Gravitationsbiologie

Das Pantoffeltierchen (lat.: Paramecium caudatum) wird u.a. in der Weltraumforschung eingesetzt, da es auf Änderungen der Schwerkraft reagiert. Bild: DLR (CC-BY 3.0)
Das Pantoffeltierchen (lat.: Paramecium caudatum) wird u.a. in der Weltraumforschung eingesetzt, da es auf Änderungen der Schwerkraft reagiert. Bild: DLR (CC-BY 3.0)
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Natürlich wissen die meisten Tiere, wo oben oder unten ist – sonst könnten sie sich ja gar nicht in der Welt zurechtfinden. Das hilft ihnen, Nahrung zu finden und gefährliche Bereiche zu meiden. Aber gilt das auch für Einzeller? Reagieren schon Pantoffeltierchen auf die Schwerkraft der Erde? Oder richten sie sich in einer Pfütze mehr nach anderen Reizen wie z.B. Licht oder Temperatur? Sind unsere Beobachtungen rein physikalisch erklärbar oder steckt ein anderer Mechanismus dahinter?
Wir stellen verschiedene Hypothesen auf und testen sie mit Versuchen zum Schwimmverhalten der Pantoffeltierchen. Wohin und wie schnell die Einzeller schwimmen, zeichnen wir mit einer Videokamera auf und benutzen ein Computerprogramm zur Auswertung.
Bleibt die spannende Frage: Lässt sich der Mechanismus, den Pantoffeltierchen zur Orientierung nutzen vielleicht auf spezialisierte, menschliche Körperzellen übertragen? Vielleicht könnten unsere Ergebnisse ja sogar für die Raumfahrtmedizin nützlich sein.

Was haben Frösche, Fische und Mäuse mit Astronauten gemeinsam?

Astronaut bei einem Außeneinsatz. Bild: NASA
Astronaut bei einem Außeneinsatz. Bild: NASA

Die Schwerkraft ist auf der Erde der einzige zuverlässige Reiz: Sie ist immer da, hat immer dieselbe Richtung und ändert kaum ihre Stärke. Wenn schon Einzeller, wie das Pantoffeltierchen, die Schwerkraft zur Orientierung nutzen sollten, wie könnte das bei einem Organismus ohne Sinnesorgane, ohne Nervensystem und ohne Gehirn funktionieren? Wäre es sogar möglich, dass auch unsere Körperzellen die Fähigkeit zur Schwerkraftwahrnehmung geerbt haben? Und was könnte geschehen, wenn diese Zellen über lange Zeit in die „Ausnahmesituation" Schwerelosigkeit geraten?

Mit der Stereolupe (Binokular) können wir das Verhalten der Versuchszellen genau beobachten. Bild: DLR
Mit der Stereolupe (Binokular) können wir das Verhalten der Versuchszellen genau beobachten. Bild: DLR

Weil wir auf verschiedene Weisen nach den Erklärungen suchen, gibt es Frösche, Fische und Mäuse, die schon in einem Space Shuttle gereist sind und die wissen, wie die Weltraumstation ISS von innen aussieht. Auf die Erkenntnisse der biologischen Forschung sind auch die Astronauten gespannt – hoffen wir doch, die negativen Langzeitfolgen der Schwerelosigkeit eines Tages in den Griff zu bekommen.

 

 

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