Curso de alemán nivel medio con audio/Lección 002fb

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Fachkurs Biologie

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Unser Blutkreislauf - auch das ist ein Teil der Biologie.

Biologie

Biologie ist die Wissenschaft von den Lebewesen. Das Wort Biologie besteht aus zwei altgriechischen Wörtern: „bios“ bedeutet „Leben“ und „logos“ ist „die Rede über etwas“. Also ist die Biologie das „Reden über das Leben“. Forscher der Biologie beschäftigen sich mit allen möglichen Bereichen unserer lebendigen Umwelt, also mit Tieren, Pflanzen, kleinsten Lebewesen wie Bakterien, aber auch mit uns Menschen.

Es gibt verschiedenste Fachgebiete der Biologie. In der Mikrobiologie wird untersucht, wie die Welt der Bakterien, Pilze, Algen und Viren aussieht. Hier geht es um alle Lebewesen, die wir mit unserem bloßen Auge nicht erkennen können. Die Botanik befasst sich mit Pflanzen. Hier wird zum Beispiel untersucht, wie Pflanzen aufgebaut sind, welche verschiedenen Pflanzen es gibt und wie man sie voneinander unterscheiden kann. In der Zoologie geht es um die Tiere auf unserer Erde. Hier wird beispielsweise erforscht, welche verschiedenen Tierarten es gibt, welche Besonderheiten sie haben, wie, wo und wovon sie leben und so weiter.

Ein Affe. Genauer gesagt: ein Schimpanse. Auch über ihn wird in der Biologie geforscht - zum Beispiel auch, wie sich die Schimpansen verhalten oder wie wir Menschen mit ihnen verwandt sind.

Welche Themen gibt es in der Biologie?

Zum Leben gehört sehr viel Unterschiedliches. Daher haben die Wissenschaftler das Fach untereinander aufgeteilt. Bei der Humanbiologie geht es um uns Menschen. Hier wird untersucht, wie wir Menschen aufgebaut sind und wie wir uns entwickeln.

In der Molekularbiologie geht es um die kleinsten lebendigen Teilchen unserer Umwelt: die Moleküle. Hierzu gehören zum Beispiel die Bestandteile unserer Gene, unsere sogenannte DNA. Zellbiologie beschäftigt sich mit den Zellen, aus denen alle Lebewesen zusammengesetzt sind. Sie untersucht, wie diese Zellen aufgebaut sind und welche Aufgaben sie in unserem Körper übernehmen. In unseren Zellen kann man zum Beispiel auch unsere Gene finden. Die Genetik untersucht, wie bestimmte Eigenschaften von Generation zu Generation vererbt werden können.

Die Entwicklungsbiologie beschäftigt sich damit, wie Lebewesen sich über die Zeit entwickelt haben und auch heute entwickeln. Hier wird zum Beispiel erforscht, wie ein Lebewesen sich von seiner Entstehung bis zu seinem Tod entwickelt. In der Physiologie werden alle Abläufe betrachtet, die im Körper eines Lebewesens dafür sorgen, dass es weiterhin gesund leben kann. Hierzu gehören Abläufe, die Informationen im Körper weiterleiten, aber auch chemische und physikalische Reaktionen.

Die Verhaltensbiologie erforscht das Verhalten von Tieren und Menschen. Sie beschäftigt sich auch damit, wie bestimmte Verhaltensweisen entstanden sind und welche Gründe das haben kann. Im Fachgebiet der Ökologie geht es um die Gemeinschaft der Lebewesen in einem Lebensraum. Dieses Zusammenleben erfordert, dass sich alle Lebewesen aneinander anpassen und sich gemeinsam weiterentwickeln. Wie das funktioniert, wird in der Ökologie erforscht.

Die Evolutionsbiologie erforscht, von welchen Lebewesen unsere heutige Tierwelt abstammt und wie sich einzelne Tiere entwickelt haben, beispielsweise aus den Dinosauriern. Sie untersucht aber auch, wer unsere Vorfahren waren und wie wir uns aus ihnen entwickeln konnten.

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Tiere: Schwebefliege auf einer Blüte (Korbblütengewächs)

Pflanzen: Weizen

Pilz: Morchel

Bakterien

Archaebakterien (Urbakterien)

Viren: Gamma Bakteriophagen

Biologie

Die Biologie ist die Wissenschaft, die das Leben, die Lebewesen und die Evolution des Lebens untersucht. Zu den Lebewesen gehören Tiere, Pflanzen, Pilze (wie z. B. Champignons) und Mikroorganismen wie Bakterien und Archaeen.

Der Begriff "Biologie" ist relativ modern. Er wurde 1799 von dem Arzt Thomas Beddoes eingeführt.

Menschen, die Biologie studieren, werden Biologen genannt. Die Biologie untersucht, wie sich Tiere und andere Lebewesen verhalten und arbeiten und wie sie beschaffen sind. Die Biologie untersucht auch, wie Organismen miteinander und mit der Umwelt reagieren. Es gibt sie als Wissenschaft seit etwa 200 Jahren, und ihr ging die Naturgeschichte voraus. Die Biologie hat viele Forschungsbereiche und Zweige. Wie alle Wissenschaften arbeitet auch die Biologie mit der wissenschaftlichen Methode. Das bedeutet, dass Biologen in der Lage sein müssen, Beweise für ihre Ideen zu zeigen, und dass andere Biologen in der Lage sein müssen, die Ideen für sich selbst zu testen.

Die Biologie versucht, Fragen zu beantworten wie:

• "Was sind die Merkmale dieses Lebewesens?" (vergleichende Anatomie)
• "Wie funktionieren die Teile?" (Physiologie)
• "Wie sollten wir Lebewesen gruppieren?" (Klassifikation, Taxonomie)
• "Was macht dieses Lebewesen?" (Verhalten, Wachstum)
• "Wie funktioniert die Vererbung?" (Genetik)
• "Was ist die Geschichte des Lebens?" (Paläontologie)
• "Wie stehen die Lebewesen in Beziehung zu ihrer Umwelt?" (Ökologie)
• Die moderne Biologie ist geprägt von der Evolution, die die Frage beantwortet: "Wie ist die lebende Welt so geworden, wie sie ist?"

Zweige der Biologie:

• Algalogie
• Anatomie
• Arachnologie
• Bakteriologie
• Biochemie
• Biogeographie
• Biophysik
• Botanik
• Bryologie
• Dendrologie
• Embryologie
• Endokrinologie
• Entomologie
• Entwicklungsbiologie
• Ethologie
• Evolution / Evolutionsbiologie
• Flechtenkunde
• Genetik
• Helminthologie
• Herpetologie
• Histologie
• Humanbiologie / Anthropologie / Primatologie
• Hydrobiologie
• Ichthyologie
• Karzinologie
• Limnologie
• Meeresbiologie
• Mikrobiologie / Bakteriologie
• Molekularbiologie
• Morphologie
• Mykologie / Flechtenkunde
• Ökologie
• Ornithologie
• Paläontologie
• Parasitologie
• Phykologie
• Phylogenetik
• Physiologie
• Pteridologie
• Säugetierkunde
• Taxonomie
• Virologie
• Zellbiologie
• Zoologie
• Zytologie

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Dieses Lebewesen besteht nur aus seiner einzigen Zelle. Es ist ein Einzeller, nämlich ein Pantoffeltierchen. Rot eingefärbt ist der Ort, wo es die Nahrung verdaut.

Krebs-Zellen unter einem Mikroskop. Der Zellkern wurde blau gefärbt, damit man ihn besser sehen kann.

Aus einer doppelt geteilten Zelle wurden vier Zellen.

Zelle

Eine Zelle ist ein kleiner Ort. Wir kennen die Gefängniszelle oder die Zelle in einem Kloster, da wohnt ein Mönch oder eine Nonne drin. Oft meint man eine Zelle aus der Biologie, da geht es um die Lebewesen.

Zellen sind die kleinsten Bausteine, so wie die Ziegelsteine in einer Mauer. Nur sind Zellen so klein, dass man ein starkes Mikroskop braucht, um sie einzeln zu erkennen. Für einen ganzen Menschen braucht es etwa 100 Billionen Zellen, das ist eine eins mit 14 Nullen.

Fast alle Lebewesen bestehen aus Zellen. Eine Ausnahme bilden die Viren, die uns krank machen können. Einfache Lebewesen bestehen nur aus einer einzigen Zelle, deshalb nennt man sie „Einzeller“. Das sind beispielsweise Bakterien. Die Mehrzahl der Lebewesen sind jedoch Mehrzeller, also auch wir Menschen.

Eine Zelle kann man sich vorstellen wie einen Pfirsich: Außen herum liegt die Haut, das ist die Zellwand oder die Zellmembran. Der Pfirsichstein entspricht dem Zellkern. Dort drin liegen alle Pläne für den Aufbau und die Arbeiten der Zelle. Diese Pläne nennt man Gene.

