Joffe, Pitta Creative Gardening with Indigenous Plants

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Genetische und morphologische Differenzierung ausgewählter Arten der Gattung Chara
Genetische und morphologische Differenzierung ausgewählter Arten der Gattung Chara
Ziel der Arbeit war, die genetische Differenzierung von Arten der Gattung Chara mit Hilfe einer AFLP-Analyse zu ermitteln und in Zusammenhang mit der morphologischen Unterscheidung zu bringen. In methodischen Vorversuchen wurden dafür zunächst die AFLP-Reaktionen sowie die Rohdatenauswertung optimiert. Da die morphologische Artbestimmung sowohl durch inter- als auch intraspezifische Variabilität erschwert wird, wurden zwei unterschiedliche taxonomische Ebenen untersucht. Die Ergebnisse der methodischen Vorversuche zeigten, dass die AFLP-Analyse eine reproduzierbare, hochinformative und effiziente Methode darstellt, die sich sehr gut für die Untersuchung der genetischen Diversität innerhalb der Gattung Chara eignet. Für eine objektive Auswertung der AFLP-Rohdaten wurde eine Automatisierung mit Hilfe der Software Genotyper TM erreicht. Für die Bearbeitung taxonomischer Fragen wurde ein interspezifischer Datensatz zusammengestellt. Dieser umfasste insgesamt 226 Individuen aus vier verschiedenen Gattungen. Der Schwerpunkt der Untersuchung lag auf der Gattung Chara. Diese war mit 213 Individuen vertreten, die sich auf 13 verschiedene morphologische Arten verteilten. Zur Untersuchung der morphologischen Merkmale wurde von jedem Standort exemplarisch ein Individuum detailliert morphologisch beschrieben und morphometrisch ve1445rmessen. Anschließend erfolgte die genetische Untersuchung aller Individuen anhand einer AFLP-Analyse. Die 13 morphologisch differenzierten Arten bildeten elf klar unterscheidbare genetische Gruppen mit guten Bootstrapwerten. In zwei Fällen fand sich keine genetische Auftrennung zwischen morphologisch unterschiedenen Arten. Bei beiden Fällen muss vermutet werden, dass die Anzahl an untersuchten Proben für eine genetische Differenzierung noch zu gering war. Bei allen anderen Gruppen fand sich eine sehr gute Übereinstimmung zwischen genetisch und morphologisch differenzierten Arten. Für C. intermedia und C. hispida wurde gezeigt, dass sie als eigenständige Arten zu behandeln sind. Ebenso fand sich eine klare Auftrennung zwischen C. aspera und C. galioides. Die AFLP-Analyse ist somit außerordentlich gut geeignet, die bisherige, auf morphologischer Basis erstellte Taxonomie von Arten der Gattung Chara zu überprüfen. Damit bietet sich erstmals die Möglichkeit, Unstimmigkeiten über die Wertung bestimmter morphologischer Taxa endgültig zu klären. Zusätzlich erfolgte über die genetische Untersuchung die eindeutige Zuordnung von morphologisch nicht eindeutig bestimmbaren Individuen. Durch die kombinierte Betrachtung von genetischer Einordnung und morphologischen Eigenschaften konnten die entscheidenden Merkmale für die Bestimmung herausgearbeitet werden. Wie eine Betrachtung von Tiefenformen zeigte, eignet sich die AFLP-Analyse besonders in Fällen der umweltbedingten morphologischen Modifikationen als Werkzeug zur Überprüfung der taxonomischen Zuordnung. Bei den in manchen Fällen verwechselten Spezies C. intermedia sowie C. tomentosa konnte ein Bestimmungshinweis herausgearbeitet werden. Für die Abgrenzung der Taxa C. contraria und C. vulgaris ergab sich, dass Individuen die eine isostiche Berindung oder aulacanthe Bestachelung aufweisen, immer als C. vulgaris zu bestimmen sind.. Für die extrem schwierige Unterscheidung zwischen C. globularis und C. delicatula zeigte die Kombination genetischer und morphologischer Ergebnisse, dass eine Differenzierung am verlässlichsten über den Stipularkranz erfolgt. