biophon - Geschichten aus Biowissenschaft und Forschung biophon

Der Begründer der modernen Paläontologie war ein Hai. Besser gesagt: sein Zahn. Noch besser gesagt: anhand eines Haifischzahns gelang es dem Dänen Nicolaus Steno im Jahr 1666 zu zeigen, wie Fossilien entstehen. Diese Rolle hätte schwerlich einer passenderen Tierart zufallen können: immerhin leben Haie seit mindestens 400 Mio Jahren auf der Erde und haben alle bisherigen Massensterben überlebt.  Höchste Zeit, dass wir mal einen Blick auf diese Meeresbewohner werfen! In dieser Folge sortieren wir Haie und "normale" Fische auf den Stammbaum ein und besprechen deren grundsätzliche Eigenschaften und Unterschiede. Außerdem widmen wir uns einem evolutionsbiologischen Disput und lernen, dass selbst in der Paläontologie nichts in Stein gemeißelt ist. Abgerundet wird die ganze Sache mit einer unvollständigen Liste der Hairekorde. Man merke: ein Quiz wird schwerer, wenn Fragen und Antwortmöglichkeiten nicht in der gleichen Reihenfolge sortiert sind.

Quellen

Fossils and the Birth of Paleontology: Nicholas Steno, University of Bergerley, 02.03.2023

http://www.elasmo-research.org/education/evolution/evol_s_predator.htm
 Sibert, Elizabeth C., and Leah D. Rubin (2021), "An early Miocene extinction in pelagic sharks." Science. DOI: 10.1126/science.aaz3549. Comments (10.1126/science.abj8723, 10.1126/science.abk0632) and answers (10.1126/science.abj9522, 10.1126/science.abk1733)

Bildquellen

Coverbild by Lucas Langer

Haifischzähne und Glossopetrae:
Steno Lamiae Piscis, Nicolaus Steno, Public domain, via Wikimedia Commons

Megalodon:
Carcharodon megalodon size compasison with man, Dinosaur Zoo, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Weißer Hai:
Great White Shark, Elias Levy, CC BY 2.0 , via Wikimedia Commons

Hammerhai:
Spyrna mokarran at georgia, Josh Hallett from Winter Haven, FL, USA, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Walhai:
Whale shark, Rhincodon typus, at Daedalus in the Egyptian Red Sea, Derek Keats from Johannesburg, South Africa, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Schokoladenhai:
Dalatis licha, Gervais et Boulart, Public domain, via Wikimedia Commons

Zigarrenhai:
Isistius brasiliensis front view, NOAA Photo Library, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons

Zwerg-Laternenhai:
Etmopterus perryi, Chip Clark/Smithsonian Institution, Public domain, via Wikimedia Commons

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Manche Dinge dauern ein bisschen länger. Das gilt — offensichtlich hin und wieder — für die Veröffentlichung neuer biophon-Folgen, wie auch für die Dinge, die in dieser Folge besprochen werden. Um aus einem Wolf einen Hund zu machen benötigt die Menschheit zum Beispiel zwischen etwa 15.000 und 135.000 Jahren, je nachdem, wen man fragt. Aber was passiert dabei eigentlich? Wie wird ein wildes Tier, welches dem Menschen nicht wirklich nahesteht zum „besten Freund“ des Menschen? Der Prozess, der dazu führt, wird Domestikation genannt und hat alle diejenigen Tiere und Pflanzen hervorgebracht, die wir heutzutage als Haustiere und Kulturpflanzen bezeichnen. Mit ihren wilden Vorfahren haben diese Arten meist nicht mehr viel zu tun. Wir schauen uns in dieser Folge einmal genauer an, was passiert, wenn Teosinte zu Mais, Wolf (oder Fuchs) zu Hund und Hund zu Dingo wird. Dabei unternehmen wir — neben den üblichen Ausflügen in die Molekularbiologie — auch einige Exkursionen in die Verhaltensbiologie und lernen sibirische Langzeitexperimente kennen und diskutieren, was historische Päpste mit Kaninchenföten zu tun haben, oder aber auch nicht.