Das Fruchtfleisch der Pfirsich entspricht dem Zellplasma. Es ist mal etwas flüssiger, mal etwas fester. Die Wissenschaftler haben allerdings noch viel mehr Teile in den Zellen entdeckt. Die Mitochondrien gewinnen Energie. Andere Bestandteile tun noch andere Dinge.

Wie vermehren und entwickeln sich Zellen?

Nehmen wir als Beispiel einen Vogel oder ein Säugetier wie den Menschen. In der Mutter entwickelt sich eine Eizelle. Bei der Befruchtung schlüpft ein Spermium des Mannes in die Eizelle hinein. Daraus entsteht so etwas wie die „Urzelle“ eines neuen Lebewesens.

Diese Zelle verdoppelt alles, was sie in sich trägt. Dann teilt sie sich in zwei Zellen. Das nennt man „Zellteilung“ oder fachsprachlicher „Mitose“. Aus den zwei Zellen werden vier, dann acht und so weiter. Anfangs sind das noch Stammzellen, weil noch nicht festgelegt ist, was aus ihnen einmal werden wird.

Je weiter sich die Zellen teilen, desto verschiedener entwickeln sie sich. So entstehen Haarzellen, Nierenzellen, Muskelzellen, Hautzellen und viele andere. Aus einer Haarzelle kann dann allerdings keine Nierenzelle mehr werden.

Eine Zelle hält jedoch nicht so lange. Immer wieder entstehen neue Zellen und die alten sterben ab. Für den Körper ist das normal. Er transportiert die toten Zellen weg. Nur geht das nicht immer so. Jedes Lebewesen wird dabei älter und stirbt dann einmal.

Zellen können sich auch in eine falsche Richtung entwickeln. So entstehen Tumore und die Krankheit Krebs. Der Körper kann zwar manche Arten von Krebs bekämpfen, manchmal aber auch nicht. In vielen Fällen kann dann die moderne Medizin noch helfen.

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Die Zelle eines Eukaryoten (links) und Prokaryoten (rechts)

Endothel-Zelle: Zellkern blau gefärbt, Mitochondrien rot gefärbt, und F-Aktin, ein Bestandteil von Mikrofilamenten, grün gefärbt. Zelle unter einem Fluoreszenzmikroskop.

Zelle

In der Biologie ist die Zelle die Grundstruktur von Organismen. Alle Zellen entstehen durch die Teilung von anderen Zellen.

Die Umgebung außerhalb der Zelle ist durch die Zellmembran vom Zytoplasma im Inneren der Zelle getrennt. Innerhalb einiger Zellen bleiben Teile der Zelle von anderen Teilen getrennt. Diese separaten Teile werden Organellen genannt (wie kleine Organe). Sie erfüllen jeweils unterschiedliche Aufgaben in der Zelle. Beispiele sind der Zellkern (wo sich die DNA befindet) und die Mitochondrien (wo chemische Energie umgewandelt wird).

Arten von Zellen

Es gibt zwei grundlegende Arten von Zellen: prokaryotische Zellen und eukaryotische Zellen. Prokaryoten, Bakterien und Archaeen, sind einfache Zellen, die keinen Zellkern haben. Sie haben jedoch bakterielle Mikrokompartimente.

Eukaryoten sind komplexe Zellen mit vielen Organellen und anderen Strukturen in der Zelle. Sie sind größer als Prokaryontenzellen: ihr Volumen kann bis zu 1000-mal größer sein. Eukaryoten speichern ihre genetische Information (DNA) auf Chromosomen im Zellkern. Organismen (Lebewesen), die aus mehreren Zellen aufgebaut sind, sind Eukaryoten.

Arten von Prokaryoten

Die einzigen Arten von prokaryotischen Organismen, die derzeit leben, sind Bakterien und Archaeen. Prokaryotische Organismen haben sich vor eukaryotischen Organismen entwickelt, so dass die Welt zu einem bestimmten Zeitpunkt nur aus prokaryotischen Organismen bestand. Es gibt auch Viren, die schwer zu klassifizieren sind, aber einige wichtige Krankheiten verursachen. Viren bestehen aus RNA oder DNA und Protein und vermehren sich in den Zellen von Bakterien oder Eukaryoten.

A Paramecium, ein einzelliger Organismus

Ein einfache Skizze einer Zelle

Ein einfaches Diagramm einer Pflanzenzelle

Arten von Eukaryoten:

Einzellige Organismen bestehen aus einer Zelle. Beispiele für einzellige Organismen sind:

Amöbe

Pantoffeltierchen

Einzellige Organismen müssen:

essen

atmen (die meisten verwenden Sauerstoff, um Zucker in Energie umzuwandeln)

Alle einzelligen Organismen müssen:

Abfall loswerden (ausscheiden)

sich fortpflanzen (mehr von sich selbst herstellen)

wachsen

Einige können:

sich bewegen

ihre Umgebung wahrnehmen

ihre Energie von der Sonne beziehen (z. B. Cyanobakterien)

fermentieren (z. B. Hefen)

anaerobe Atmung nutzen (z. B. Clostridium botulinum)

Mehrzeller

Mehrzellige Organismen bestehen aus vielen Zellen. Sie sind komplexe Organismen. Das kann eine kleine Anzahl von Zellen sein, aber auch Millionen oder Billionen von Zellen. Alle Pflanzen und Tiere sind multizelluläre Organismen. Die Zellen eines multizellulären Organismus sind nicht alle gleich. Sie haben unterschiedliche Formen und Größen und verrichten unterschiedliche Arbeiten im Organismus. Die Zellen sind spezialisiert. Das bedeutet, dass sie nur bestimmte Arten von Arbeit verrichten. Alleine können sie nicht alles tun, was der Organismus zum Leben braucht. Sie brauchen andere Zellen, um andere Arbeiten zu erledigen. Sie leben zusammen, können aber nicht alleine leben.

Geschichte

Zellen wurden von Robert Hooke (1635-1703) entdeckt. Er benutzte ein zusammengesetztes Mikroskop mit zwei Linsen, um die Struktur von Kork zu betrachten, und um Blätter und einige Insekten zu betrachten. Er tat dies ab etwa 1660 und berichtete darüber in seinem Buch Micrographica im Jahr 1665. Er benannte Zellen nach dem lateinischen Wort cella, was Raum bedeutet. Er tat dies, weil er dachte, dass Zellen wie kleine Räume aussehen.

Viele andere Naturforscher und Philosophen probierten das neue Instrument aus. Die Struktur von Pflanzen wurde von Nehemiah Grew (1641-1712) und Marcello Malpighi (1628-1694) untersucht. Grews Hauptwerk war Die Anatomie der Pflanzen (1682). Es ist nicht klar, wer zuerst tierische Zellen sah, Malpighi, Jan Swammerdam (1637-1680) oder Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723).

Leeuwenhoeks Entdeckungen und Zeichnungen von "kleinen Tierchen" eröffneten den Naturforschern eine ganz neue Welt. Protozoen und Mikroorganismen im Allgemeinen wurden entdeckt, und die Entdeckungen über sie dauern bis heute an. Christian Gottfried Ehrenbergs Buch "Die Infusionsthierchen" fasste 1838 den Wissensstand zusammen. Lorenz Oken (1779-1851) schrieb 1805, dass Infusorien (mikroskopische Formen) die Grundlage allen Lebens seien.

Die Idee, dass Zellen die Grundlage für die größeren Formen des Lebens sind, kam im 18. Herauszufinden, wer die Arbeit gemacht hat, hat einige Zeit gedauert:

"Die Arbeit des Tschechen Jan Purkyně (1787-1869) und seines Schülers und Mitarbeiters Gabriel Valentin (1810-1883) wurde von den nationalistischen Deutschen zu Unrecht verunglimpft. Sie haben einen Anspruch auf eine gewisse Priorität in der Zelltheorie." Kapitel 9 Auch Johannes Müller (1801-1858) leistete große Beiträge. "Es waren jedoch sein Schüler Theodor Schwann (1810-1882) und Matthias Schleiden (1804-1881), die das Verdienst für die Zelltheorie erhielten, obwohl einige ihrer Beobachtungen nicht korrekt waren und ihre Anrechnungen auf frühere Arbeiter "eine Travestie" waren."

Die Zelltheorie beinhaltet diese wichtigen Ideen:

Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut.

Die Zelle ist die Grundeinheit von Struktur und Funktion in allen Organismen.

Jede Zelle stammt von einer anderen Zelle ab, die vor ihr gelebt hat.

Der Zellkern ist das Kernelement der Zelle.

Zellreproduktion

Die Körperzellen der Metazoen teilen sich durch einfache mitotische Zellteilung. Die geschlechtliche Fortpflanzung ist bei Eukaryoten angestammt und wird bei Metazoen durch spezialisierte Geschlechtszellen durchgeführt. Sie werden durch einen Prozess namens Meiose erzeugt.