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen somit, dass sich die AFLP-Analyse hervorragend eignet für das Herausarbeiten der morphologisch entscheidenden Merkmale zur taxonomischen Bestimmung von Individuen. Mit Hilfe der durch die AFLP-Analyse gewonnenen taxonomischen Erkenntnisse erfolgte eine Betrachtung der Revision der Characeae von Wood & Imahori (1965). Die Ergebnisse der Betrachtung führen zu der Empfehlung, das taxonomische Niveau der Formen nach Wood & Imahori (1965) zukünftig als Arten im Sinne des biologischen Artkonzeptes zu behandeln. Für die Bearbeitung populationsgenetischer Fragen wurde ein intraspezifischer Datensatz zusammengestellt. Dieser umfasste 232 Individuen der Art C. aspera von zwölf verschiedenen Standorten in Deutschland, Südschweden sowie Südfrankreich. Es wurden Hinweise auf eine Differenzierung in Süß- und verschiedene Brackwasserstandorte gefunden. Diese konnten allerdings statistisch nicht abgesichert werden. Eine AMOVA zeigte, dass die morphologisch unterscheidbaren Varietäten der Art umweltbedingte Modifikationen darstellen. Umwelteinflüsse, die solche morphologischen Veränderungen hervorrufen können, werden diskutiert. Außerdem wurde eine starke genetische Differenzierung zwischen den untersuchten Populationen nachgewiesen. In Zusammenhang mit den aus der Literatur bekannten Fertilitätsschranken zwischen Individuen von C. aspera eines Kontinents ist das ein Hinweis darauf, dass verschiedene Schwesterarten von C. aspera nebeneinander koexistieren.
Zur Schlachtkörper- und Fleischqualität von Kaninchen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Haltungssystemen und Tiefkühlverfahren
Zur Schlachtkörper- und Fleischqualität von Kaninchen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Haltungssystemen und Tiefkühlverfahren
In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluß von Alter, Geschlecht und Haltungsart sowie der Gefrier- und Auftautemperatur auf die Schlachtkörper- und Fleischqualität von Kaninchen untersucht. Versuch 1 befaßte sich mit den Faktoren Schlachtalter, Geschlecht und Haltungsart. In zwei Durchgängen wurden insgesamt 240 ZIKA- Hybridkaninchen untersucht. Jeweils 60 weibliche und männliche Tiere wurden in Weidekäfige im Freiland oder in konventionelle Käfige in Stallanlagen eingesetzt. Die Tiere wurden je zur Hälfte im Alter von 84 Tagen und 91 Tagen geschlachtet und auf Schlachtkörper- und Fleischqualität untersucht. In Versuch 2 wurde der Einfluß der Temperaturbehandlung auf die Schlachtkörper untersucht. Es wurden insgesamt 100 weibliche ZIKA- Hybridkaninchen aus konventioneller Haltung im Alter von 84 Tagen geschlachtet. Die Schlachtkörper wurden verschiedenen Kühl- und Auftaubehandlungen unterzogen: 1) frisch: Kühlung bei 5°C, 2) tiefgefroren: Gefriertemperatur -20°C, 3) schockgefrostet: Gefriertemperatur –40°C Die frischen Schlachtkörper wurden am Tag nach der Schlachtung untersucht und die tiefgefrorenen und schockgefrosteten Schlachtkörper nach einer Lagerdauer von 3-4 Wochen. Die Schlachtkörperqualität (Versuch 1) umfaßte folgende Merkmale: Gewichte von Schlachtkörpern, Rücken, Vorderläufen, Keulen, Rückenmuskeln, Leber und Nieren, sowie Trockensubstanz-, Protein- und Fettgehalt. Als Merkmale der Fleischqualität (Versuch 1 und 2) wurden folgende Werte erfaßt: pH-Wert, Leitfähigkeit, Fleischfarbe nach L*a*b*, Safthaltevermögen, Grillverlust, Scherwert und Sensorik. Schlachtkörperqualität Durch eine Verlängerung der Haltungsdauer von 84 auf 91 Tage reduzierten sich die Schlachtkörpergewichte stark. Jedoch wurde durch die Verlängerung der Haltungsdauer ein leichter Anstieg des Rücken- und des Vorderanteils erzielt. Der Leberanteil 167creduzierte sich, der Anteil der Niere dagegen stieg leicht an. Der Proteinund Trockensubstanzgehalt des Rückenmuskels stieg bei zunehmendem Alter an, und der Fettgehalt sank. