Biologie - Individualentwicklung des Menschen Man unterscheidet zwei Hauptabschnitte: 1. vorgeburtliche Entwicklung oder Embryonalentwicklung (von der befruchteten Eizelle bis zum geburtsreifen Kind), 2. nachgeburtliche Entwicklung (vom Neugeborenen bis zum Greisenalter/Tod). Jeder Mensch durchläuft in seinem Leben eine Entwicklung, die mit der befruchteten Eizelle (Zygote) beginnt und mit dem Tod endet. Das ist verbunden mit Wachstum, Gestaltwandel, Ausbildung körperlicher und geistiger Fähigkeiten, allmählicher Entfaltung und Wiederabnehmen des Leistungsvermögens bis hin zu Alterungs- und Abbauerscheinungen. Diese Vorgänge beruhen auf Veränderungen in den Zellen und Organen unseres Körpers und unterliegen gewissermaßen einem "inneren Programm". Sie sind nicht aufhaltbar und nicht rückgängig zu machen (irreversibel), verlaufen aber bei jedem Menschen in einer individuellen Ausprägung. [...] Die vorgeburtliche Entwicklung Die Entwicklung der befruchteten Eizelle bis zum geburtsreifen Kind im Bauch der Mutter nennt man Schwangerschaft. Sie dauert von der letzten Menstruation gerechnet etwa 9 Monate. Die befruchtete Eizelle beginnt sich bereits auf ihrem Weg durch den Eileiter in die Gebärmutter zu teilen. Es entsteht ein Zellhaufen und daraus ein Bläschen mit einer winzigen Keimlingsanlage im Inneren. Dieses Keimbläschen nistet sich nach 7 bis 10 Tagen in die Gebärmutter ein. In den folgenden Wochen entwickelt sich aus der Keimlingsanlage der Embryo und aus der Hüllschicht der Keimblase, die mit ihren feinen Zotten in die Gebärmutterschleimhaut hineinwächst, der so genannte Mutterkuchen (Plazenta). Das ist ein spezielles Organ, durch welches im Verlauf der Schwangerschaft das Kind mit Sauerstoff und Nahrung versorgt wird. [...] Entwicklung des Embryos während der Schwangerschaft Im Alter von 6 Wochen ist der Embryo knapp 2 cm groß, die Hälfte davon macht der Kopf aus. Äußerlich sind bereits die Ansätze von Armen und Beinen, Augen- und Gehöranlagen erkennbar. Innerlich haben sich Anfänge für einen Magen-Darm-Kanal und ein einfaches schlauchförmiges Herz entwickelt, das bereits regelmäßige Pumpbewegungen ausführt. Im 3. Monat sind in dem ca. 8 cm langen und 30 g schweren Embryo praktisch alle wichtigen Organe angelegt, wenn sie auch noch nicht voll funktionieren. Die menschliche Gestalt ist jetzt schon deutlicher ausgeprägt. Die Nabelschnur führt zum Mutterkuchen. Man kann auch einige größere Blutgefäße sehen, die den Embryo mit dem Mutterkuchen verbinden. Der vier Monate alte Keimling (nun Fetus genannt) ist schon etwa 20 cm groß und ca. 150 g schwer. Kopfhaare, Finger- und Zehennägel wachsen bereits. Die Mutter spürt etwa in dieser Zeit zum ersten Mal Bewegungen des Kindes in ihrem Bauch. Die Muskeln sind also schon entwickelt und allmählich verknöchert auch das Skelett. Mit einem Stethoskop kann der Arzt die Herztöne des Kindes abhören. Genauere Informationen über Lage und Größe des Kindes, die Bewegungen der Gliedmaßen und die Herztätigkeit vermitteln Untersuchungen mit dem Ultraschallgerät. Damit lässt sich auch feststellen, ob Zwillinge unterwegs sind oder, ab 6. Monat, ob es ein Junge oder ein Mädchen ist. [...] Verantwortung für das ungeborene Kind Durch verantwortungsbewusste Lebensführung trägt die werdende Mutter zur gesunden