    Fakultät für Physik – Isotopenforschung
    M +43-699-10 555 102
    jakob.liebl@univie.ac.at

    Link zur Pressemitteilung der Universtität Wien

  • PHS175 – Kesselfallenblumen

    PHS175 – Kesselfallenblumen

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    Kürzlich hat eine Projektgruppe vom Institut für Botanik eine Studie zur Evolution von Kesselfallenblumen publiziert.

    Diese Blumen fangen Insekten zur Bestäubung ein und lassen sie danach wieder frei. Um das zu bewerkstelligen, gibt es einige bemerkenswerte Anpassungen wie rutschige Oberflächen und Sperrhaare, die der Gefangennahme der Aasfliegen, Mistkäfer und Pilzmücken dienen.

    Um Insekten anzulocken imitieren Kesselfallenblumen durch Duft, Farbe und Form tote organische Substanz wie zB einen Kadaver, Kot oder auch Pilze. Da die Insekten dort normalerweise ihre Eier ablegen, lassen sie sich leicht hereinlegen.

    Die Studie liefert neue Erkenntnisse, wie es zur Entstehung solcher Kesselfallen kommt.

    In der Physikalischen Soiree zu Gast: David Bröderbauer. Er spricht über die Ergebnisse der Forschung und erzählt auch, wie Forschung im Gebiet der Botanik gemacht wird.

    Faculty Center of Biodiversity Department of Structural and Functional Botany University of Vienna

    Link zu einen Artikel im Standard | Link zu einem Artikel in der Uni Zeitung

  • PHS174 – Bedrohtes Licht der Wissenschaft

    PHS174 – Bedrohtes Licht der Wissenschaft

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    Wissenschaft ist eine Frage des Lebens, sagt Gottfried Schatz. Er ist Biochemiker, emeritierter Professor der Universität Basel, eine internationale Kapazität insbesondere auf dem Gebiet der Erforschung der Mitochondrien, der “Kraftwerke” in unseren Zellen.

    Fragen, die die Grenzen der wissenschaftlichen Disziplinen überschreiten, interessieren ihn besonders. In der Neuen Zürcher Zeitung schreibt er immer wieder Essays darüber: Über die Bedeutung der Energie der Sonne, über Viren, die unser Erbgut formen, über Wissenschaft und Klimadebatte. Immer konstruktiv und immer wieder die Bedeutung für das große Ganze erklärend. In einem seiner letzten Essays klingt er aber pessimistisch.

    Die Wissenschaft wäre bedroht, schreibt er, das Licht wäre gefährdet. Wissenschaft kämpft gegen den Verlust einer gemeinsamen Sprache, müsse sich einem überbordendenden Konkurrenzdenken stellen, und die Grenzen der menschlichen Vorstellungskraft werden viel zu oft stark überschritten.

    Gottfried Schatz ist zu Gast in dieser Ausgabe der Physikalischen Soiree.

    Seine Essays über die großen Fragen des Lebens erscheinen in der Neuen Zürcher Zeitung und sie sind auch bei NZZ-Libro als Sammelband erschienen. Titel des Buches: Jenseits der Gene.

    Link zur Übersicht der Essays

  • PHS173 Flechten im Stadtgebiet

    PHS173 Flechten im Stadtgebiet

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    Sensible Überlebenskünstler

    Flechten sind Verbindungen von Pilzen und Algen. Der Pilz sorgt im gemeinsamen Organismus der Flechte für Form und Halt, während sich die Alge um die Energieerzeugung durch Photosynthese kümmert. Flechten werden gemeinhin mit “gesunder Luft” in Verbindung gebracht, und das ist durchaus richtig. Allerdings gibt es eine wahre Bandbreite an Flechten, die zum Teil recht unterschiedliche Bedürfnisse an die Luftqualität haben. Besonders Stickoxide aus Verkehrsabgasen können sich in Verbindung mit Wasser zu düngenden Ammoniaksalzen umformen, was bestimmten Flechtenarten als Dünger dient. Es spricht die Biologin Barbara Wunder.

    Episodenbild: Barbara Wunder

    Link zur Sprechkontakt-Radioproduktion 143

    Link zu Babrara Wunder / Zobodat

  • PHS172 Wasser- und Uferpflanzen am unteren Inn

    PHS172 Wasser- und Uferpflanzen am unteren Inn

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    Über die verschiedenen Gesichter einer faszinierenden Flusslandschaft

    Der Inn prägt mit seine alpinen Zubringerflüssen den Lebensraum, den er durchfließt, in besonderer Weise. Kalkhaltige und silikathaltige Schwebstoffe begünstigen gleichermaßen Pflanzen, die das eine oder das andere lieben. Im Naturschutzgebiet Unterer Inn, im Innviertel, vor seiner Mündung in die Donau bei Passau sind demzufolge eine Viezahl verschiedener Arten zu finden. Es spricht der Botaniker Michael Hohla.