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, daß im Altersbereich von 84 – 91 Tagen die Entwicklung der inneren Organe sowie das Knochen- und Muskelwachstum noch nicht abgeschlossen war. Das Geschlecht wirkte sich in geringem Maße auf die Merkmale der Schlachtkörperqualität aus. Es wurde ein höherer Leberanteil der weiblichen Tiere festgestellt. Der Fettgehalt im Rückenmuskel der männlichen Tiere war höher als bei den weiblichen Kaninchen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, daß bei den männlichen Tieren das Wachstum früher abgeschlossen ist als bei den weiblichen Tieren. Die Haltung der Kaninchen in Weidekäfigen hatte, im Vergleich zu den Tieren aus konventioneller Haltung, eine deutliche Verringerung des Schlachttiergewichts zur Folge. Durch mehr Bewegungsmöglichkeiten wegen der größeren Grundfläche in den Weidekäfigen verbrauchten die Tiere mehr Energie und nahmen langsamer zu. Auch könnten die hohen Sommertemperaturen, die während der Versuchsphase herrschten, die Futteraufnahme und Gewichtsentwicklung der Tiere in Weidekäfighaltung reduziert haben. Bei den Kaninchen in den Weidekäfigen waren Vorder-, Keulen-, und Rückenmuskelanteil erhöht. Dieses Ergebnis kann möglicherweise durch die größere Bewegungsmöglichkeit erklärt werden. Auch der geringere Fettgehalt im Rückenmuskel der Kaninchen aus Weidekäfighaltung kann durch die besseren Bewegungsmöglichkeiten erklärt werden. Der niedrigere Leberund Nierenanteil der Kaninchen aus Weidekäfighaltung ist möglicherweise eine Folge der langsameren Entwicklung dieser Gruppe. Fleischqualität Durch die Schlachtung der Kaninchen im Alter von 91 gegenüber 84 Tagen verringerte sich der Abfall des pH-Werts in der Zeit zwischen 15 Minuten und 24 Stunden post mortem. Dies kann auch das höhere Safthaltevermögen und die höhere Leitfähigkeit 24 Stunden p.m. bei der späteren Schlachtung erklären, denn es ist bekannt, daß ein niedriger pH-Wert das Safthaltevermögen reduziert. Der höhere a*- Wert in der Gruppe der späteren Schlachtung weist auf eine höhere Myoglobineinlagerung hin. Durch die spätere Schlachtung erhöhte sich der Grillverlust. Dies ist möglicherweise auf den höheren Saftgehalt des Fleisches dieser Gruppe zurückzuführen. Die Texturwerte fielen für das Fleisch der älteren Tiere besser aus. Ein Einfluß des Geschlechts wurde lediglich in der Interaktion mit dem Schlachtalter gefunden. Am früheren Schlachttermin war das Fleisch der weiblichen Tiere 15 Minuten p.m. dunkler als das der männlichen Tiere. Bei der späteren Schlachtung dagegen war das Fleisch der weiblichen Tiere heller als beim anderen Geschlecht. Dieses Ergebnis wurde durch andere Untersuchungen nicht bestätigt. Das Fleisch der Kaninchen aus Weidekäfighaltung hatte 24 Stunden p.m. eine dunklere und intensivere rote und gelbe Komponente als das der Tiere aus konventioneller Haltung. Dies läßt sich aus der vermehrten Myoglobineinlagerung durch höhere Beanspruchung der Muskulatur erklären. Auch die Aufnahme von Carotinoiden über das Gras könnte eine intensivere Gelbfärbung des Fleisches zur Folge haben. Durch das Gefrieren verlor das Kaninchenfleisch im Vergleich zur frischen Ware an Qualität. Die Leitfähigkeit stieg an, die Farbe wurde dunkler, das Safthaltevermögen niedriger, der Grillverlust und die Scherkraft stiegen an. Durch das Gefrieren bilden sich im Fleisch Eiskristalle, die die Zellmembranen schädigen. Dadurch gelangt die Flüssigkeit der Zellen in den extrazellulären Raum und geht beim Auftauen zum Teil als Tropfsaft verloren. Langsames Auftauen bei 5°C führte zu einer helleren Fleischfarbe als schnelles Auftauen bei 20°C. Dieses Ergebnis ist vermutlich auf Oxidationsvorgänge zurückzuführen. Durch langsames Gefrieren bei –20°C und schnelles Auftauen bei 20°C wurde das höchste Safthaltevermögen erzielt. Durch schnelles Gefrieren und langsames Auftauen wurde der geringste Grillverlust verzeichnet. Die Erwartung, daß durch das Schockfrosten wie beim Geflügel eine deutliche Qualitätsverbesserung zu erzielen ist, wurde durch die Ergebnisse nicht bestätigt.
