570 Biowissenschaften; Biologie
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In recent decades, mass spectrometry has moved more than ever before into the front line of protein-centered research. After being established at the qualitative level, the more challenging question of quantification of proteins and peptides using mass spectrometry has become a focus for further development. In this chapter, we discuss and review actual strategies and problems of the methods for the quantitative analysis of peptides, proteins, and finally proteomes by mass spectrometry. The common themes, the differences, and the potential pitfalls of the main approaches are presented in order to provide a survey of the emerging field of quantitative, mass spectrometry-based proteomics.
Der Beitrag untersucht die Stellung des Synergiebegriffs in naturwissenschaftlichen, besonders biologischen Erklärungen. Der langen Geschichte des Konzepts entsprechend, reichen die betrachteten Anwendungsfälle von der Antike bis in die Gegenwart. Die epistemische Rolle des Synergiebegriffs wird dabei im Kontext verwandter Begriffe diskutiert, die ebenfalls holistische Relationen bezeichnen, etwa dem des Emergenzbegriffs, mit dem aber, im Gegensatz zu 'Synergie', vom Ganzen zu den Teilen geblickt wird. Ein besonderer Fokus der Untersuchung liegt auf der Frage, wie es diesen Brückenbegriffen gelingt, eine analytische und eine synthetische Perspektive in der Betrachtung von ganzheitlichen Systemen miteinander zu verbinden.
Als das kontradiktorisch Andere des Lebens wird gewöhnlich der Tod oder auch das Unbelebte gesetzt. Eine Biologiegeschichte der Vergeschlechtlichungen von Lebenskonzepten kann aber noch ein weiteres, etwas schräg zu dieser Gegensatzachse angeordnetes Konzeptpaar herausstellen: die aus sich selbst zeugende Materie, die einer nicht selbst zeugungsfähigen, zu belebenden Materie gegenübersteht. Die erstgenannte Materieart kann mit dem gewohnten Terminus 'lebend' oder 'lebendig' bezeichnet werden, aber in Bezug auf den zweiten Modus von Materie passen Begriffe wie 'tot', 'unbelebt' oder 'lebendig' nicht. Dieser zweite Zustand wird vielmehr als ein zwischen Leben und Tod vermittelnder und changierender wissenschaftlich ausgestaltet, oder genauer: als ein Zustand zwischen Handlungsfreiheit und Naturverfallenheit. Dieses Konzeptpaar - nennen wir es hilfsweise zunächst das Lebendige und seine lebensfähige Ressource - steht außerdem weniger in einem polaren als eher in einem hierarchischen Verhältnis zueinander und durchläuft, so wird in einem kurzen Abriss zu zeigen sein, eine mit dem gesellschaftlichen Geschlechterverhältnis korrespondierende Kulturgeschichte.
Hufeland beginnt seinen Text über die Zeichen des Todes beim Menschen nicht mit dem Hinweis auf die Erfolge der sich konstituierenden Reanimationsmedizin, sondern mit einem Bericht über Felice Fontanas Experimente an ausgetrockneten Haarwürmern und Rädertierchen. Man könnte diesen Einstieg leicht als etwas kuriose Analogie überlesen und sich auf die vitalistischen Lebenskrafttheoreme konzentrieren, die diese Analogie rahmen, aber es lässt sich argumentieren, dass die Rede über die Unsicherheit der Zeichen des Todes und die Möglichkeit der Wiederbelebung, die seit der Mitte des 18. Jahrhunderts zu vernehmen ist, mit der Erforschung des Lebens mikroskopisch kleiner Organismen wie dem Rädertierchen nicht nur akzidentiell zu tun hat.