Quellen


Natanaelsson, Christian, et al. (2006). „Dog Y chromosomal DNA sequence: identification, sequencing and SNP discovery." BMC genetics. https://doi.org/10.1186/1471-2156-7-45


 Parker, Heidi G., et al. (2004). „Genetic structure of the purebred domestic dog." Science. https://doi.org/10.1126/science.1097406


Pang, Jun-Feng, et al. (2009). „mtDNA data indicate a single origin for dogs south of Yangtze River, less than 16,300 years ago, from numerous wolves." Molecular biology and evolution. https://doi.org/10.1093/molbev/msp195


Savolainen, Peter, et al. (2002). „Genetic evidence for an East Asian origin of domestic dogs." Science. https://doi.org/10.1126/science.1073906


Druzhkova, Anna S., et al. (2013). „Ancient DNA analysis affirms the canid from Altai as a primitive dog." PloS one. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0057754


Irving-Pease, Evan K., et al. (2018). „Rabbits and the specious origins of domestication." Trends in ecology & evolution. https://doi.org/10.1016/j.tree.2017.12.009


https://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/domestizierung-forscher-zuechten-zahme-fuechse-a-1209235.html


Field, Matt A., et al. (2022). „The Australian dingo is an early offshoot of modern breed dogs." Science Advances. https://doi.org/10.1126/sciadv.abm5944

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Es passiert nicht selten, dass bahnbrechende Endteckungen eher zufällig zu Stande kommen. Um eine davon geht es in dieser Folge: Im Zuge von Versuchen, die erforschten, wie der zerstörerische Einfluss radioaktiver Strahlung auf den Organismus zu verhindern sei, wurden 1961 blutbildende (hämatopoietische) Stammzellen entdeckt. Und das war eine große Sache: hatte man zwar schon seit dem späten 19. Jahrhundert eine Idee davon, dass es Stammzellene geben müsste, und diese auch schon in der befruchteten Eizelle identifiziert, fehlten bislang die Nachweise für Stammzellen im erwachsenen Körper: sogenannte somatische Stammzellen. Heute wissen wir, dass diese Alleskönner der Ursprung vieler sich ständig regenerierender Gewebe sind, auch in unserem Körper. Wo genau diese Dinger sitzen, was sie können, und warum genau Stammzellen nahe an die Unsterblichkeit herankommen, klären wir in der heutigen Sammelsuriumsfolge an losen Enden.

Quellen

 Ford, C.,  et al. .  (1956): "Cytological Identification of Radiation-Chimæras". Nature . https://doi.org/10.1038/177452a0

Colleen MacPherson, 2015: " The accidental discovery of stem cells",  University of Saskatchewan, News

Till, James E., and Ernest A. McCulloch. (1961):  "A direct measurement of the radiation sensitivity of normal mouse bone marrow cells." Radiation research.  https://doi.org/10.2307/3570892

Becker, Andrew J., Ernest A. McCulloch, and James E. Till. (1963): "Cytological demonstration of the clonal nature of spleen colonies derived from transplanted mouse marrow cells." Nature . https://hdl.handle.net/1807/2779

Sender, Ron, and Ron Milo. (2021):  "The distribution of cellular turnover in the human body." Nature medicine.  https://doi.org/10.1038/s41591-020-01182-9

Cliffe, Laura J., et al. (2005):  "Accelerated intestinal epithelial cell turnover: a new mechanism of parasite expulsion." Science. https://doi/10.1126/science.1108661

Zhao, Andong, Hua Qin, and Xiaobing Fu. (2016): "What determines the regenerative capacity in animals?." Bioscience. https://doi.org/10.1093/biosci/biw079