Prokaryotische Zellen vermehren sich durch binäre Spaltung, bei der sich die Zelle einfach in zwei Hälften teilt. Sowohl bei der Mitose als auch bei der Binärspaltung muss die Zelle ihre gesamte genetische Information (DNA) replizieren (kopieren), damit jede neue Zelle eine Kopie davon hat.

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Das Leben ist sehr vielfältig: das Bild zeigt Bienen, einen Pilz, ein winziges einzelliges Tierchen, einen Schimpansen, blühende Pflanzen und eine Alge. Das alles sind Lebewesen.

Leben

Leben ist eine Eigenschaft von Pflanzen und Tieren, also auch des Menschen. Man nennt sie deshalb Lebewesen. Zu ihnen gehören auch die Bakterien und Pilze. Leblose Dinge nennt man Gegenstände. Das sind Steine, Metalle und viele andere Dinge.

Die Wissenschaft vom Leben ist die Biologie. Aber auch die Wissenschaftler, die Biologen, finden es schwierig, genau zu sagen, was Leben ist. Folgende Dinge gehören dazu, damit man von einem Lebewesen spricht: Lebewesen können sich selbstständig erhalten. Sie haben einen Stoffwechsel, sie nehmen also Nahrung auf und verarbeiten sie. Lebewesen wachsen. Sie sind also erst mal klein und werden dann größer oder auch einfach anders.

Lebewesen können sich vermehren. Sie pflanzen sich also fort, damit sie nicht aussterben. Dazu gehört auch, dass sich die Lebewesen von einer Generation zur anderen weiterentwickeln können. Lebewesen können Teile ihres Körpers selber bewegen. Das heißt aber nicht, dass sie sich selbständig fortbewegen können, also irgendwo hingehen. Plankton beispielsweise bewegt sich nur zufällig mit der Meeresströmung fort. Lebewesen empfangen Reize: Sie empfangen Signale aus ihrer Umwelt wie Licht, Wärme oder Berührung und reagieren darauf. Wir Menschen tun das mit unseren Sinnesorganen, die Signale an das Gehirn senden.

Die meisten Lebewesen können atmen, aber nicht ganz alle. Menschen und Tiere haben ein Organ zum Atmen: die Lungen oder bei Fischen und jungen Amphibien die Kiemen. Pflanzen atmen durch ihre Zellen. Es gibt aber auch sehr wenige Lebewesen, die nicht atmen können. Dazu gehört ein Teil der Bakterien und einige andere winzige Tierchen, die meist sehr tief unten im Meer leben.

Alle Lebewesen sind aus einzelnen Zellen aufgebaut. In den Zellen ist gespeichert, wie das Lebewesen wächst und was es sonst noch braucht. Es gibt Lebewesen mit nur einer einzigen Zelle, die nennt man „Einzeller“. Dazu gehören die meisten Bakterien, einzelne Pilze und andere. Die sind aber nicht miteinander verwandt. Die meisten Lebewesen sind jedoch Mehrzeller.

Das Leben aller Lebewesen, so wie es die Biologen sehen, endet immer mit dem Tod. Manche Lebewesen leben nur kurz, andere sehr lange. Eine Eintagsfliege lebt nur einen Tag lang. Es gibt aber auch einen Riesenschwamm, einen Meeresbewohner, der 10.000 Jahre alt werden kann. In vielen Religionen stellt man sich vor, dass die Seele eines Lebewesens ewig weiterleben kann.

Auf der Erde gibt es Leben schon seit mehr als 3,5 Milliarden Jahren. Fast überall auf der Erde hat man Leben gefunden. Das gilt für die heißeste Wüste wie für die Eislandschaften der Arktis und der Antarktis. Sogar an heißen Quellen am Meeresboden gibt es Leben, nämlich bestimmte Urbakterien, die man heute „Archaeen“ nennt. Sie leben von Methangas, das dort aus der Erde kommt, und brauchen kein Sonnenlicht. Die Menschen kennen bislang nur Leben auf der Erde. Man vermutet aber, dass es auch auf anderen Planeten außerirdisches Leben geben kann.

Ein Lebewesen aus der Domäne der Archaeen: Ein Thermococcus

Wie kann man die Lebewesen einteilen?

Die Lebewesen teilt man in drei Domänen ein. Am besten kennen wir die Eukaryoten. Alle Lebewesen dieser Domäne haben in den Zellen einen Zellkern. Die Eukaryoten teilt man auf in die Reiche der Tiere, der Pflanzen und der Pilze.

Die zweite Domäne bilden die Bakterien. Früher nannte man sie „Bazillen“. Sie haben keinen Zellkern.

Die dritte Domäne bilden die Archaeen. Sie haben ebenfalls keinen Zellkern. Sie leben meist an extremen Orten: Es ist dort beispielsweise sehr heiß oder die Umgebung ist sehr salzig oder es herrscht sehr viel Druck, zum Beispiel tief unten im Meer.

Schwierig wird es mit den Viren, denn die haben keinen Zellkern. Wenn man davon ausgeht, dass alles Leben einen Zellkern hat, sind die Viren nicht dabei. Die meisten Wissenschaftler sehen in den Viren bloß Material mit einem Programm, so ähnlich wie ein Teil in einem Computer oder in einem Smartphone.

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Die Erde ist der einzige Planet im Universum, von dem Leben bekannt ist; die Wiege und Heimat der Menschheit und aller bekannten Lebensformen.

Leben

Leben ist ein biologischer Begriff, der sich auf die Eigenschaften, den Zustand oder den Modus bezieht, der ein Lebewesen von toter Materie trennt. Das Wort selbst kann sich auf ein Lebewesen oder laufende Prozesse beziehen, von denen Lebewesen ein Teil sind. Es kann sich auch auf den Zeitraum beziehen, in dem etwas funktionsfähig ist (wie zwischen Geburt und Tod), den Zustand eines Wesens, das geboren wurde, aber noch sterben muss, oder das, was ein Lebewesen lebendig macht.

Das Studium des Lebens wird Biologie genannt, und Menschen, die das Leben studieren, werden Biologen genannt. Eine Lebensspanne ist die durchschnittliche Länge des Lebens einer Spezies. Das meiste Leben auf der Erde wird durch Sonnenenergie angetrieben, die einzigen bekannten Ausnahmen sind die chemosynthetischen Bakterien, die um die hydrothermalen Schlote am Meeresboden leben. Alles Leben auf der Erde basiert auf der Chemie von Kohlenstoffverbindungen, insbesondere auf langkettigen Molekülen wie Proteinen und Nukleinsäure. Mit Wasser, das essentiell ist, werden die langen Moleküle in Membranen eingewickelt, um Zellen zu bilden. Das mag für alle möglichen Lebensformen im Universum gelten oder auch nicht: Für alles Leben auf der Erde gilt es heute.

Zusammenfassung

Lebende Organismen können als offene Systeme erklärt werden. Sie verändern sich ständig, weil sie mit ihrer Umwelt Stoffe und Informationen austauschen. Sie unterliegen dem Stoffwechsel, halten die Homöostase aufrecht, besitzen die Fähigkeit zu wachsen, auf Reize zu reagieren und sich zu vermehren.

Durch natürliche Selektion passen sie sich in aufeinanderfolgenden Generationen an ihre Umwelt an. Komplexere Lebewesen können auf verschiedene Weise kommunizieren. Viele Lebensformen sind auf der Erde zu finden. Die gemeinsamen Eigenschaften dieser Organismen - Pflanzen, Tiere, Pilze, Protisten, Archaeen und Bakterien - sind eine auf Kohlenstoff und Wasser basierende zelluläre Form mit komplexer Organisation und vererbbarer genetischer Information.

Gegenwärtig ist die Erde der einzige Planet, über den der Mensch detaillierte Informationen hat. Die Frage, ob es anderswo im Universum Leben gibt, ist offen. Es gab eine Reihe von Behauptungen über Leben anderswo im Universum. Keine dieser Behauptungen konnte bisher bestätigt werden. Der beste Beweis für Leben außerhalb der Erde sind Nukleinsäuren, die in bestimmten Arten von Meteoriten gefunden wurden.

Definition des Lebens

Eine Erklärung des Lebens wird als Zelltheorie bezeichnet. Die Zelltheorie hat drei grundlegende Punkte: Alle Lebewesen sind aus Zellen aufgebaut. Die Zelle ist das kleinste Lebewesen, das alle Dinge tun kann, die für das Leben notwendig sind. Alle Zellen müssen von bereits existierenden Zellen abstammen.