Der Pelz des Hermelins ist im Sommer braun und im Winter weiß. Das ist ein schönes Phänomen für sich, zumal das Weiß von einer Reinheit ist, die sich im Tierreich selten findet. Die Reinheit ihres weißen Fells wurde vielen Hermelinen zum Verhängnis: Sie endeten als Stück in einem adligen Mantel, ihr Weiß noch unterstrichen durch die schwarze Schwanzspitze, die mitverarbeitet wurde. Das reine Weiß des Winterpelzes machte das Hermelin auch zu einer brauchbaren Projektionsfläche des Volksglaubens. Als Symbol der Keuschheit und Reinheit erscheint es schon im antiken Aberglauben: Um sein Fell nicht zu beflecken, empfange das Hermelin durchs Ohr und gebäre durch den Mund - oder umgekehrt, wie der 'Physiologus' behauptete. Auch galt es als ein besonders kultiviertes Tier, weil es sich eher von einem Jäger fangen lasse, als durch den Kot zu gehen, sein reines Weiß also höher schätze als Freiheit und Leben. Sein Fellwechsel machte das Tier darüber hinaus zu einem beliebten Objekt für Zauber und Gegenzauber, Wetterorakel und Verwandlungssagen.
In recent years, interest in the environmental occurrence and effects of microplastics (MPs) has shifted towards our inland waters, and in this chapter we provide an overview of the issues that may be of concern for freshwater environments. The term ‘contaminant of emerging concern’ does not only apply to chemical pollutants but to MPs as well because it has been detected ubiquitously in freshwater systems. The environmental release of MPs will occur from a wide variety of sources, including emissions from wastewater treatment plants and from the degradation of larger plastic debris items. Due to the chemical makeup of plastic materials, receiving environments are potentially exposed to a mixture of micro- and nano-sized particles, leached additives, and subsequent degradation products, which will become bioavailable for a range of biota. The ingestion of MPs by aquatic organisms has been demonstrated, but the long-term effects of continuous exposures are less well understood. Technological developments and changes in demographics will influence the types of MPs and environmental concentrations in the future, and it will be important to develop approaches to mitigate the input of synthetic polymers to freshwater ecosystems.
The ubiquitous detection of microplastics in aquatic ecosystems promotes the concern for adverse impacts on freshwater ecosystems. The wide variety of material types, sizes, shapes, and physicochemical properties renders interactions with biota via multiple pathways probable.
So far, our knowledge about the uptake and biological effects of microplastics comes from laboratory studies, applying simplified exposure regimes (e.g., one polymer and size, spherical shape, high concentrations) often with limited environmental relevance. However, the available data illustrates species- and material-related interactions and highlights that microplastics represent a multifaceted stressor. Particle-related toxicities will be driven by polymer type, size, and shape. Chemical toxicity is driven by the adsorption-desorption kinetics of additives and pollutants. In addition, microbial colonization, the formation of hetero-aggregates, and the evolutionary adaptations of the biological receptor further increase the complexity of microplastics as stressors. Therefore, the aim of this chapter is to synthesize and critically revisit these aspects based on the state of the science in freshwater research. Where unavailable we supplement this with data on marine biota. This provides an insight into the direction of future research.
In this regard, the challenge is to understand the complex interactions of biota and plastic materials and to identify the toxicologically most relevant characteristics of the plethora of microplastics. Importantly, as the direct biological impacts of natural particles may be similar, future research needs to benchmark synthetic against natural materials. Finally, given the scale of the research question, we need a multidisciplinary approach to understand the role of microplastics in a multiple-particle world.
Paul Kammerer, der 1919 sein Buch 'Das Gesetz der Serie' publizierte - das wohl ehrgeizigste und umfangreichste Buch dieser Art, das je veröffentlicht wurde - gehört in die Reihe der leidenschaftlichen Sammler von Zufällen. Und er bestätigt die schon bei Wilhelm von Scholz bemerkte Neigung, die Welt der Zufälle zur Konkurrentin der Normalität kausalen Denkens zu machen und aus dem scheinbar Zufälligen eine Welt zu konstruieren, die von der Normalerfahrung verdeckt ist - eine Welt der ungestörten Bedeutsamkeit. Die Zufälle, die der Biologe Kammerer viele Jahre hindurch in seine Merkbücher eintrug, werden schließlich durch seine Theorie verwandelt in Erscheinungen der Serialität, von Wiederholung und Periodizität, wodurch das Tor aufgestoßen werde zu einer neuen Gesetzlichkeit. Wo Kausalität war, sollte Serialität werden. Das scheint der Sinn des Buchtitels 'Das Gesetz der Serie' zu sein, das in gewisser Weise ein Gegenprogramm zu Freuds: "Wo Es war, soll Ich werden" formuliert. Denn es soll eben nicht der 'subjektive' Zufall sein, die in die kausalgesetzliche Naturordnung eingewobene Zufälligkeit. Daneben soll vielmehr eine zweite Ordnung aufscheinen, die nicht weniger regelmäßig ist. Man muss sich vor Augen halten, dass Paul Kammerer nicht eigentlich ein Buch über, sondern eines gegen den Zufall geschrieben hat, über den er nur mit Herablassung oder Verachtung spricht. Von Zufall dürfe, erklärt er, keinesfalls geredet werden: "Ganz abgesehen davon, dass die Erklärung einer Begebenheit durch 'Zufall' ein grober Missbrauch ist und in keiner wissenschaftlichen Begründung geduldet werden sollte." Der Zufall dient ihm nur dazu, das Tor zum Gebiet seiner Serialitätsforschung abzustecken, das er mit keinem geringerem wissenschaftlichen Ernst ins Auge fasst als Sigmund Freud die Träume und pathologischen Phänomene des Alltags.