Entwicklung ihres ungeborenen Kindes. Das wird unterstützt durch staatliche Vorsorge- und Betreuungsmaßnahmen. Die werdende Mutter kann sich (auf Kosten der Krankenkassen) regelmäßig alle 2 Wochen untersuchen lassen. Dabei kommen moderne medizinische Geräte zum Einsatz, z. B. das Ultraschallgerät. Die werdende Mutter kann an Kursen zur Geburtsvorbereitung teilnehmen. Ein guter Vorbereitungskurs berücksichtigt folgende Elemente: Atem- und Entspannungsübungen, Gymnastik und Gespräche. Die Schwangerschaftsgymnastik lockert den Körper, kräftigt den Rücken und stärkt den Beckenboden. [...] Gene (Weitergeleitet von Gene) Wechseln zu: Navigation, Suche Lesefehler Schematische Darstellung eines Gens auf einem DNA-Strang. Der Abschnitt der Doppelhelix auf der DNA zeigt ein eukaryotisches Gen, das Introns und Exons enthält, und im Hintergrund den zu einem Chromosom kondensierten DNA-Strang. Exons und Introns umfassen weit mehr Basenpaare als im Bild angedeutet. Ein Gen ist ein Abschnitt auf der Desoxyribonukleinsäure (DNA), der die Grundinformationen zur Herstellung einer biologisch aktiven Ribonukleinsäure (RNA) enthält. Bei diesem Herstellungsprozess (Transkription genannt) wird eine Negativkopie in Form der RNA hergestellt. Es gibt verschiedene RNAs, die bekannteste ist die mRNA, von der während der Translation ein Protein übersetzt wird. Dieses Protein übernimmt im Körper eine ganz spezifische Funktion, die auch als Merkmal bezeichnet werden kann. Allgemein werden Gene daher als Erbanlage oder Erbfaktor bezeichnet, da sie die Träger von Erbinformation sind, die durch Reproduktion an die Nachkommen weitergegeben werden. Die Expression, das heißt die Ausprägung oder der Aktivitätszustand eines Gens, ist in jeder Zelle genau reguliert. Die Erforschung des Aufbaus und der Funktion und Vererbung von Genen ist Gegenstand der Genetik. Die Erforschung der Gesamtheit aller Gene eines Organismus (des Genoms) ist Sache der Genomik (engl. genomics). ENZYME ,,Ribbon-Diagramm" des Enzyms Triosephosphatisomerase (TIM) der Glycolyse, eine stilisierte rp- und wiskiDarstellung der Proteinstruktur, gewonnen durch Röntgenstrukturanalyse. Die TIM gilt als katalytisch perfektes Enzym (siehe Enzymkinetik). Ein Enzym (altgriechisches Kunstwort , énzymon), veraltet Ferment (lateinisch fermentum), ist ein Protein, das eine chemische Reaktion katalysieren kann. Enzyme spielen eine tragende Rolle im Stoffwechsel aller lebenden Organismen; der überwiegende Teil biochemischer Reaktionen, von der Verdauung (Beispiel: Pepsin) bis hin zum Kopieren der Erbinformation (DNA-Polymerase), wird von Enzymen katalysiert und gesteuert. HORMONE (Weitergeleitet von Hormone) Wechseln zu: Navigation, Suche Ein Hormon (griechisch µ, von horman, hormanus - in Bewegung setzen/aufwecken) ist ein biochemischer Botenstoff. Hormone übermitteln innerhalb eines Lebewesens Informationen von einem Organ zum anderen oder von einem Gewebe zum anderen. Im Gegensatz zur hohen Geschwindigkeit bei der durch Nerven vermittelten Information können von der Hormonausschüttung bis zu ihrer Wirkung einige Sekunden (z.B. Adrenalin) bis Stunden vergehen. Hormone in tierischen Lebewesen werden durch den Blutkreislauf zu ihren Zielorganen transportiert. Eine Ausnahme bilden Gewebshormone, die im selben Organ gebildet werden und wirken. Hormone wurden in den frühen Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts entdeckt; der Begriff Hormon wurde 1905 von Ernest Starling geprägt. Sie wirken nur auf bestimmte Zielorgane. Dort finden sich spezielle Rezeptoren, an welche die Hormonmoleküle binden. Meist liegen diese Rezeptoren an den Zelloberflächen (Zellmembran), die Bindung des Hormons löst dann biochemische Reaktionen im Inneren der Zelle aus. Einige Hormone (die Steroidhormone, s.u.) können allerdings die Zellmembran durchdringen und binden dann im Zytoplasma bzw. Zellkern an Ihre Rezeptoren. Typischerweise werden Hormone bei tierischen Organismen in Hormondrüsen gebildet. Diese nennt man auch endokrine Drüsen, da sie im Gegensatz zu anderen Drüsen keinen Ausführungsgang besitzen, sondern die Hormone direkt in das Blut abgeben. Des weitern werden Hormone in endokrinen Zellen gebildet (Gewebshormone) die in histologisch nicht abgegrenzten Drüsenorganen gebildet werden. Neurohormone werden von Nervenzellen produziert und in die Blutbahn sezerniert. Die bei Pflanzen vorkommenden Hormone werden als Phytohormone bezeichnet. Sie teilen mit den tierischen Hormonen die Eigenschaft, Signalwirkung über eine größere Distanz zu entfalten und in geringen Konzentrationen wirksam zu sein. Ein Wissenschaftler oder Arzt, der sich mit der Erforschung der Hormone, ihrer Wirkungsweisen und mit Erkrankungen des hormonalen Geschehens beschäftigt, wird als Endokrinologe bezeichnet. Phylogenese Die Phylogenese (griechisch , ein Kompositum aus , neugriechische Aussprache: fílon der Stamm, das Geschlecht und éei, neugriechische Aussprache: jénnissi - die Geburt, Entstehung) ist die Stammesentwicklung der Lebewesen (biologische Evolution) im Verlauf der Erdgeschichte. Der Begriff ist nicht nur auf die Evolution von Tierstämmen begrenzt sondern schließt die Entwicklung von Taxa auf allen Ebenen der Systematik ein. Er wird auch benutzt, um die Evolution einzelner Merkmale im Verlauf der Entwicklungsgeschichte zu charakterisieren. Die Erforschung der Phylogenese erfolgt insbesondere durch · · · · Auswertung von morphologischen und anatomischen Merkmalen von Fossilien, Vergleich der morphologischen, anatomischen und physiologischen Merkmale rezenter (jetztzeitiger) Lebewesen, Vergleich der Ontogenese vorwiegend rezenter Lebewesen, Analyse der DNA, z.B. durch Sequenzanalyse und molekular-phylogenetische Methoden. Aus diesen Daten kann dann ein phylogenetischer Baum erstellt werden, der die vermuteten Verwandtschaftsverhältnisse darstellt. Ein wissenschaftstheoretisches Problem der Phylogeneseforschung ist, dass die der Phylogenese zugrundeliegenden Evolutionsprozesse in der Regel nicht direkt beobachtet oder experimentell nachvollzogen werden können. Daher müssen Belege aus verschiedenen Bereichen herangezogen werden, um einigermaßen stimmige Stammbäume rekonstruieren zu können. So kommt es häufiger zu unterschiedlichen Auffassungen, wie beispielsweise die Diskussion um die Einteilung verschiedener protostomer Tierstämme in Häutungstiere (vorwiegend genetisch begründet) oder Articulata (vorwiegend morphologisch begründet) zeigt. Bei der Bewertung von Merkmalen ist es oft wichtig, Homologien von Analogien zu unterscheiden. · · Homologien, z.B. homologe Organe oder