Etwas wird oft als lebendig bezeichnet, wenn es:

wächst,

Nahrung aufnimmt, die Nahrung zur Energiegewinnung nutzt und Abfallprodukte ausscheidet (siehe Stoffwechsel),

sich bewegt: es muss sich entweder selbst bewegen oder Bewegung in sich selbst haben,

sich fortpflanzt, entweder sexuell (mit einem anderen Lebewesen) oder asexuell, indem es Kopien von sich selbst erzeugt,

reagiert auf seine Umgebung,

funktioniert

Allerdings erfüllen nicht alle Lebewesen jeden Punkt auf dieser Liste.

Maultiere können sich nicht fortpflanzen, ebenso wenig wie Arbeiterameisen.

Viren und Sporen sind nicht aktiv lebendig (metabolisierend), bis die Bedingungen stimmen.

Sie entsprechen jedoch den biochemischen Definitionen: Sie bestehen aus der gleichen Art von Chemikalien.

Die thermodynamische Definition von Leben ist jedes System, das sein Entropieniveau unter dem Maximum halten kann (normalerweise durch Anpassung und Mutationen).

Moderne Herangehensweise

Eine moderne Definition wurde 1980 von Humberto Maturana und Francisco Varela gegeben, denen sie den Namen Autopoiesis gaben:

1. Die Herstellung der eigenen Komponenten

2. Der korrekte Zusammenbau dieser Komponenten

3. Die kontinuierliche Reparatur und Aufrechterhaltung der eigenen Existenz.

Roth kommentierte: "Kurz gesagt, Organismen sind sich selbst reproduzierende und sich selbst erhaltende oder 'autopoietische' Systeme." Dieser Ansatz nutzt Ideen der Molekularbiologie und der Systemwissenschaft.

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Der Maler Rembrandt hat dieses Gemälde im Jahr 1632 gemalt. Es zeigt Unterricht in der Anatomie, also der Wissenschaft vom Körper. Lange Zeit hielt man es für unanständig, die Körper von toten Menschen aufzuschneiden. Aber es war wichtig, damit Ärzte lernen konnten, wie der Körper funktioniert.

Dieses Bild zeigt Geometrische Körper.
1. Kugel
2. Pyramide
3. Würfel
4. Volltorus
5. Hohlzylinder
6. Zylinder
7. Kegel
8. Verknoteter Volltorus
Der Quader fehlt hier.

Körper

Jeder Mensch hat einen Körper, so wie auch Tiere einen Körper haben. Er besteht aus dem Kopf und dem Rumpf, das sind der Bauchraum und der Brustraum. Dazu kommen die Glieder, also die Arme und die Beine.

Abgesehen von den Augen sieht man eigentlich nur die Haut und die Haare. Im Körper drin befinden sich die einzelnen Organe, also das Herz, die Lunge, der Magen und viele andere. Die Knochen bilden das Skelett, das dem Körper Festigkeit gibt. Die Nerven leiten die Befehle aus dem Gehirn zu den Muskeln. Sie sorgen dafür, dass man die Körperteile bewegen kann. Andere Nerven leiten die Empfindungen von der Haut ins Gehirn. Das macht es möglich, dass wir etwas fühlen.

Der Körper des Menschen besteht aus vielen kleinen Teilen, nämlich aus Atomen und Molekülen. Fast alle bestehen aus Sauerstoff, Kohlenstoff oder Wasserstoff, meist aus komplizierten Kombinationen dieser Elemente. Über die Hälfte des Körpers besteht aus Wasser.

Außerdem sagt man, dass der Mensch eine Seele oder einen Geist hat. Man will man damit ausdrücken, dass der Mensch nicht nur aus einem Körper besteht. Der menschliche oder tierische Körper gehört in den Bereich der Biologie.

Was kann man am Körper am besten messen?

Am einfachsten kann man die Körpergröße messen. Manchmal nennt man sie auch „Körperlänge“. Bei den Menschen misst man im Stehen vom Boden bis oben an den Kopf. Bei den Säugetieren misst man von der Schnauze bis zum Po, bei den Vögeln vom Schnabel bis zum Ansatz der Schwanzfedern.

Auch das Körpergewicht kann man mit einer Waage einfach messen. Die Körperlänge und das Körpergewicht verändern sich im Laufe eines Lebens, beispielsweise im Wachstum vom Kleinkind zum jungen Erwachsenen. Beide sind auch von sehr vielen Dingen abhängig. Dazu gehören die von den Vorfahren geerbten Gene oder die Ernährung.

Das Gewicht bereitet vielen Probleme, denn für eine gute Gesundheit sollten Menschen nicht zu dick oder zu dünn sein. Mit dem sogenannten Body-Mass-Index, einer Rechenformel, kann das ideale Gewicht für die entsprechende Körpergröße errechnet werden.

Welche Körper gibt es sonst noch?

Am bekanntesten außer den Körpern von Menschen und Tieren sind die Geometrischen Körper. Man kann sie am ehesten mit Bausteinen in verschiedenen Formen vergleichen. Sie haben also nicht nur eine Länge und eine Breite wie beispielsweise ein Quadrat oder ein Kreis, sondern zusätzlich noch eine Höhe. Es passt also etwas in einen Körper hinein, das nennt man Volumen.

Auch in der Physik spricht man von Körpern. Damit meint man alles Material, das eine Ausdehnung hat. Das Material kann fest sein wie zum Beispiel Eis, flüssig wie Wasser oder gasförmig wie Dampf. Es hat aber keine genau bestimmte Form wie ein Geometrischer Körper.

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Der menschliche Körper

Ein Körper ist das physische Material einer Person oder eines Organismus. Er wird nur für Organismen verwendet, die in einem Teil oder als Ganzes vorliegen. Es gibt Organismen, die sich von einzelnen Zellen zu ganzen Organismen verändern: zum Beispiel Schleimpilze. Für sie würde der Begriff "Körper" das mehrzellige Stadium bedeuten. Andere Verwendungen:

Pflanzenkörper

Zellkörper: Hier kann es für Zellen wie Neuronen verwendet werden, die lange Axone (Nervenfasern) haben. Der Zellkörper ist der Teil, in dem sich der Zellkern befindet.

Der Körper eines toten Menschen wird auch als Leichnam oder Kadaver bezeichnet. Die toten Körper von Wirbeltieren und Insekten werden manchmal als Kadaver bezeichnet.

Der menschliche Körper hat einen Kopf, einen Hals, einen Torso, zwei Arme, zwei Beine und die Genitalien in der Leiste, die sich bei Männern und Frauen unterscheiden.

Das Studium des Körpers ist Anatomie.

Die Lehre von der Funktionsweise des Körpers ist die Physiologie.

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Benennen Sie die Körperteile! (Teil 1)

Benennen Sie die Körperteile! (Teil 2)

Benennen Sie die Körperteile! (Teil 3)

Benennen Sie die Körperteile! (Teil 4)

Der menschliches Körper

Der menschliche Körper ist der Körper eines Menschen. Er ist die physische Struktur eines Menschen.

Der Körper ist ein Ding, das verletzt oder getötet werden kann. Seine Funktionen werden durch den Tod gestoppt. Sie brauchen Ihre Muskeln und Ihre Gelenke, um sich zu bewegen.

Studium des menschlichen Körpers

Manche Menschen studieren den menschlichen Körper. Sie schauen, wo er sich von den Körpern anderer Tiere unterscheidet oder gleich ist. Diese Tiere können heute lebendig sein. Oder sie können ausgestorbene Tiere sein, wie andere Hominiden. (Hominiden sind Primaten, die dem Menschen nahe stehen. Neandertaler und Homo erectus waren Hominiden.) Manche Menschen studieren, wie der menschliche Körper funktioniert und wie er in seiner Umgebung lebt. Manche Menschen studieren, was Menschen über ihren Körper denken. Künstler studieren, wie man den menschlichen Körper zeichnet oder malt.

Studienfächer

Viele verschiedene Studienrichtungen beschäftigen sich mit dem Menschen:

Die Biologie ist ein Fachgebiet der Wissenschaft. Sie studiert lebende Dinge. Sie schaut sich an, wie der menschliche Körper funktioniert. Sie studiert, wie der menschliche Körper durch die Evolution entstanden ist. Sie studiert, wie die Genetik den menschlichen Körper macht.

Die Anatomie studiert die Teile des Körpers und wie sie zusammenarbeiten.

Ökologie studiert die Umwelt und wie der Mensch sie beeinflusst.

Physikalische Anthropologie ist ein Bereich der Wissenschaft. Sie vergleicht den Menschen mit anderen Hominiden. Sie studiert auch alle anderen hominiden Körper. Sie schauen sich an, wie Menschen und Schimpansen gleich oder verschieden sind.

Die Psychologie ist ein Bereich der Medizin. Sie untersucht, wie Menschen denken und fühlen. Das Gehirn ist ein Teil des Körpers. Wie wir denken und fühlen, kommt aus dem Gehirn. Psychologen studieren also den Körper. Sie studieren, wie das Gehirn uns sein lässt, wer wir sind.