Thermoregulation bei Vertebraten und die evolutive Entstehung der Endothermie
Thermoregulation bei Vertebraten und die evolutive Entstehung der Endothermie
Dieser Band schildert die evolutiven Anpassungen bei Wirbeltieren, die diese in die Lage versetzen, ihre Lebensvorgänge auch bei wechselnden Außentemperaturen aufrecht zu erhalten oder sich der Wirkung dieser Umweltveränderungen zu entziehen, um ihr Überleben zu sichern. Ektotherme Vertebraten haben ausgezeichnete thermische Toleranzen entwickelt und passen ihre Körpertemperatur passiv an die Außentemperaturen an, was allerdings eine Limitierung ihrer Aktivität zur Folge hat. Endotherme Vertebraten haben die besondere Fähigkeit entwickelt, über Mechanismen der Wärmeabgabe und Wärmeproduktion die Körpertemperatur bei variierenden Außentemperaturen hoch und konstant zu halten. Zwischenformen der Endothermie und Ektothermie bzw. ein Rückgriff der endothermen Vertebraten auf die Heterothermie machen jedoch deutlich, dass Endothermie mit hohen Energiekosten verbunden ist und dass zeitweise als Reaktion auf saisonale und tägliche Energieprobleme auf die Vorteile der reinen Endothermie verzichtet werden muss. Endothermie ist allerdings mit zahlreichen physiologischen und ökologischen Vorteilen verbunden und erlaubt den Säugetieren und Vögeln einen weiten Bereich der Außentemperatur zu tolerieren und gleichzeitig über längere Zeit hohe Aktivitätslevel aufrecht zu halten, die jenseits der Möglichkeiten der Ektothermen liegen. Folglich sind Säugetiere und Vögel im Gegensatz zu den ektothermen Vertebraten in der Lage, große Territorien zu erhalten, lange Zeit auf Nahrungssuche zu gehen und über große Distanzen zu migrieren bzw. in Nischen vorzudringen, die generell unerreichbar für ektotherme Vertebraten sind. Die physiologischen und ökologischen Vorteile der Endo87bthermie haben maßgeblich zum Erfolg der Säugetiere und Vögel in einem weiten Bereich aquatischer und terrestrischer Lebensräume beigetragen. Somit kann die Endothermie als eine bedeutende Entwicklung in der Vertebratenevolution angesehen werden, die es den Säugetieren und Vögeln ermöglicht hat, alle Lebensräume der Erde zu besiedeln. Unklar ist bisher, welcher Art der selektive Druck war, der entweder schon während der Evolution der Reptilien oder während des evolutiven Übergangs von den Reptilen zu Säugetieren bzw. zu den Vögeln zur Entwicklung der Endothermie geführt hat. Die derzeit diskutierten Hypothesen zu diesem Thema werden vorgestellt.