Bildquellen

Cover: Embryonic Stem Cells, CC BY 2.5, via Wikimedia Commons

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Die Idee zu biophon wurde vermutlich bei einem Glas Wein geboren, und sicher spielten alkoholische Getränke bei vielen großen und kleinen Ideen eine Rolle. Bier, Wein und Spirituosen sind in nahezu allen Kulturen der Welt verbreitet — und das schon länger als man denkt. Bier wurde bereits gebraut, bevor der Mensch begonnen hat, Pflanzen zu kultivieren, Brot zu backen und ein sesshaftes Leben zu führen. Aber wie entsteht Bier eigentlich? Wie kommt es, dass Ethanol als kleinster gemeinsamer Nenner aller alkoholischen Getränke eine solche Wirkung auf uns hat, dass wir bereits seit der Steinzeit große Mengen davon konsumieren? Wir gehen der Biologie, der Chemie und der Geschichte des Alkohols auf den Grund und schauen einmal genauer darauf, warum Hefen Ethanol produzieren, wie besagter Alkohol in unserem Körper wirkt und wie unsere Zellen ihn wieder los werden. Die Folge ist ein bisschen länger — gönnt Euch dazu also gern ein Glas eines Getränktes Eurer Wahl, dessen Alkoholgehalt selbstverständlich Euch überlassen ist. Es sei denn, Ihr hört uns im Auto. Dann bitte auf jeden Fall 0,0%.

Quellen
Liu, L. (2018). Fermented beverage and food storage in 13,000 y-old stone mortars at Raqefet Cave, Israel: Investigating Natufian ritual feasting. Journal of Archaeological Science: Reports. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2018.08.008
Singh, A. K. et al. (2007). Effects of chronic ethanol drinking on the blood–brain barrier and ensuing neuronal toxicity in alcohol-preferring rats subjected to intraperitoneal LPS injection. Alcohol & Alcoholism. https://doi.org/10.1093/alcalc/agl120


Bildquellen
Titelbild: Luis Ezcurdia, Sabores Uruguayos (195693485), CC BY-SA 3.0
Stibnit: DerHexer, Wikimedia Commons, CC-by-sa 4.0, Harvard Museum of Natural History. Stibnite. (Iyo) Ehime, Shikoku, Japan (DerHexer) 2012-07-20, CC BY-SA 4.0
Saccharomyces cerevisiae: Mogana Das Murtey and Patchamuthu Ramasamy, Saccharomyces cerevisiae SEM, CC BY-SA 3.0
Alkoholkonsum: World Health Organization, graphics uploaded by Furfur, Alcohol consumption 2005, CC BY-SA 3.0

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85% der Befragten würden, müssten sie zwischen Sehen, Hören und Riechen auswählen, ihren Geruchssinn abgeben. Auch Erik sieht das so und spielt damit ganz ausgezeichnet mit im Setup zur heutigen Folge.  Denn um ihn soll es gehen, den Geruchssinn, den am wenigsten geschätzten, am wenigsten benötigten unserer menschlichen fünf Sinne. Oder  wie seht ihr das? Auch wenn Menschen nicht wie viele unserer vierbeinigen Freunde in einer geruchsdominierten Welt leben, ist Riechen doch eng mit unserem Empfinden, unserer Orientierung, und unseren Erinnerungen verwoben. Wer hat nicht schon einmal erlebt, dass ein Duft ausreicht, um Erinnerungen an die Kindheit, den letzten Urlaub oder das Zimmer der Großmutter lebendig werden zu lassen? Diese Folge stellt sich die Aufgabe, zu erklären, wie Riechen funktioniert, und warum und wie das Ganze in unserem Gedächtnis herumwurschtelt.
Und für die, die auf kürzere Zusammenfassungen stehen:
Boomer. Aktionspotentiale. Blutpferde. Proust.