Auch die Religion spricht über den Körper. Einige Religionen sehen den Körper als den Ort, an dem die Seele lebt. Manche sehen den Körper als eine Art Kirche. Das liegt daran, dass eine Kirche der Ort ist, an dem Menschen Gott verehren. Diese Leute denken, dass Gott im Inneren der Menschen angebetet werden sollte. Einige Religionen denken, dass der Körper aus Chakren besteht, die uns mit dem Universum verbinden.

Die Medizin sieht den Körper wie eine Maschine. Ärzte wollen Probleme mit dem Körper beheben. Sie studieren, wie man die Probleme, die Krankheiten genannt werden, beheben kann.

Verschiedene Organsysteme geben dem Körper die Fähigkeit zu leben und Dinge zu tun.

Der menschliche Körper und andere Tiere

Der menschliche Körper ist wie der anderer Tiere. Das Skelett, die Muskeln und andere Teile sind denen anderer Primaten sehr ähnlich. Unser Körper ist auch wie der anderer Säugetiere, und etwas wie der anderer Wirbeltiere. Die Unterschiede in der DNA folgen einem ähnlichen Muster. Das menschliche Genom ist näher an dem anderer Primaten als an dem anderer Wirbeltiere und kommt dem Schimpansen am nächsten.

Einige Körperteile:

Kehlkopf, Speiseröhre, Luftröhre, Muskel, Leber, Gallenblase, Niere, Skelett, Darm, Lymphknoten, Lunge, Milz, Knochenmark, Magen, Vene, Bauchspeicheldrüse, Harnblase

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In einer natürlichen Blumenwiese oder in einem natürlichen Wald wachsen vielfältige Gemeinschaften von Pflanzen. Das Tulpenbeet hingegen haben Gärtner angelegt.

Planzen

Eine Pflanze ist ein Lebewesen. Pflanzen sind eines von sechs großen Reichen in der Biologie, der Wissenschaft vom Leben. Tiere sind ein anderes Reich. Bekannte Pflanzen sind Bäume und Blumen. Auch Moose sind Pflanzen, Pilze hingegen gehören wieder zu einem anderen Reich.

Die meisten Pflanzen leben auf dem Erdboden. In der Erde haben sie Wurzeln, mit denen sie Wasser und andere Stoffe zum Leben aus dem Boden holen. Oberhalb der Erde ist ein Stamm oder Stängel. Daran wachsen die Blätter. Pflanzen bestehen aus vielen kleinen Zellen, mit Zellkern und Zellhülle.

Eine Pflanze braucht das Licht der Sonne. Die Energie aus dem Licht hilft dabei, dass die Pflanze ihre Nahrung herstellen kann. Dafür hat sie einen besonderen Stoff in den Blättern, das Chlorophyll, sprich Kloro-Füll.

Der Huflattich ist eine typische Pionierpflanze. Er wächst am liebsten dort, wo es kaum Erde gibt.

Was sind Pionierpflanzen?

Pionierpflanzen sind Pflanzen, die an einem besonderen Ort als erste wachsen. Solche Orte entstehen plötzlich durch Erdrutsche, Vulkanausbrüche, nach Hochwassern, nach Waldbränden, beim Rückzug von Gletschern und so weiter. Solche Orte können aber auch frisch ausgehobene Gräben, oder planierte Flächen auf Baugrundstücken sein. Pionierpflanzen brauchen besondere Eigenschaften:

Die eine Eigenschaft ist die Art, wie sich die Pionierpflanzen verbreiten. Die Samen müssen so beschaffen sein, dass sie mit dem Wind weit fliegen können, oder Vögel tragen sie mit und scheiden sie mit ihrem Kot wieder aus.

Die zweite Eigenschaft betrifft die Genügsamkeit mit dem Boden. Eine Pionierpflanze darf keine Ansprüche stellen. Sie muss fast oder sogar ganz ohne Dünger auskommen. Dies gelingt, indem sie den Dünger aus der Luft beziehen kann oder zusammen mit bestimmten Bakterien aus dem Erdboden. So machen es beispielsweise die Erlen.

Typische Pionierpflanzen sind auch Birken, Weiden oder der Huflattich. Die Pionierpflanzen werfen jedoch ihr Laub ab oder die ganze Pflanze stirbt nach einer gewissen Zeit. Dadurch entsteht neuer Humus. Der ermöglicht es anderen Pflanzen, sich auszubreiten. Meist sterben dafür nach einer gewissen Zeit die Pionierpflanzen ab.

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  Farne gab es schon vor 400 Millionen Jahren
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  Rosen in Baden-Württemberg
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  Vertrocknete, tote Pflanze
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  Venusfliegenfalle, eine fleischfressende Pflanze

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Das ist kein echter menschlicher Körper, sondern nur ein Modell. Zu sehen sind einige unserer inneren Organe. 1: Lunge, 2. Herz, 3: Leber, 4: Magen, 5. Dünndarm, 6: Dickdarm, 7: Fettschicht, 8: Milz.

Organ

Ein Organ ist ein Körperteil eines Lebewesens, also auch vom Menschen. In unserem Körper gibt es eine ganze Reihe von Organen, und sie alle haben bestimmte Aufgaben. Das Herz zum Beispiel pumpt Blut durch die Adern. Ein anderes atmet, damit wir nicht ersticken: Das ist die Lunge, bei den Fischen sind es die Kiemen.

Wieder andere Körperorgane verdauen unser Essen. Das sind der Magen und der Darm. Außerdem gibt es noch die Leber, die Milz, die Nieren, die Schilddrüse, das Gehirn und viele andere. Auch Muskeln und Knochen sind Organe. Das größte Organ des Menschen ist die Haut.

Die Leber ist ein wichtiges Organ, weil sie bei der Verdauung hilft und giftige Stoffe aus dem Blut filtert.

Was für Organe gibt es?

Sämtliche Organe zusammen ergeben einen Organismus. Manche Organe gibt es im Körper nur einmal, andere zweimal. Man nennt sie „paariges Organ“. Hierzu gehören beispielsweise die Lunge mit ihren beiden Lungenflügeln und die Nieren. Da es in einem Körper nur ein Herz gibt und nur eine Leber, gehören diese nicht zu den paarigen Organen. Es gibt auch Organe, die in einem Organismus häufig vorkommen, beispielsweise die Knochen und die Muskeln.

Fast alle Organe, die wir haben, sind wichtig zum Leben. Eine Ausnahme bildet zum Beispiel der Blinddarm. Den kann man wegoperieren, meist nach einer starken Entzündung. Von den paarigen Organen kann man auf eines verzichten, wenn beispielsweise eines stark an Krebs erkrankt ist. Man kann zum Beispiel mit nur einer Niere leben oder mit nur einem Lungenflügel. Das ist der Vorteil der paarigen Organe.

Auf die meisten Organe kann man nicht verzichten, ohne sie würden wir sterben. Manche Organe kann man, wenn sie krank sind und nicht mehr gesund werden können, durch künstliche Organe ersetzen. Das geht aber nicht bei allen Organen. In vielen Fällen kann man auch das kranke Organ eines Menschen gegen das gesunde eines anderen Menschen oder sogar eines Tieres austauschen. Diejenigen, die ihre Organe an kranke Menschen weitergeben, heißen Organspender. Manche Organe, die man unbedingt selbst braucht wie das Herz, kann man erst spenden, wenn man schon tot ist.

Eine besondere Form von Organen sind die Sinnesorgane, mit denen wir unsere Umwelt wahrnehmen. Dazu gehören:

die Nase und der Geruchsinn zum Riechen,

die Zunge und der Geschmacksinn zum Schmecken,

die Ohren und der Gehörsinn zum Hören,

die Haut und der Tastsinn zum Fühlen sowie

die Augen und der Sehsinn zum Sehen.

Nicht nur Menschen und Tiere haben Organe, sondern auch Pflanzen. Eine Wurzel ist zum Beispiel so ein pflanzliches Organ mit eigenen Aufgaben, auch die Rinde bei Bäumen oder die Blätter.

Der Bundestag ist das Parlament und damit ein Organ der Bundesrepublik Deutschland.

Was bedeutet das Wort Organ noch?

Das Wort Organ kann aber noch ganz andere Bedeutungen haben. Im übertragenen Sinn spricht man etwa von einem Organ, wenn eine oder mehrere Personen stellvertretend für eine Organisation oder ein ganzes Land sprechen oder handeln dürfen. So bezeichnet man zum Beispiel den Bundeskanzler auch als Staatsorgan, weil er für den ganzen Staat handelt und diesen vertritt.

Manche Firmen, Vereine, Parteien oder andere Organisationen haben auch eigene Zeitschriften, die im Namen der Organisation sprechen und Neuigkeiten, aktuelle Geschehnisse oder andere wissenswerte Sachen über diese verbreiten. Auch diese Zeitschriften nennt man Organ. Nicht jede Organisation hat ein eigenes Organ. Viele haben aber eines, um sich bekannt zu machen und über sich in der Öffentlichkeit zu berichten.