homologe Verhaltensweisen zeigen einen gleichen Grundbauplan oder eine gleiche Grundstruktur, die entsprechend den ökologischen Erfordernissen variiert ist. Homologe Organe können sehr unterschiedliche Funktionen erfüllen und dementsprechend äußerlich sehr unterschiedlich aussehen. Ein typisches Beispiel sind die Vordergliedmaßen von Wirbeltieren. Teilweise sind sie als Laufbeine ausgebildet, sie können jedoch auch als Flügel (Vögel, Flugsaurier, Fledertiere), Flossen (Fische, Pinguine, Ichthyosaurier, Wale), Greifwerkzeuge (Mensch, Affen und manche Saurier), Grabwerkzeuge (Maulwürfe, Nacktmullen, Beutelmullen) gebaut sein. Das Knochengerüst ist jedoch grundsätzlich gleich; dieses "so-und-nicht-anders-Sein" der gleichartigen "Bauweise" kann nur phylogenetisch interpretiert und erklärt werden. Homologien weisen auf eine phylogenetische Verwandtschaft hin und stellen wesentliche Belege für die Konstruktion von Stammbäumen dar. Homologien lassen sich im biologischen Kontext weiter unterscheiden in Orthologien (Abstammung vom gleichen Vorfahren) und Paralogien (Genduplikationen innerhalb der Art). Analogien, z.B. analoge Organe zeigen - zum Teil verblüffende - äußerliche Ähnlichkeiten und dienen der gleichen Funktion. Sie sind aber unabhängig voneinander entstanden durch konvergente Entwicklung. So sehen die Linsenaugen von Tintenfischen und Wirbeltieren äußerlich gleich aus und dienen der gleichen Funktion. Erst bei genauer mikroskopischer Analyse stellt man fest, dass sie einen unterschiedlichen Feinbau haben. Die Untersuchung der Ontogenese zeigt, dass sie aus unterschiedlichen Keimblättern entstehen. Analogien sind kein Beweis für nahe phylogenetische Verwandtschaft. Vielmehr legen sie im Regelfall eine getrennte Entwicklung nahe. Phylogenese Der Begriff "Phylogenese" stammt ursprünglich aus dem Fachgebiet der Biologie. Er "beschreibt die Evolution, die eine Art, eine Gattung oder eine andere höhere systematische Gattung durchlaufen hat" (Bailey Jill, 1995, S. 36). Er wird verwendet, um die Entwicklung und Entstehung der Menschen in verschiedenen Kulturen zu rekonstruieren. Menschen- und Kulturfunde werden verglichen und daraus werden Schlussfolgerungen gezogen (vgl. Kron, 1991, S. 189). Die Phylogenese findet man jedoch in mehreren Bereichen, unter Anderem auch in der Psychologie und der Pädagogik. Vergleicht man Tiere mit Menschen so stellt man fest, dass der Mensch zu einem "Tier" erzogen werden muss um zu überleben, da ihm notwendige Instinkte und Fähigkeiten fehlen. Man bezeichnet den Menschen hier auch als "Mängelwesen". Diese Erziehung, insbesondere die damit verbundene Lernfähigkeit, deutet auf die immense pädagogische Bedeutung hin (vgl. Gudjons, 2003, S. 176f). Im Bereich der Psychologie beschreibt die Phylogenese ,,...die zeitabhängigen Veränderungen des Verhaltens und Erlebens im längstmöglichen Zeitraum der Existenz der Organismen bzw. einer Art oder Gattung" (Clauß, Kulka, Lompscher, Rösler, Timpe & Vorwerg, 1976). Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Phylogenese die Entwicklung von Taxa (Gruppe von Lebewesen) auf bestimmten Entwicklungsstufen beschreibt. Dies kann sich sowohl auf die biologische Entwicklung als auch auf die Entwicklung diverser Verhaltensmerkmale beziehen. (vgl. www.wikipedia.org, 05-11-03)