Motorisches Lernen in Drosophila melanogaster
Motorisches Lernen in Drosophila melanogaster
In der vorliegenden Arbeit wurden die durch Training induzierten motorischen Gedächtnisleistungen der Taufliege Drosophila melanogaster beim Überklettern von acht symmetrisch verteilten Lücken auf einem rotierenden Ring untersucht. Durch den auf sie einwirkenden optischen Fluss der vorbeiziehenden äußeren Umgebung wurden die Fliegen angeregt, diesem optomotorischen Reiz entgegenzuwirken und die Lücken laufend zu überqueren. Durch Training verbessert und langfristig gelernt wird die kompensatorische Lückenüberquerung X+ gegen die Rotation. In der aus diesem Training erhaltenen Lernkurve war eine überdurchschnittlich hohe Leistungsverbesserung nach einem einzigen Trainingslauf mit einem zeitlichen Bestand von ca. 40 Minuten abzulesen, um danach vom motorischen Gedächtnisspeicher trainierter Fliegen nicht mehr abgerufen werden zu können. Nach einer Ruhephase von einem bis mehreren Tagen wurden die Fliegen auf mögliche Langzeitlernleistungen untersucht und diese für verschiedene Intervalle nachgewiesen. Sowohl die Leistungsverbesserung während des Trainings, als auch der Lerneffekt nach 24h bleiben in mutanten rutabaga2080 sowie rut1 Fliegen aus. Betroffen ist das Gen der Adenylylzyklase I, ein Schlüsselprotein der cAMP-Signalkaskade, die u.a. im 102bolfaktorischen und visuellen Lernen gebraucht wird. Damit ergab sich die Möglichkeit die motorischen Gedächtnisformen durch partielle Rettung zu kartieren. Die motorische Gedächtniskonsolidierung ist schlafabhängig. Wie sich herausstellte, benötigen WTB Fliegen nur eine Dunkelphase von 10h zwischen einem ersten Trainingslauf und einem Testlauf um signifikante Leistungssteigerungen zu erzielen. In weiterführenden Versuchen wurden die Fliegen nachts sowie tagsüber mit einer LED-Lampe oder in einer Dunkelkammer, mit einem Kreisschüttler oder einer Laborwippe depriviert, mit dem Ergebnis, dass nur jene Fliegen ihre Leistung signifikant gegenüber einem ersten Trainingslauf verbessern konnten, welche entweder ausschließlich der Dunkelheit ausgesetzt waren oder welchen die Möglichkeit gegeben wurde, ein Gedächtnis zunächst in einer natürlichen Schlafphase zu konsolidieren (21Uhr bis 7Uhr MEZ). In weiteren Experimenten wurden die experimentellen Bedingungen entweder während des Trainings oder des Tests auf eine Fliege und damit verbunden auf eine erst durch das Training mögliche motorische Gedächtniskonsolidierung einwirken zu können, untersucht. Dazu wurden die Experimentparameter Lückenweite, Rotationsrichtung des Lückenringes, Geschwindigkeit des Lückenringes sowie die Verteilung der acht Lücken auf dem Ring (symmetrisch, asymmetrisch) im Training oder beim Gedächtnisabruf im Testlauf verändert. Aus den Ergebnissen kann geschlussfolgert werden, dass die Lückenweite langzeitkonsolidiert wird, die Rotationsrichtung kurzzeitig abgespeichert wird und die Drehgeschwindigkeit motivierend auf die Fliegen wirkt. Die symmetrische Verteilung der Lücken auf dem Ring dient der Langzeitkonsolidierung und ist als Trainingseingang von hoher Wichtigkeit. Mit Hilfe verschiedener Paradigmen konnten die Leistungsverbesserungen der Fliegen bei Abruf eines Kurz- bzw. Langzeitgedächtnisses hochauflösend betrachtet werden. Die Konzentration, mit der eine WTB Fliege eine motorische Aufgabe - die Überquerung von Lücken entgegengesetzt der Rotationsrichtung - durchführt, konnte mit Hilfe von Distraktoreizen bestimmt werden. Wie sich herausstellte, haben Distraktoren einen Einfluss auf die Erfolgsquote einer Überquerung, d.h. mit zunehmender Distraktionsstärke nahm die Wahrscheinlichkeit einer Lückenüberquerung ab. Die Ablenkungsreize wirkten sich weiterhin auf die Vermessung einer Lücke aus, in dem entweder "peering"-artigen Bewegungen im Training durchgeführt wurden oder je nach Reizstärke ausschließlich nur jene Lücken vermessen wurden, welche auch überquert werden sollten.
Untersuchung des Einflusses eisenoxidierender Bakterien auf die Ummantelung von Elektrokabeln
Untersuchung des Einflusses eisenoxidierender Bakterien auf die Ummantelung von Elektrokabeln
In den Wintermonaten werden auf Flugplätzen häufig sog. Enteisungsmittel eingesetzt, die die Flugzeuge von Eisschichten befreien und eine erneute Vereisung verhindern sollen. Die Enteiserflüssigkeit versickert oft in Serviceschächten, in denen die Kabel für die Flugplatzbefeuerungsanlagen verlegt sind. Diese Serviceschächte sind mit Schlamm gefüllt. Durch die im Schlamm enthaltenen Bakterien werden die Enteisungsflüssigkeiten abgebaut, wobei es zu einer nicht unerheblichen Methangasbildung kommen kann. Dieses Methan/ Luftgemisch stellt auf Flugplätzen ein Sicherheitsrisiko dar. Das Produkt reacre methanox der Firma inocre Umwelttechnik verspricht, durch spezielle Bakterienka1eulturen und andere Inhaltsstoffe, unter anderem Eisen(II)Chlorid, die Methangasbildung im Schlamm der Schachtanlagen zu verhindern. Bisher wurde allerdings nicht untersucht, inwieweit sich das Produkt reacre methanox auf die verlegten Kabel auswirkt. Dies wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht. Dabei wurden ähnliche Bedingungen simuliert, wie sie auf dem Flugplatz vorkommen: die Kabel wurden in Faulschlamm eingelegt und zusätzlich wurde reacre methanox in einer Konzentration hinzugegeben, die in der Praxis nie erreicht werden dürfte. Nach einmonatiger Verweildauer der Kabel in den Versuchsansätzen wurde die Ummantelung der Kabel daraufhin untersucht, ob sich chemische Veränderungen ergeben haben. Zudem wurden die Kabel auf ihre Durchschlagfestigkeit getestet. Die Versuche ergaben, dass die Kabelummantelung nach einer Verweildauer von einem Monat selbst unter extremen Bedingungen (pH-Wert, Temperatur, Konzentration von reacre methanox) nicht durch den Faulschlamm oder das Produkt reacre methanox beeinträchtigt worden war.
Understanding Phototaxis of Halobacterium salinarum
Understanding Phototaxis of Halobacterium salinarum
Die Phototaxis des Archaeons Halobacterium salinarum ist ein Beispiel für Signaltransduktion in Prokaryoten. Die Phototaxis erlaubt den Zellen die Bereiche in der Umgebung zu finden, die die besten Lichtbedingungen bieten. Halobakterielle Zellen schwimmen vorwärts durch die Rotation eines Flagellenbündels im Uhrzeigersinn oder rückwärts durch Rotation gegen den Uhrzeigersinn. Außerdem verfügen die Zellen über zwei verschiedene Typen von Photo-Rezeptoren, die für Licht verschiedener Wellenlängen empfindlich sind. Die verschiedenen Lichtreize werden durch die Photo-Rezeptoren aufgenommen und deren Aktivierung einem molekularen Netzwerk übermittelt, welche das Umschaltverhalten zwischen den Rotationsrichtungen je nach äußerem Reiz beeinflusst. Im molekularen Netzwerk werden unterschiedliche96a Reize integriert, verstärkt und zeitlich verzögert gelöscht (Adaptation). Die Adaptation ermöglicht, dass sich die Zellen bei ihrer Suche nach den günstigsten Lichtbedingungen nicht an den absoluten Reizintensitäten orientieren, sondern nur auf deren Änderungen reagieren. Ohne Stimulation durch Lichtreize oder im adaptierten Zustand wechseln die Zellen immer wieder zufällig zwischen der vorwärts- und rückwärts gerichteten Schwimmbewegung. Im Mittel geschieht das alle 15 Sekunden. Nach einer Schreckstimulation wird der Wechsel der Schwimmrichtung deutlich schneller eingeleitet, während bei einer Lockstimulation die Dauer der aktuellen Schwimmrichtung ausgedehnt wird.
