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Wedel-Schulauer Tageblatt

22. November 2017 | 23:28 Uhr

Früher Beweis für eine innere Uhr

vom
Aus der Redaktion des Wedel-Schulauer Tageblatts

Versuch in D 1-Mission Bereits vor 30 Jahren wies Professor Dieter Mergenhagen den Tag-Nacht-Rhythmus von Grünalgen nach

shz.de von
erstellt am 24.Okt.2017 | 16:00 Uhr

Der Weltraum ist nicht mehr genug. Das Objekt dieser Woche schlägt den Bogen zur ganz großen Wissenschaft: zu den diesjährigen Nobelpreisen für Medizin. Klein und unscheinbar steht der schwarze Kasten zwischen Tonbändern und Aufnahmegeräten im Technicon. Und beinhaltet doch Bedeutendes: einen Versuchsaufbau, der die biologische Uhr nachweist. Die ausgezeichneten US-Wissenschaftler haben die innere Uhr enträtselt. Professor Dieter Mergenhagen, mittlerweile emeritiert, und sein Team, in dem auch seine Frau Elke als technische Assistentin eine wichtige Rolle spielte, haben bereits 1985 bewiesen, dass es die innere Uhr gibt.

Ihr Forschungsgegenstand: die Grünalge Clamydomonas reinhardtii. In ihrer subjektiven Tagzeit schwimmt die Grünalge ins Licht, in ihrer subjektiven Nachtzeit ist sie inaktiv, erklärt Mergenhagen den Rhythmus der Pflanze, den sich der Wissenschaftler für seine Versuche im Botanischen Institut der Hamburger Universität zunutze machte. „Es gab Zweifel, ob diese Rhythmik tatsächlich durch eine innere Uhr bedient wird, oder ob es eine Funktion ist, die durch die Erdumdrehung gesteuert wird“, erinnert er sich. Als die Europäische Weltraumorganisation in den frühen 1980er Jahren in den Instituten in Deutschland anfragte, wer etwas zur D  1-Mission beitragen wolle, war das die Chance für den Molekularbiologen, die Zweifel auszuräumen. In den Orbit geschossen wäre seine Versuchsanordnung von den Kräften auf der Erde entkoppelt, die Steuerung des Tag-Nacht-Rhythmus aus der Pflanze heraus bewiesen, so die Überlegung. Das Space Shuttle mache die Erdumdrehungen zwar mit, gibt Mergenhagen zu. Allerdings dauert eine Umrundung 89 Minuten. „Das kann die Alge als Zeitgeber nicht erfassen.“

In dem schwarzen Kasten waren insgesamt sechs Proben untergebracht. Drei Glühbirnen spendeten Licht. Jeweils über und unter der Lichtquelle lagen die Algenkulturen in Küvetten. Eine Photozelle darüber beziehungsweise darunter registrierte, ob die Grünalgen sich bewegten oder nicht. Auf die Schwerkraft hätten sie im Weltall ja keine Rücksicht nehmen müssen, erläutert Mergenhagen die Probenplatzierung im gesamten Quader.

Alle zwei Stunden bekamen die Proben für 20 Minuten Licht. Gerade genug für eine ausreichende Photosynthese, um zu überleben. Darüber hinaus war dies aber auch eine Periodenlänge, die den eigenen Tag-Nacht-Rhythmus der Pflanzen nicht berührte. „Das registrierte sie nicht als Zeitgeber“, erklärt der Wedeler Wissenschaftler. Die technische Schwierigkeit des mit Dornier in Friedrichshafen entwickelten Versuchsaufbaus war dessen Optimierung. Die Anordnung musste stark verkleinert werden und durfte zudem nur wenig Energie kosten.

Mit seiner Frau zusammen flog Mergenhagen vier Wochen vor dem Shuttlestart nach Florida. „Die Medien und sogar das Wasser haben wir aus Hamburg mitgenommen“, erinnert er sich. Quasi rund um die Uhr machte das Ehepaar Vorversuche. „Die Zeit war für uns sehr spannend und aufregend, aber auch sehr anstrengend“, sagt Mergenhagen und lacht.

Das Ergebnis aber gab ihnen recht: „Wir haben herausgefunden, dass die innere Uhr der Algen im Weltraum unabhängig von den Umdrehungen eine eigene Periodik von ungefähr 26 Stunden zeigt“, fasst der Forscher das Resultat zusammen. Allerdings konnten sie später nicht mit Hilfe der Genetik herausfinden, woran das liegt. „Wir konnten die molekularen Hintergründe nicht aufklären. Das aber haben die Nobelpreisträger jetzt gemacht“, erläutert er abschließend.

 

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