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Unser Körper hat vom Kopf bis zu den Füßen über 656 Muskeln. Dieser Mann hat besonders hart trainiert, deshalb sieht man seine Muskeln so gut.

Muskel

Die Muskeln sind ein Teil im Körper von uns Menschen und von vielen Tieren. Muskeln funktionieren alle ähnlich: Sie ziehen sich zusammen und entspannen sich. Meist denken wir zuerst an unsere Muskeln an Armen und Beinen. Aber auch unser Herz ist ein Muskel, und zwar ein ganz besonderer. Alle oder mehrere Muskeln zusammen nennt man die Muskulatur.

Man unterscheidet drei Arten von Muskeln: Mit den Skelettmuskeln bewegen wir unser Skelett, also unsere Knochen und somit den ganzen Körper. Wir können sie mit dem Gehirn steuern. Sie tun also, was wir wollen. Die Verbindung vom Gehirn zu den Muskeln geht über sehr viele Nerven. Das kann man sich wie viele Telefonleitungen nebeneinander vorstellen.

Eine zweite Art von Muskeln haben wir zum Beispiel rund um den Darm. Sie bewegen den Darm so, dass der Nahrungsbrei langsam vorwärts wandert. Auch um die Adern haben wir solche Muskeln, weil das Herz allein als Pumpe nicht ausreicht. Diese Muskeln können wir nicht mit unserem Bewusstsein steuern. Das erledigen die Nerven unabhängig davon.

Eine dritte Art von Muskel ist der Herzmuskel. Er gleicht zwar in vielem den Skelettmuskeln, wir können ihn aber nicht bewusst steuern. Der Herzmuskel arbeitet schneller, wenn wir uns zum Beispiel beim Sport anstrengen. Aber auch aus Angst oder Nervosität beginnt er manchmal zu rasen. Der Herzmuskel kann keinen Krampf kriegen, auch wenn er sich noch so stark und lange anstrengen muss.

Jeder Muskel mündet in Sehnen, die am Skelett, also an den Knochen festgemacht sind. Hier sind in Rot die Armbeuger eingezeichnet, die Bizeps.

Was weiß man über die Skelettmuskeln?

Der Körper eines frisch geborenen Babys besteht etwa zu einem Fünftel aus Muskeln. Bei einer erwachsenen Frau beträgt der Anteil etwa ein Drittel. Bei einem erwachsenen Mann ist es etwas mehr.

Die Skelettmuskeln bestehen in der Mitte aus Muskelgewebe. Gegen die Enden hin werden sie dünner und münden in eine Sehne. Die Sehnen sind am Skelett angewachsen, also an einem Knochen. Das ist so ähnlich wie wenn viele Menschen an einem Seil ziehen, an dem ein Auto befestigt ist.

Die Anzahl der Muskeln ist bei allen Menschen gleich. Wie dick und wie stark die Muskeln sind, hängt aber vom Training ab. Ohne Training erschlaffen die Muskeln und bilden sich sogar zurück. Die Art des Trainings spielt eine große Rolle: Gewichtheben, Hammerwerfen und ähnliche Sportarten brauchen dicke Muskeln, die aber nicht immer ganz so hart sind. Das Gegenteil sind die Marathonläufer: Sie sind sehr schlank und deshalb auch leicht. Ihre Muskeln sind eher dünn aber dafür sehr zäh und werden steinhart. Schon ein Hundert-Meter-Läufer ist deutlich breiter und muskulöser gebaut.

Damit Muskeln stark und ausdauernd werden, muss man sie also trainieren. Dadurch trainiert sich auch das Herz und der Blutkreislauf mit. Damit sind auch die Muskeln um die Adern sowie die Atmung gemeint. Die kann man anders nicht trainieren.

Wie arbeiten Muskeln?

Muskeln können nur ziehen, aber nicht stoßen. Sie ziehen sich also bei Anstrengung zusammen und lassen dann wieder los. Jungs und Männer zeigen gerne ihre Muskeln an der Vorderseite des Oberarms. Wenn man sie anspannt, treten sie hervor. Dieser Muskel heißt Bizeps. „Bi“ bedeutet „zwei“, „Zeps“ bedeutet „Muskel“. Dieser Muskel hat zwei Teile und oben zwei Sehnen. Daher hat er seinen Namen. Auf Deutsch heißt er „Armbeuger“. Das kann er nämlich, und nichts anderes.

Hinten an Oberarm sitzt also sein Gegenspieler, der Armstrecker. Er heißt „Trizeps“, weil er aus drei Teilen besteht. Er streckt den Unterarm und tut somit genau das Gegenteil des Armbeugers.

Auf dem Prinzip „Muskel-und-Gegenspieler“ ist unser ganzer Körper aufgebaut. Die Muskeln können ja eben nicht stoßen, sondern nur ziehen. Muskel und Gegenspieler haben wir deshalb an Armen, Beinen und überhaupt am ganzen Körper. In der Fachsprache heißen die beiden Agonist und Antagonist.

Nun stellt sich noch die Frage, wie wir uns denn strecken können, wenn wir zum Beispiel einen Apfel von einem Ast pflücken wollen. Tatsächlich können unsere Muskeln so zusammenarbeiten, dass aus vielen Muskeln, von denen jeder einzelne sich zusammenzieht, gemeinsam eine Streckbewegung entsteht. Aber das ist dann schon eine sehr schwierige Sache.

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Muskel

Muskeln sind ein Gewebe im tierischen Körper. Ihre Hauptaufgabe ist es, uns zu helfen, unsere Körperteile zu bewegen. Sie sind eines der wichtigsten Systeme des menschlichen und tierischen Körpers. Wenn ein Muskel aktiviert wird, zieht er sich zusammen, wird kürzer und dicker und zieht dadurch seine Enden näher zusammen.

Arten von Muskeln

Es gibt drei Arten von Muskeln:

Skelettmuskeln, die Muskeln, die an den Knochen befestigt sind. Sie ziehen an den Knochen, um Bewegungen auszuführen.

Glatte Muskeln, zum Beispiel die Muskeln in Blutgefäßen und der Blase

Herzmuskel, der Muskel des Herzens

Muskelbewegungen können entweder als willkürliche oder unwillkürliche klassifiziert werden.

Die Skelettmuskeln bewegen die Gliedmaßen (Arme und Beine). Sie bewegen den Kiefer auf und ab, damit die Nahrung gekaut werden kann. Die Skelettmuskeln sind die einzigen freiwilligen Muskeln, die einzigen, die wir freiwillig bewegen können.

Der Herzmuskel ist der Muskel im Herzen. Wenn sich dieser Muskel zusammenzieht, drückt er das Blut durch das Kreislaufsystem. Der Herzmuskel ist nicht freiwillig.

Die glatten Muskeln sind die anderen Muskeln im Körper, die unfreiwillig sind. Glatte Muskeln gibt es an vielen Stellen. Sie befinden sich in:

Das gastrointestinale System - dazu gehören der Magen und die Därme. So bewegt sich die Nahrung durch uns und wir nehmen Energie daraus auf.

Blutgefäße - glatte Muskeln machen Blutgefäße kleiner oder größer. Dadurch wird der Blutdruck kontrolliert.

Haare - glatte Muskeln in den Haarfollikeln sorgen dafür, dass sich die Haare aufstellen, wenn Sie Angst haben oder Ihnen kalt ist.

Muskelstruktur

Muskeln sind aus vielen Muskelzellen aufgebaut. Die Zellen ziehen sich zusammen, um den Muskel kürzer werden zu lassen. Die Muskelzellen wissen, dass sie dies gemeinsam tun müssen, weil viele von ihnen Informationen von den Nerven erhalten, die an sie gesendet werden. Die Zellen, die die Nachricht von den Nerven erhalten, informieren andere Zellen, die sich in ihrer Nähe befinden. Sie sagen es den anderen Zellen, indem sie einen elektrischen Strom senden.

Muskelzellen sind mit Proteinen namens Aktin und Myosin gefüllt. Dies sind die Proteine, die den Muskel kontrahieren (kürzer werden) lassen.

Muskelkontraktion

Wenn ein Nerv einem Muskel sagt, dass er sich zusammenziehen soll, öffnet der Muskel Löcher in seiner Zellmembran. Diese Löcher sind Proteine, die Kalziumkanäle genannt werden. Die Kalzium-Ionen strömen in die Zelle. Kalzium kommt auch aus einem speziellen Ort in der Zelle, dem sarkoplasmatischen Retikulum, heraus. Dieses Kalzium haftet an den spezialisierten Proteinen Aktin und Myosin. Dadurch werden diese Proteine veranlasst, den Muskel zu kontrahieren.

