am Puls Biologie 5, Schulbuch

11 Die Ordnung des Lebendigen 1.1 Kennzeichen des Lebens Das Leben ist auf vielen unterschiedlichen Ebenen organisiert Die Biologie ist die Wissenschaft von allem Le- bendigen. In ihrer Arbeit betrachten Biologinnen und Biologen einen Ausschnitt der Natur, ein gewisses biologisches System . Dieser Ausschnitt kann mikroskopisch klein sein und mit dem freien Auge nicht sichtbar. Es kann sich dabei aber auch um ein ganzes Ökosystem handeln, das tausende von Kilometern umspannt. Die kleinsten Bestandteile von Lebewesen sind Atome. Sie sind zu Molekülen verbunden, die in einem Organismus ganz bestimmte Aufgaben erfüllen. Aus komplexen biologischen Molekülen, hauptsächlich Proteinen, sind die Organellen , die Bestandteile der Zelle , aufgebaut ( k Seite 26 ff.). Manche Organismen bestehen aus nur einer Zelle. Aber die vielzelligen Organismen , zu denen die meisten Pflanzen und Tiere gehören, beste- hen aus unzähligen Zellen, die teilweise hoch spezialisiert sind. Ähnliche Zellen sind in viel- zelligen Organismen zu Geweben verbunden. (zB Fett- oder Muskelgewebe). Bestimmte Anord- nungen dieser Gewebe bilden die Organe von Lebewesen (zB das Herz oder die Lunge). In einem Organismus arbeiten viele solche Organe zusammen. Einzelne Lebewesen einer Art existieren nicht isoliert, sondern bilden gemeinsam eine Fort- pflanzungsgemeinschaft, eine Population . Die Lebewesen einer Population stehen in Be- ziehung mit anderen Lebewesen und sind Teil eines Ökosystems . Alle Ökosysteme gemeinsam machen die Biosphäre 1 der Erde aus. Die Biologie umspannt also Bereiche sehr ver- schiedener Größenordnungen. Biologinnen und Biologen benötigen daher unterschiedliche Werkzeuge und Methoden, je nachdem was sie untersuchen. Zum Beispiel beobachtet man das Leben von Einzellern mit einem Mikroskop. Um andererseits das Wanderverhalten von Vögeln zu untersuchen, die tausende Kilometer zurückle- gen, sind satellitengestützte GPS-Systeme (Global Positioning System) notwendig. Die Biologie be- schäftigt sich mit dem mikroskopisch Kleinen, aber auch mit tausende Kilo- metern weit reichen- den Systemen Kompartimentierung Abb.1: Größenordnungen. Die Organisationsebenen der Biologie sind ineinander verschachtelt. Sie decken 17 Größenordnungen ab, von 10 –10 m bei Atomen bis zu 10 7 m bei der Biosphäre. 0,1 nm (10 - 10 m) 10 m 100 m 1 km 1 nm (10 - 9 m) 10 nm (10 - 8 m) 100 nm (10 - 7 m) 1 μ m (10 - 6 m) 10 μ m (10 - 5 m) 10 cm (10 - 1 m) 1 m 13 000 km (1,3 x 10 7 m) 100 μ m (10 - 4 m) 1 mm (10 - 3 m) 1 cm (10 - 2 m) NH Biosphäre Ökosysteme Gemeinschaften Populationen Vielzeller Zellen Organellen große Moleküle kleine Moleküle Atome Manche Ökosysteme mes- sen nur wenige Zentimeter, andere viele Kilometer. Die Skala ist loga- rithmisch. Jede Ein- heit ist zehnmal grö- ßer als die vorherige. Die meisten Zellen sind 1–100 μ m groß. Je nach Art ist die Größe sehr verschieden. Glossar 1 Biosphäre: Alle von Lebewesen besiedelten Teile der Erde: von der Tiefsee über das Festland bis in die Luftschichten der Atmosphäre. Basiskonzept Kompartimentierung: Abgegrenzte Reaktionsräume, soge- nannte Kompartimente, sind beispielsweise die Organellen von Zellen, die Zellen eines Körpers, oder ein Tier in einer Population. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv