50 Schlüsselideen Biologie (eBook)

JV Chamary ist Biologe und Wissenschaftspublizist. Er hat am Imperial College London Biologie studiert und an der University of Bath in Molekularer Evolution und Genetik promoviert. Nach mehrjähriger journalistischer Tätigkeit bei Focus, dem populärwissenschaftlichen Magazin der BBC, schreibt er heute Bücher und bloggt für Forbes über die Lebenswissenschaften. Der bekennende Comics- und Kampfkunst-Fan lebt mit seiner Yucca-Pflanze Yossarian in Bristol.

Inhalt 3
Einleitung 4
01 Evolution 5
Mutation 5
Anpassung (Adaptation) 6
Die Evolutionstheorie 7
02 Gene 9
Einheiten der Vererbung 9
Proteincodierende Sequenzen 11
Funktionale Produkte 12
03 Die Zelle 13
Die Zelltheorie 13
Der Zellkern 14
Organellen 16
04 Der Ursprung des Lebens 17
Wiegen der Schöpfung 17
Genetik oder Stoffwechsel? 18
RNA-Welt 19
Proto-Zellen 20
05 Der Baum des Lebens 21
Die Leiter des Lebens 21
Der Baum des Lebens 23
Das Netz des Lebens 24
06 Sex 25
Kosten 25
Nutzen 27
07 Vererbung 29
Die Vererbungsgesetze 30
Gene 31
Regelverletzungen 32
08 Rekombination 33
Chromosomen 33
Gekoppelte Gene 34
Crossing-over 35
09 Mutation 37
Genetische Variation 37
Veränderungen in der DNA 38
Mutagene 40
10 Die Doppelhelix 41
Die Aufklärung der Struktur 42
DNA-Replikation 42
Die Reparatur der DNA 43
11 Der genetische Code 45
Den Code knacken 45
Transkription 46
Translation 47
Degeneration 47
12 Genexpression 49
Genetische Schalter 50
Gene in Stücken 51
13 Proteinfaltung 53
Strukturen 53
Der Proteincode 54
Schnelle Faltung 55
Strukturen vorhersagen 55
14 Junk-DNA 57
Egoistische DNA 57
Nichtcodierende DNA 58
Funktionale DNA 59
Harmlose DNA 60
15 Epigenetik 61
Ererbte Anweisungen 61
Zelluläre Software 62
Umwelteinflüsse 63
Weiche Vererbung 64
16 Der Phänotyp 65
Individuelle Variation 65
Flexible Phänotypen 66
Umwelt und Evolution 67
Die erweiterte Synthese 68
17 Endosymbiose 69
Die Endosymbiontentheorie 69
Mitochondrien 70
Plastiden 71
18 Zellatmung 73
Energieerzeugung 73
Protonengradienten 74
19 Photosynthese 77
Der Kohlenstoffzyklus 77
Umwandlung von Sonnenlicht 78
Bildung von Kohlenhydraten 79
20 Zellteilung 81
Mitose 82
Meiose 83
Zweiteilung 83
21 Der Zellzyklus 85
Phasen 85
Checkpoints 86
Zyklen 87
22 Krebs 89
Wachstum und Teilung 89
Unabhängigkeit und Unsterblichkeit 91
Manipulation und Migration 91
23 Viren 93
Kleiner als Zellen 93
Viruspartikel 94
Infektion 95
Krankheiten 96
24 Prionen 97
Schwammhirne 97
Slow Virus 98
Infektiöse Proteine 98
Anomale Aggregate 99
Gedächtnismoleküle 100
25 Vielzelligkeit 101
Arbeitsteilung 101
Zusammenhalt 101
Abhängigkeit und Kommunikation 103
Individualität 103
26 Kreislauf 105
Offene und geschlossene Systeme 105
Herzund Gefäßsysteme 106
Gasaustauschsysteme 108
27 Altern 109
Evolutionäre Erklärungen 109
Programmierte Lebensspanne 111
Molekulare Mechanismen 112
28 Stammzellen 113
Potenzial 113
Klonen 114
Reprogrammierung 115
29 Befruchtung 117
Eiablage 117
Spermiennavigation 118
Die Verschmelzung der Gameten 120
30 Embryogenese 121
Vom Ei zum Embryo 121
Von Gewebeschichten zu Organen 122
Kartierung der Zellwanderung 123
Furchung 124
31 Morphologie 125
Bauch-Rücken-Achse 125
Kopf-Schwanz-Achse 127
Rechts-links-Achse 127
32 Farbmuster 129
Pigmente und Strukturen 129
Muster 130
Dynamische Veränderungen 130
33 Immunität 133
Angeborene Immunität 133
Adaptive Immunität 135
34 Homöostase 137
Negative Rückkopplung 137
Akuter und chronischer Stress 138
Allostase 139
35 Stress 141
Hitzeschock 141
Hormonsysteme 143
Natürlicher Stress 143
36 Innere Uhren 145
Circadiane Rhythmen 145
Die Zeit nachhalten 146
Synchron bleiben 147
Uhr-Gene 148
37 Schlaf 149
Welche Funktion hat der Schlaf? 150
Der Schlaf-Wach-Zyklus 151
38 Gedächtnis 153
Lernen 154
Synaptische Plastizität 154
Speicherung und Abruf 156
39 Intelligenz 157
Werkzeugherstellung 157
Sprache verstehen 158
Selbst und andere 159
Größere und bessere Gehirne 160
40 Menschen 161
Die Großen Menschenaffen 161
Archaische Unterschiede 162
Moderne Variationen 163
41 Bestäubung 165
Blütenbiologie 165
Pflanzenleben 166
Angiospermenvielfalt 167
42 Die Rote Königin 169
Konstantes Aussterben 169
Evolutionäres Wettrüsten 170
Den Krieg beenden 171
43 Ökosysteme 173
Nahrungsnetze 173
Vielfalt und Stabilität 174
Wechselbeziehungen und Versicherung 176
44 Natürliche Selektion 177
Entstehung einer Theorie 177
Fitness, Filter und Schicksal 179
Sexuelle Selektion 180
45 Gendrift 181
Wahl, Zufall und Veränderung 181
Die neutrale Theorie 182
Populationsgröße 184
46 Das egoistische Gen 185
Gruppenselektion 186
Verwandtschaftsselektion 187
Gesamtfitness 187
47 Kooperation 189
Reziproker Altruismus 189
Austausch von Gefälligkeiten 190
Spielen, um zu gewinnen 191
Mutualismus oder Manipulation? 192
48 Artbildung 193
Geographische Isolation 193
Reproduktive Isolation 195
Wallace-Effekt und Gründereffekt 195
49 Aussterben 197
Artensterben 197
Massenaussterben 198
Das sechste Aussterben 199
50 Synthetische Biologie 201
Bausteine 201
Minimalgenome 202
Sicherheit und Sicherung 203
Digitales Design 204
Glossar 205
Index 207