Die Kontraktion benötigt auch ATP. Dies ist die Energie, die die Zellen verwenden. Es wird aus der Verwendung von Glukose in der Zelle hergestellt. Es braucht viel Energie, um kontrahierte Muskeln freizusetzen. Sie verwenden die meiste Energie für den Aufbau der Muskeln.

Muskelerkrankungen

Es gibt viele verschiedene Arten von Muskelkrankheiten. Es gibt drei große Gruppen von Krankheiten:

Neuromuskuläre Krankheiten - das sind Probleme damit, wie die Nerven den Muskeln sagen, dass sie sich bewegen sollen. Schlaganfälle, Zerebralparese und Parkinson sind neuromuskuläre Krankheiten.

Motorische Endplattenerkrankungen - dies sind Probleme mit der Stelle, an der der Nerv dem Muskel sagt, dass er sich bewegen soll. Tetanus und Myasthenia gravis sind motorische Endplattenkrankheiten.

Myopathien - hierbei handelt es sich um Probleme mit der Struktur des Muskels. Muskeldystrophie, Krebserkrankungen wie das Ewing-Sarkom und Kardiomyopathie sind Myopathien.

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Knochen sehen wir von Auge nicht, weil sie im Körper drin verborgen sind. Dieses Röntgenbild zeigt die Knochen einer Männerhand.

Knochen

Knochen sind harte Teile des Körpers, die ihn stützen. Sie bilden auch eine Schutzschicht: Der Schädel für das Gehirn, die Rippen für den Brustraum. Alle zusammen bilden das Skelett.

Tiere und Menschen haben nicht immer die gleichen Arten von Knochen. Vögel zum Beispiel haben mit Luft gefüllte Röhrenknochen, damit sie leichter sind und gut fliegen können. Die Knochen der Fische nennt man Gräten.

Aus welchen Teilen bestehen Knochen?

Knochen bestehen vor allem aus Knochengewebe, dem Knochenmark und der Knochenhaut. Das Knochengewebe besteht einerseits aus harten Teilen, welche ihm die Stabilität geben. Das sind Mineralstoffe mit viel Kalk. Andererseits enthält der Knochen weiche Teile aus Eiweißstoffen, die geben ihm die Elastizität. Man nennt diese Teile auch Knochenleim.

Knochen wachsen mit dem Körper mit, denn es sind lebende Organe. Sie verändern sich aber auch: Kinderknochen enthalten viel Knochenleim, deshalb sind sie so weich und elastisch. Knochen von älteren Menschen enthalten mehr Mineralstoffe. Sie brechen deshalb leichter.

Jeder Knochen ist von einer dünnen Knochenhaut überzogen. Die Knochenhaut ist sehr empfindlich auf Schmerzen. Das merkt man, wenn man sich beispielsweise das Schienbein anschlägt.

Im Inneren des Knochens befindet sich das Knochenmark. Im Knochenmark wird das Blut neu gebildet und laufend ersetzt. Deshalb befinden sich in den Knochen viele Adern.

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  Der Schädel besteht aus verschiedenen Knochen. Außer dem Unterkiefer sind sie alle zu einem zusammen- gewachsen.
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  Knochen bleiben in der Erde viel länger erhalten als die übrigen Blut, Muskeln und so weiter.
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  Die Knochen von Fischen nennt man Gräten.

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Die Knochen eines menschlichen Fußes

Knochen

Knochen sind Teile des Skeletts von Wirbeltieren. Sie schützen auch die Organe in unserem Körper.

Die Knochen sind das Gerüst des Körpers. Ohne sie wären wir ein Haufen von Organen auf dem Boden und könnten uns nicht bewegen.

Knochen schützen auch. Der Schädel schützt das Gehirn und die Rippen schützen das Herz und die Lunge. Der Kiefer und die Wangenknochen stützen die Gesichtsmuskeln, die uns beim Essen und Lächeln helfen. Das Becken schützt die Fortpflanzungsorgane, und die Wirbel schützen das Rückenmark.

Knochen sind lebendes Gewebe und müssen durch regelmäßige Bewegung und die Zufuhr von Kalzium aus Lebensmitteln wie Milch und dunklem Blattgemüse wie Spinat erhalten werden. Das Knochenmark in der Mitte der größeren Knochen stellt unsere roten Blutkörperchen her.

Zeichnung eines typischen Langknochens: Compacta (Corticalis) und Substantia spongiosa (kurz Spongiosa

Struktur

1.) Knochenmark

Langknochen sind hohl, mit einem zentralen Kern, der nicht so stark ist wie der Rest des Knochens. Er enthält das Knochenmark, eines der wichtigsten Gewebe im Körper der Wirbeltiere. Es produziert Blutzellen für das Blutsystem, und Lymphozyten für das Immunsystem.

mikroskopische Knochenstruktur

Osteon

2.) Osteone sind die kleinen Einheiten, aus denen die härtesten Teile des menschlichen Knochens aufgebaut sind. Sie sind etwa zylindrisch, etwa 0,2 mm breit und einige Millimeter lang. Sie sind im Knochen der meisten Säugetiere und vieler Reptilien, Vögel und Amphibien zu finden. Im Inneren der Osteone befinden sich Knochenzellen, die Osteozyten genannt werden und jeweils in ihrem eigenen kleinen Raum leben. Die Osteozyten stehen durch zytoplasmatische Prozesse über ein Netzwerk von winzigen Kanälen miteinander in Kontakt. Dies ermöglicht den Austausch von Nährstoffen und Stoffwechselabfällen. Kollagenfasern in jedem Ring von Zellen ("Lamellen") geben ihnen Struktur.[3]

Osteone haben in der Mitte ein Loch, den sogenannten Havers-Kanal (Syn. Haversscher Kanal). Dieser Kanal enthält die Blutversorgung des Knochens. Er enthält auch Kapillaren und Nervenfasern.

Die Details der Osteonstruktur variieren zwischen Knochen und Knochenteilen, von Spezies zu Spezies, zwischen den Geschlechtern und je nach Alter und Umweltfaktoren.

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Grau sind die Knochen, hier die Rippen. Die Knorpel sind dunkel. Sie verbinden die Rippen unter sich und mit dem Brustbein.

An diesem Knie wurden der Meniskus und das Kreuzband operiert. Das gelingt heute durch kurze Einschnitte in der Haut.

Knorpel

Knorpel haben die Menschen und viele Tiere in ihrem Körper. Am besten spüren wir einen Knorpel in der Ohrmuschel, denn dort ist er nur von der Haut überzogen. Knorpel ist weicher als Knochen, elastisch und zäh. Knorpel enthält Adern, aber eher wenige, damit das Blut hindurchfließen kann. Die Knorpel ergänzen das Skelett.

Ein Knorpel bildet auch die Nasenspitze. Auch dort ist der Knorpel nur mit Haut überzogen. Dass die Nasenspitze ein Knorpel und kein Knochen ist, merkt man daran, dass man ihn leicht bewegen kann. Er sorgt dafür, dass die Nasengänge lang genug sind, damit unsere Organ zum riechen genügend Platz finden. Aber auch um die Atemluft zu filtern, zu befeuchten und anzuwärmen braucht es genügend Platz, den der Knorpel schafft.

Am Brustkorb halten die Knorpel die Rippen zusammen und verbinden diese mit dem Brustbein. So bleibt der Brustkorb elastisch, damit er sich beim Atmen heben und senken kann.

Zwischen den einzelnen Rückenwirbeln liegen die Bandscheiben, die sind ebenfalls aus Knorpel. Sie federn die Stöße ab, wenn wir etwa von hoch oben herunterspringen und hart landen. Diese Knorpel schützen das Hirn vor zu starken Erschütterungen und helfen mit, dass der Rücken beweglich ist.

Ein besonderer Knorpel liegt im Knie, zwischen dem Ober- und dem Unterschenkelknochen: der Meniskus. Er hat die Form eines doppelten Rings, so wie eine liegende 8. Der Meniskus hilft den Bändern und Muskeln, das Knie in der richtigen Stellung zu halten. Oft verletzt man sich den Meniskus beim Sport oder durch eine unachtsame Drehung. Der Meniskus heilt schlecht, weil er wie jeder Knorpel wenig durchblutet ist. Manchmal muss ein Arzt ein Stück des Meniskus herausschneiden. Dann schmerzt das Knie kaum mehr. Manche Menschen sind dann aber auch sportlich nicht mehr so leistungsfähig.

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Ein typisches Gelenk. Benenne die Gelenkteile!

Gelenk

Ein Gelenk ist die Stelle, an der sich zwei oder mehr Knochen berühren.[1] Sie ermöglichen Bewegung (außer bei Schädelknochen) und geben mechanischen Halt.

Gelenke haben Knorpel dazwischen, die die Bewegung ermöglichen. Gelenke werden strukturell und funktionell beschrieben. Die strukturelle Klassifizierung ist, wie die Knochen miteinander verbunden sind; die Funktion ist der Grad der Bewegung zwischen den gelenkig verbundenen Knochen.