Das Aufkommen der Biopolitik als Dispositiv der Moderne beschreibt Michel Foucault als Effekt einer Reihe von Transformationen, verbindet es allerdings an dieser Stelle nicht explizit mit den wissenschaftlichen Entdeckungen Darwins. Die Eingliederung des Menschen in das Kontinuum der lebenden Organismen ist aber eine der bedeutsamsten Konsequenzen von Darwins Theorie von der Abstammung des Menschen. Wenn parallel zu oder auch in Abhängigkeit von dieser Transformation des biologischen Wissens der Mensch als lebendiges Wesen sich auch politisch zu verstehen beginnt, stellt sich dann freilich die Frage, als was er dies tut. Wird dann der Organismus, das Individuum als biologische Entität zugleich zum politischen Subjekt? Und bedeutet dies dann eine Erweiterung des personellen, intellektuellen und vor allem ethischen Subjektbegriffs auf lebende Wesen, die zumindest potenziell die Grenzen des Menschengeschlechts überschreiten? Oder bedeutet diese fundamentale Umwälzung der Biopolitik ganz im Gegenteil eine objektivierende, Politik, Recht und Ethik auf Wissenstechnik einschränkende Verwaltung von lebenden Einheiten, deren Subjektstatus sich auf die Teilbedeutung des Unterworfenseins einengt? Foucaults eigene Rede von der Sorge eines administrativen Apparats um die Lebensvollzüge von Bevölkerungen legt Letzteres nahe. Jedoch bleibt seine grundsätzliche Formel vom Eintritt des Lebendigen in die Sphäre des Politischen und Historischen gegenüber beiden Auslegungen offen.
Ich möchte kurz voranstellen, dass ich als Umweltwissenschaftlerin ausgebildet bin, in der Epidemiologie promoviert und mich daraufhin der Wissensgeschichte und -soziologie und insbesondere den Science & Technology Studies zugewandt habe. Mein Interesse an den alltäglichen Praktiken der Wissensbildung und technischen Formalisierungsprozessen in der Ernährungsepidemiologie ist zum einen inspiriert durch den practice turn und den material turn in der Wissenschaftsforschung, zum andern aber auch durch meine eigene Forschungserfahrung in der Epidemiologie. Im Hinblick auf Epigenetik und Ernährung als Medium der Übertragung frage ich nach so banalen Dingen wie: "Wie werden Äpfel in Experimenten formalisiert?", um einigen konkreten Arbeitsweisen der Postgenomik innerhalb des Feldes Nahrung - Ernährung - Stoffwechsel nachzugehen. Im Sinne der bereits erwähnten Unterscheidung zwischen intra- und intergenerationaler Bedeutung des Begriffs Epigenetik von Testa und Boniolo geht es in den folgenden Beispielen primär um intragenerationale Epigenetik. Allerdings gibt es auch in der Ernährungsepidemiologie durchaus Forschung zu inter- oder transgenerationalen Effekten, hier werden oft die Langzeitstudien genannt, in denen die Folgen des niederländischen Hungerwinters 1944, während der deutschen Besatzung, als die Wehrmacht die Versorgungswege der Bevölkerung blockierte, über mehrere Generationen untersucht wurden (vgl. auch den Beitrag von Guy Vergères).