Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Leben unter Druck

26.10.2006
Heidelberger Systemphysiologen nehmen an japanischer Tiefsee-Expedition teil - Währen einer Lebend-Fangaktion Tiefseefische mit elektronisch gesteuerten Netzen aus bis zu 1000 Meter Tiefe geborgen und die elektrische Erregbarkeit ihrer intakten Muskulatur untersucht

Für die Heidelberger Systemphysiologen und Biophysiker, Privatdozent Dr. Dr. Oliver Friedrich und seinen Assistenten Frederic v. Wegner, beide aus dem Institut für Physiologie und Pathophysiologie der Universität Heidelberg - Arbeitsgruppe um Prof. Rainer H. A. Fink - sollte die diesjährige Teilnahme an der Kaiyo-6/11-Mission im Pazifischen Ozean eine ungewöhnliche und viel versprechende Erweiterung ihres wissenschaftlichen Spektrums werden.

Ungewöhnliche wissenschaftliche Missionen stellen die von der japanischen Regierungseinsrichtung "Japanese Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC)" in Yokosuka, Japan, ausgetragenen Tiefsee-Forschungsexpeditionen durchweg dar. Ob Untersuchung geologischer Aktivitäten aktiver Tiefsee-Vulkane, Probennahme von Mineralien und Mikroorganismen aus den tiefsten Bereichen der Welt bis zu 11 000 Meter oder die Untersuchung von Tiefsee-Fischen vom Pazifischen Ozean bis zur Antarktis, die japanische Regierung hält hierfür acht mit mehreren Laboratorien ausgestattete Forschungs-Schiffe bereit, um den Tiefen der Meere näher zu kommen.

Die vom 30. September bis 8. Oktober durch Mittel des EU COST-Programms und der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützte Teilnahme an der Mission mit insgesamt fast 30 vor allem japanischen Wissenschaftlern an Bord, wurde für die international ausgewiesenen Elektrophysiologen aus Heidelberg eine neuartige wissenschaftliche Herausforderung. Hierzu sollten die während der Lebend-Fangaktionen mit elektronisch gesteuerten Netzen Tiefseefische aus Tiefen bis zu 1 000 Meter geborgen werden und ihre intakte Muskulatur bezüglich der elektrischen Erregbarkeit untersucht werden.

Die Erregbarkeit der Muskelmembran ist für jegliche Bewegung unerlässlich. "Dies ist eine einmalige Chance für die Tiefsee-Physiologie", sagt Dr. Friedrich, der sich schon seit Jahren mit den Auswirkungen hoher hydrostatischer Drücke auf Muskelzellen beschäftigt. "Man weiß einiges zur Morphologie, Biochemie und zu Proteinmuster in Tiefsee-Organismen, aber so gut wie nichts über deren Physiologie im intakten Präparat. Man kann dies auch nur vor Ort testen, da fixierte Präparate nicht mehr elektrophysiologisch untersucht werden können. Es ist faszinierend, dass manche Spezies mehrere tausend Meter an Wassersäule überhaupt überleben können. Man weiß, dass Fische eine spezielle Substanz in Form eines Osmolytes produzieren, welcher den osmotischen Druck im Fisch erhöht und mit zunehmender Tauchtiefe den äußeren hydrostatischen Druck kompensiert. Diese Substanz ist interessanterweise genau diejenige, welche den typischen "Fischgeruch" ausmacht. Welche Veränderungen sich jedoch physiologisch, zum Beispiel an der Membran ergeben, ist völlig unbekannt."

Zur Durchführung des Projektes mussten 50 kg an Geräten nach Japan verschickt werden, welche auf dem Schiff aufgebaut wurden. Hier zeigten sich auch schnell die Grenzen hoch empfindlicher elektrophysiologischer Messungen auf hoher See. Maschinenraum-Schwingungen, Seegang und ungeglättete Generatorspannung erschwerten die Aufzeichnungen, so dass gewisse Techniken, wie Voltage-Clamp, auf hoher See nur mit viel höherem Aufwand durchführbar sind. Dennoch konnten eine ganze Reihe von Membransignalen der ruhenden Zellen stabil aufgezeichnet werden.

Die Probennahme erfolgte generell nachts, und die Öffnung der Netze wurde von allen Beteiligten stets mit hoher Spannung erwartet. Danach wurden die Präparate schnell verteilt. Neben den beiden Heidelberger Physiologen waren eine Reihe von Wissenschaftlern japanischer Großaquarien, Museumskuratoren, Morphologen und Biochemiker dabei. Der Wissensaustausch gerade mit diesen Disziplinen war sehr aufschlussreich: "Wir haben unter anderem gelernt, dass es bei Fischen eine Rechts-Links-"Händigkeit" gibt, die sich in morphologischer Asymmetrie der Körperachse und des Mauls äußert. Die Bedeutung und Physiologie solcher Phänomene ist jedoch noch gänzlich unerforscht, könnte jedoch mit Räuber-Beute-Beziehungen in Zusammenhang stehen.