Quellen

Herz, Rachel S., and Martha R. Bajec. (2022)"Your money or your sense of smell? A comparative analysis of the sensory and psychological value of olfaction." Brain Sciences . DOI: 10.3390/brainsci12030299

Fifth Sense.org: Psychology and Smell, August 2022

Fanger, P. Ole. (1988) "Introduction of the olf and the decipol units to quantify air pollution perceived by humans indoors and outdoors." Energy and buildings . DOI: https://doi.org/10.1016/0378-7788(88)90051-5

Niimura, Y. et al.(2014). "Extreme expansion of the olfactory receptor gene repertoire in African elephants and evolutionary dynamics of orthologous gene groups in 13 placental mammals." Genome research. DOI: 10.1101/gr.169532.113

Khamsi, Roxanne. (2022) "Unpicking the link between smell and memories." Nature , Outlook.  DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-022-01626-x

Pashkovski, Stan L., et al. (2020) "Structure and flexibility in cortical representations of odour space." Nature. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2451-1

Poo, Cindy, et al. (2022) "Spatial maps in piriform cortex during olfactory navigation." Nature . DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-021-04242-3

Bildquellen

Cover: Asian Elephant trunk, Greg George, CC BY-SA 2.0, via Wikimedia Commons



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Stellt Euch vor, Ihr lauft nichtsahnend durch weite südamerikanische Graslandschaften, als Ihr plötzlich hört, dass sich etwas großes, schnelles nähert. Als Ihr Euch umdreht seht Ihr den Verursacher der Geräusche: ein massiver Kopf mit 40 cm langem Schnabel, kräftige Beine, fast drei Meter hoch. Ihr beginnt zu verstehen, warum man diesen Vogel, der mit 50 Kilometern pro Stunde auf Euch zu rennt sehr viel später unter dem Trivialnamen „Terrorvogel“ kennt… Was wie Science-Fiction klingt war im prähistorischen Südamerika vor Millionen von Jahren Realität für zahlreiche kleinere Säugetiere, die sich mit den damaligen Top-Prädatoren in ihrem Ökosystem konfrontiert sahen. Wir begeben uns in dieser Folge auf eine Reise durch die Zeit und stellen Euch die Biologie dieser faszinierenden Raubvögel vor, die trotz ihrer beeindruckenden Körpermaße und ihrem Platz an den Spitzen der Nahrungsketten für Millionen von Jahren heute eher unbekannt sind. Wir erklären Euch, wie sie lebten, was sie fraßen und woher wir das alles wissen. Und auch wenn der Gedanke „na, bloß gut, dass die ausgestorben sind…“ naheliegt: Nicht ganz. Etwas hat überlebt…
Quellen:
Alvarenga, H. M., & Höfling, E. (2003). Systematic revision of the Phorusrhacidae (Aves: Ralliformes). Papéis Avulsos de Zoologia. https://doi.org/10.1590/S0031-10492003000400001
Chiappe, L. M., & Bertelli, S. (2006). Skull morphology of giant terror birds. Nature. https://doi.org/10.1038/443929a
Degrange, F. J., Tambussi, C. P., Moreno, K., Witmer, L. M., & Wroe, S. (2010). Mechanical analysis of feeding behavior in the extinct “terror bird” Andalgalornis steulleti (Gruiformes: Phorusrhacidae). PLoS one. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0011856
Blanco, R. E., & Jones, W. W. (2005). Terror birds on the run: a mechanical model to estimate its maximum running speed. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. https://doi.org/10.1098/rspb.2005.3133


Bildquellen:
Coverbild: Nestor Galina, Fororraco, CC-BY-2.0, via flickr.com (Ausschnitt)
Kelleken-Skelett: ケラトプスユウタ, Kelenken skeleton, CC BY-SA 4.0
Andalgalornis: John.Conway, Andalgalornis jconway, CC BY-SA 3.0
Phorusrhacos Lebendrekonstruktion: Frank Vincentz, Manacor - Ma-15 - Oliv-art park 16 ies, CC BY-SA 3.0
Seriema: Halley Pacheco de Oliveira, Seriema de Perna Vermelha II, CC BY-SA 4.0

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