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Ein natürliches und ein künstliches Hüftgelenk. Nur der Gelenkkopf ist hier aus Metall, die Gelenkpfanne bildet nach wie vor der Beckenknochen.

Diese Straßenbahn besteht aus fünf Teilen und braucht vier Gelenke, damit sie die Kurven fahren kann.

Gelenk

Ein Gelenk ist eine bewegliche Stelle, an der zwei feste Dinge zusammenkommen. Meist denken wir an ein Gelenk in unserem Körper zwischen zwei Knochen. Man kann sich das vorstellen, wie wenn man eine Hand über eine Faust legt. Die Hand bildet dann die Gelenkpfanne, die Faust ist der Gelenkkopf. So sieht man es am deutlichsten bei unseren Hüftgelenken. Aber auch in den Ellbogen, in den Knien, in den Fingern und an vielen anderen Orten haben wir Gelenke. Sie sorgen dafür, dass unser Körper beweglich ist. Die Gelenke bewegen sich aber nicht von allein. Dafür sorgen die Muskeln.

Zu einem Gelenk bei den Menschen oder überhaupt bei allen Wirbeltieren gehört eine dünne Schicht aus Knorpel, die über den Knochen liegt. Zwischen beiden Knochen liegt der Gelenkspalt. Der ist mit einer besonderen Flüssigkeit gefüllt. Das alles verhindert, dass die Knochen aneinander reiben, sich abnutzen und schmerzen. Gelenke in der Technik schmiert man meist mit Fett.

In der Natur gibt es verschiedene Arten von Gelenken, je nachdem, wo sie im Körper liegen. Einen Ellbogen oder ein Knie beispielsweise können wir nur in einer Ebene hin- und zurückbewegen. Das Handgelenk bewegt die Hand nicht nur vor und zurück, sondern auch hin und her. Durch das Schultergelenk können wir unseren Arm nahezu im Kreis bewegen. Zwischen dem obersten Halswirbel und dem Kopf liegt ein besonderes Gelenk, damit wir den Kopf kippen und drehen können.

Manchmal kann es zu Verletzungen des Gelenks kommen. Das geschieht meist im Sport bei einer ruckartigen Bewegung oder bei einem Sturz. Es kann auch vorkommen, dass man beim Gehen oder Laufen mit dem Fuß umknickt. Dabei wird das Gelenk mehr gedehnt als normal. Diese Verletzungen schmerzen und schwellen an, das heißt die betroffene Stelle wird dick. Dabei können die beiden Knochen im Gelenk auch verrutschen und nicht mehr richtig zueinander liegen. Man sagt dazu: Er hat sich das Gelenk ausgerenkt. Meist kann das ein Arzt oder eine andere Fachperson wieder einrenken. Das ist allerdings sehr schmerzhaft. Oft bleiben solche Verletzungen jedoch ohne Folgen und es muss nichts eingerenkt werden. Allerdings kann sich bei einem solchen Gelenk dann ein Ausrenken eher wiederholen.

In Gelenken kann sich Kalk ablagern. Dann sind die Teile nicht mehr rund und kratzen beim Bewegen. Das ist meist schmerzhaft und hindert den Menschen beispielsweise beim Gehen. Die Ärzte können deshalb heute natürliche Gelenke durch künstliche aus Metall ersetzen. Häufig ersetzt werden Hüftgelenke und Kniegelenke, denn die werden im Alltag stark belastet.

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  Kniegelenke von außen...
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  ...und im Röntgenbild
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  Ein Handgelenk von außen...
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  ...und im Röntgenbild
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  Diese Arten von Gelenken haben wir im Körper.

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Die menschliche Lunge

Lunge

Die Lunge ist ein Organ in vielen Wirbeltieren (Tiere, die eine Wirbelsäule haben). Sie nimmt Blutsauerstoff aus der Luft auf und stößt Kohlendioxid aus. Die meisten Wirbeltiere mit Lunge haben zwei davon.

Bei Tieren ist die Lunge der Bereich, in dem der Gasaustausch stattfindet. Ohne Gasaustausch würde kein Sauerstoff aus der Lunge ins Blut gelangen, so dass die Körperzellen nicht den für die Atmung benötigten Sauerstoff erhalten könnten.

Die Alveolen sind feucht, damit der Sauerstoff aus der Lunge durch die Alveolen in die Blutgefäße und die roten Blutkörperchen gelangen kann. Kohlendioxid gelangt aus dem Blut in die Alveolen. Das sauerstoffgefüllte Blut geht zurück zum Herzen und das Kohlendioxid in den Alveolen wird aus der Lunge in die Ausatmungsluft gedrückt.

Die Lunge der Vögel

Die Lungen von Vögeln sind kleiner als die von Säugetieren und haben keine Alveolen, stattdessen haben sie Millionen von Para-Bronchien. Diese Para-Bronchien enden in winzigen Kapillaren oder sehr kleinen Blutgefäßen und sie verlaufen nahe an den Blutgefäßen des Körpers, so dass Diffusion stattfinden kann und der Sauerstoff und das Kohlendioxid ausgetauscht werden. Der Sauerstoff und das Kohlendioxid in der Vogellunge diffundieren kontinuierlich in das Blut hinein und wieder heraus, nicht wie bei Säugetieren, wo die Diffusion nur in den Alveolen stattfinden kann. Die Luft geht nicht wie bei Säugetieren in die Lunge hinein und wieder heraus. Stattdessen schieben muskulöse Luftsäcke die Luft durch die Vogellunge vorwärts.

Reptilienlunge

Die Lungen der Reptilien öffnen und schließen sich, weil die sie umgebenden Rippen auf sie drücken und sich dann mit Hilfe von Muskeln öffnen. Die Leber ist auch an der Unterseite der Lunge befestigt und wenn ein Muskel, der an der Leber befestigt ist, zieht, bewegt sich die Leber von der Lunge weg und zieht sie, wodurch sie größer wird.

Amphibienlunge

Froschlungen sind im Vergleich zu den meisten anderen Lungen sehr einfach, sie sind einfach Ballons, deren feuchte Außenseite eine Diffusion ermöglicht. Aber Frösche bewegen sich nicht viel und brauchen daher nicht viel Sauerstoff, aber sie können auch Sauerstoff durch ihre feuchte Außenhaut aufnehmen, wenn ein großer Bedarf an Sauerstoff besteht (z. B. Kampf- oder Fluchtreaktion)

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Die Lunge sitzt im Brustkorb. Hier im Modell sind das die beiden großen Flügel links und rechts. Dazwischen und etwas darunter liegt das Herz.

Zeichnung von zwei Lungenflügeln: Die vielen Linien zeigen die Adern, die die Lunge durchbluten. Die roten Linien sind Arterien, mit Blut, das voll mit Sauerstoff ist. In Blau: Dies sind die Venen mit sauerstoffarmem Blut.

Lunge

Die Lunge ist ein Organ in der Brust. Sie versorgt den Körper mit Sauerstoff. Außerdem entfernt sie Kohlendioxid aus dem Körper, das ist der verbrauchte Sauerstoff. Der Mensch besitzt wie jedes Säugetier zwei Lungenflügel. Der rechte besteht aus drei Lungenlappen, der linke aus zwei, denn dort braucht das Herz noch seinen Platz.

Die Lunge ist aus vielen verzweigten kleinen Luftrohren aufgebaut. Sie beginnen mit zwei Hauptrohren an der Luftröhre, den Hauptbronchien. Diese Hauptrohre verzweigen sich in immer kleiner werdende Rohre. Sie enden in kleinen Bläschen, den Alveolen. An den Wänden dieser Luftbläschen liegen winzige Adern.

Über diese Adern nimmt das Blut Sauerstoff aus der Atemluft auf. Umgekehrt gibt der Körper so Kohlendioxid aus dem Blut an die Bläschen ab. Das Kohlendioxid kann dann ausgeatmet werden. Die Adern der Lunge sind über einen eigenen Blutkreislauf mit dem Herz verbunden. Man nennt ihn den „kleinen Kreislauf“ oder „Lungenkreislauf“.

Es gibt verschiedene Lungenkrankheiten. Ein einfacher Husten reicht meist nur bis zu den Bronchien, also den dicken Rohren. Bei einer Lungenentzündung sitzt die Krankheit tiefer und die Lunge hat sich entzündet. Meist kommt das von einer Ansteckung durch Viren oder Bakterien. Da muss man zum Arzt gehen. Viele Menschen schädigen ihre Lungen durch das Rauchen von Zigaretten.

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  Die Lunge, rosa bei Ausatmung, blau bei Einatmung
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  Skizze von Lungenbläschen
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  Links: gesunder, rechts: durch Zigarettenrauch geschädigter Lungenflügel