Obwohl während der Mission die Bildung eines Doppel-Taifuns in unmittelbarer Nähe des Einsatzgebietes im Pazifischen Ozean die Probennahme vorzeitig beendete, konnten alle Beteiligten zahlreiche Daten sammeln, welche in den Folgemonaten nun ausgewertet werden. Die Heidelberger sind sehr zufrieden. "Mit diesem Projekt können wir als Systemphysiologen nun auch die Brücke schlagen zwischen völlig unterschiedlichen Biosystemen: der hoch spezialisierte Organismus Tiefseefisch ergänzt nun auch unser bisheriges Forschungsrepertoire, welches Amphibien, Kleinsäuger und den Menschen umfasst", resümiert Dr. Friedrich.

Für nächstes Jahr ist eine weitere Mission von japanischer Seite aus schon bewilligt. Die Einladung steht bereits.

Weitere Informationen:
Priv.-Doz. Dr. Dr. Oliver Friedrich
Institut für Physiologie und Pathophysiologie der Universität Heidelberg
Tel. 06221 544143
oliver.friedrich@physiologie.uni-heidelberg.de
Rückfragen von Journalisten auch an:
Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
Tel. 06221 542310, Fax 542317
michael.schwarz@rektorat.uni-heidelberg.de
Irene Thewalt
Tel. 06221 542311, Fax 542317
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Dr. Michael Schwarz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de/presse

Weitere Berichte zu: Mission Ozean Physiologie Systemphysiologen Tiefseefisch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsforschung in der Schwerelosigkeit
18.12.2017 | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

nachricht Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert
18.12.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Carmenes“ findet ersten Planeten

Deutsch-spanisches Forscherteam entwirft, baut und nutzt modernen Spektrografen

Seit Januar 2016 nutzt ein deutsch-spanisches Forscherteam mit Beteiligung der Universität Göttingen den modernen Spektrografen „Carmenes“ für die Suche nach...

Im Focus: Fehlerfrei ins Quantencomputer-Zeitalter

Heute verfügbare Ionenfallen-Technologien eignen sich als Basis für den Bau von großen Quantencomputern. Das zeigen Untersuchungen eines internationalen Forscherteams, deren Ergebnisse nun in der Fachzeitschrift Physical Review X veröffentlicht wurden. Die Wissenschaftler haben für Ionenfallen maßgeschneiderte Protokolle entwickelt, mit denen auftretende Fehler jederzeit entdeckt und korrigiert werden können.

Damit die heute existierenden Prototypen von Quantencomputern ihr volles Potenzial entfalten, müssen sie erstens viel größer werden, d.h. über deutlich mehr...

Im Focus: Error-free into the Quantum Computer Age

A study carried out by an international team of researchers and published in the journal Physical Review X shows that ion-trap technologies available today are suitable for building large-scale quantum computers. The scientists introduce trapped-ion quantum error correction protocols that detect and correct processing errors.

In order to reach their full potential, today’s quantum computer prototypes have to meet specific criteria: First, they have to be made bigger, which means...

Im Focus: Search for planets with Carmenes successful

German and Spanish researchers plan, build and use modern spectrograph

Since 2016, German and Spanish researchers, among them scientists from the University of Göttingen, have been hunting for exoplanets with the “Carmenes”...

Im Focus: Immunsystem - Blutplättchen können mehr als bislang bekannt

LMU-Mediziner zeigen eine wichtige Funktion von Blutplättchen auf: Sie bewegen sich aktiv und interagieren mit Erregern.

Die aktive Rolle von Blutplättchen bei der Immunabwehr wurde bislang unterschätzt: Sie übernehmen mehr Funktionen als bekannt war. Das zeigt eine Studie von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Neue Konfenzreihe in Berlin: Landscape 2018 - Ernährungssicherheit, Klimawandel, Nachhaltigkeit

18.12.2017 | Veranstaltungen

Call for Contributions: Tagung „Lehren und Lernen mit digitalen Medien“

15.12.2017 | Veranstaltungen

Die Stadt der Zukunft nachhaltig(er) gestalten: inter 3 stellt Projekte auf Konferenz vor

15.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Lipid-Nanodisks stabilisieren fehlgefaltete Proteine für Untersuchungen

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Von Alaska bis zum Amazonas: Pflanzenmerkmale erstmals kartiert

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

Krebsforschung in der Schwerelosigkeit

18.12.2017 | Biowissenschaften Chemie