Lebenswissenschaften: Die Evolution als Flickschuster

Zehn Jahre lang erforschten Wissenschaftler an der LMU intensiv den fundamentalen gesellschaftlichen Strukturwandel, dem sich westliche Industriegesellschaften ausgesetzt sehen. Die Forscher ließen sich leiten von der Frage, ob die Gesellschaften des 21. Jahrhunderts noch mit den Konzepten des 19. und 20. Jahrhunderts begriffen werden können. Im Zentrum der Arbeit stand nicht nur eine umfangreiche empirische Erforschung gesellschaftlicher Strukturveränderungen, sondern auch die Entwicklung neuartiger Beobachtungskategorien und Bezugsrahmen. Jetzt liegen die Ergebnisse des Sonderforschungsbereichs „Reflexive Modernisierung“ vor.

Drei Dinge sind entscheidend, wenn es um den Erhalt einer Art geht: Man darf sich nicht fressen lassen, muss selbst genug Nahrung finden und sollte vor allem Nachwuchs zeugen. Um dies zu gewährleisten, läuft die Evolution zu Höchstleistungen im Bereich der Sinneswahrnehmungen auf. Speziell mit dem Hören und Sehen beschäftigen sich zwei Arbeitsgruppen an der LMU.

Einige Tierarten produzieren mit großem Aufwand Spermien, die länger als das Männchen sind. Unklar war, wie lange dieses Phänomen bereits existiert. Eine neuartige High-Tech-Untersuchung erlaubt nun den Blick in das Innere von Fossilien. In Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam gelang der Paläontologin Dr. Renate Matzke-Karasz auf diese Weise der Nachweis, dass sich winzige Muschelkrebse schon vor 100 Millionen Jahren mit Riesenspermien fortpflanzten.

Bullies sind Schüler, die anderen Kindern durch physische oder psychische Aggression das Leben zur Hölle machen. Die Entwicklungspsychologin Dr. Mechthild Schäfer konnte in mehreren Studien wichtige Merkmale und Mechanismen des Mobbings an Schulen aufklären und zeigen, was etwa für Täter und Opfer typisch ist. Sie geht auch der Fragen nach, ob sie diese Rollen im Laufe ihrer Schulkarriere beibehalten.

Flughäfen sind eine Welt für sich, in der Unkundige sich leicht verlaufen können. Meist streben sie deshalb so schnell wie möglich ihrem Gate zu, um dort dann stundenlang auf den Aufruf ihres Fluges zu warten. Um den Aufenthalt am Flughafen effizienter zu gestalten, haben LMU-Informatiker um Professor Claudia Linnhoff-Popien ein System entwickelt, das Passagiere sicher und pünktlich durch die Großraumwelt lotst und ihnen die Möglichkeit gibt, ihre verbleibende Zeit vor dem Flug optimal nach eigenen Wünschen zu gestalten.

Sie sind wahre Überlebenskünstler und können auch bei schlechten Lichtverhältnissen via Photosynthese genügend Energie zum Überleben produzieren: die Cyanobakterien. Als „Lichtsammler“ spielen dabei die sogenannten Biliproteine eine wichtige Rolle. Biologen vom Botanischen Institut der LMU konnten nun aufklären, welchen chemischen Besonderheiten diese speziellen Proteine ihre intensive Farbe und Leuchtkraft verdanken. Biliproteine könnten damit künftig als vielfarbige Markierungs- und Kontrastfarbstoffe in der Biologie und Medizin zum Einsatz kommen.

Metallorganische Verbindungen kommen bei der Herstellung von Kunststoffen, Düngemitteln oder Medikamenten zum Einsatz. Chemiker um Professor Paul Knochel haben nun ein neues Verfahren entwickelt, mit dem sich selbst sehr empfindliche funktionelle Gruppen mit ungiftigen Metallen wie Magnesium kombinieren lassen. Dies verspricht breite Anwendungsmöglichkeiten in der Pharmaindustrie und Feinchemie.

Seit dem Jahr 2006 existiert mit dem Munich Center for Neurosciences (MCN) ein Forum für die neurowissenschaftliche Forschung in München. Hier diskutieren Biologen mit Neurologen und Psychologen, kommen Mathematiker mit Physikern und Philosophen zusammen. Ihre unterschiedliche Herangehensweisen an die gemeinsame Arbeit ermöglicht neue – und oftmals überraschende – Einsichten in die Funktionsweise des Gehirns.

Fremd vom Eigenen zu unterscheiden, ist eine der wichtigsten Aufgaben des Immunsystems. Wenn statt Krankheitserregern körpereigene Strukturen angegriffen werden, können gefährliche Autoimmunkrankheiten entstehen. In ihren Arbeiten konnten die Immunologen Professor Ludger Klein, Professor Thomas Brocker und Privatdozent Dr. David Vöhringer neue Mechanismen nachweisen, die eine derartige Entgleisung der Immunabwehr verhindern.

Neue Arten können nur auftreten, wenn auch neue Gene entstehen. Die Duplikation, bei der ein bereits entstehendes Gen verdoppelt wird, gehört hierbei zu den wichtigsten Mechanismen. Der Evolutionsbiologie Professor Wolfgang Stephan und sein Team konnten zeigen, welch wichtige Rolle die natürliche Selektion bei diesen Vorgängen spielt. Der Pflanzenbiologe Professor Dario Leister hat dagegen einen bislang unbekannten Weg zu neuen Genen nachgewiesen: Dabei wird fremdes genetisches Material, das vor Jahrmillionen in die Zellen aufgenommen wurde, in die neuen Anlagen eingebaut.