Untersuchungen zur konformationellen Regulation von Ligandenbindungsstellen des Zytoskelettproteins Talin
Untersuchungen zur konformationellen Regulation von Ligandenbindungsstellen des Zytoskelettproteins Talin
In Integrin-vermittelten Zelladhäsionen spielt Talin eine zentrale Rolle für die Verbindung von Integrinrezeptoren mit dem Aktinzytoskelett. Talin weist zwei Integrin-, drei Aktin- und bis zu elf verschiedene Vinculinbindungsstellen auf und kann mit Calpain 11 in eine Kopf- und eine Schwanzdomäne gespalten werden. Der Talinschwanz ist aus 62 a-Helices (H) aufgebaut, welche sich in 4- oder 5-Helixbündeln zusammenlagern. Biochemische Analysen zeigen die Inhibition der Aktin- und besonders der Vinculinbindung, weshalb Aktivierungsprozesse in Fokalen Adhäsionen erforderlich sind. Die Ligandenwechselwirkung des Proteins Talin wird im Cytoplasma zusätzlich durch eine inhibitorische Kopf-Schwanz-Interaktion blockiert. Der Einbau von Talin in Fokale Adhäsionen erfordert höchstwahrscheinlich die Freisetzung der Kopf- und Schwanzdomäne sowie weitere konformationelle Änderungen im Talinschwanz zur endgültigen Aktivierung der kryptischen Bindungsstellen für Integrin, Aktin ud9end Vinculin. Die zeitliche und räumliche Regulation der Aktivierung des Talinmoleküls ist bisher unzureichend verstanden. Für ein umfassenderes Verständnis über die Lokalisationseigenschaften des Talins sowie die Aktivierung kryptischer Ligandenbindungsstellen wurden in der vorliegenden Arbeit die Lokalisation, Halblebenszeitzeiten sowie Protein-Protein-Interaktionen in einer Auswahl von Talinschwanzfragmenten analysiert. Die Helix H62 wurde als Dimerisierungsregion am Talin C-Terminus bestimmt. Für die Integrinbindungsstelle 2 wurde gezeigt, dass sie an ein membranproximales Peptid der cytoplasmatischen Domäne von ß-Integrinen bindet. Weitere Ergebnisse legen dar, dass hoch konservierte Aminosäuren in dieser membranproximalen Region möglicherweise eine sehr feste in Fokalen Adhäsionen potentiell irreversible Bindung von Talin an ß-Integrine verhindern. Es wurden zwei verschiedene Arten von Vinculinbindungsstellen charakterisiert. Eine Bindungsstelle ist konstitutiv zugänglich für Vinculinkopf und eine andere Bindungsstelle liegt kryptisch in Helixbündeln vor, ist jedoch aktivierbar. Sowohl die Integrinbindungsstelle 2 als auch die Aktinbindungsstelle 3 können unabhängig voneinander eine Rekrutierung von Talin in Fokale Adhäsionen hervorrufen. Vinculin hingegen scheint für die Lokalisation nicht essentiell zu sein. Mit Hilfe von FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) wurde nachgewiesen, wie die Aktivität von Proteinbindungsstellen die Dauer der Wechselwirkungen des C-Terminus von Talin und somit die Verknüpfung mit F-Aktin begrenzen kann. Ferner wurden Sensoren von Talin etabliert, die mittels FRET (Förster Resonance Energy Transfei) eine zeitliche und räumliche Beobachtung der Aktivitäten einer Integrin- und Vinculinbindungsstelle in lebenden Zellen ermöglichen. Anhand der Daten wurde ein Modell für die Aktivierung und Inaktivierung von Ligandenbindungsstellen von Talin in Fokalen Adhäsionen entworfen.
Die osteochondrale Zone
Die osteochondrale Zone
Arthrose ist mit 6,9 Millionen erkrankten Menschen in Deutschland die häufigste Gelenkerkrankung. Die Pathologie der Arthrose beschreibt eine Knorpeldegeneration einhergehend mit der Sklerosierung der unterliegenden subchondralen Zone. Das Krankheitsbild ist strukturell wie auch biochemisch beschrieben worden, jedoch ohne die Ursache der Gelenkserkrankung abschließend klären zu können. Weitere Grundlagenforschung über die Biologie des gesunden Gelenkes könnte dazu führen, die ätiologischen Mechanismen, die zur Erkrankung des Gelenkes führen, besser zu Verstehen. Ziel dieser Arbeit war es, die gesunde osteochondrale Zone strukturell und zellulär zu charakterisieren. Im Rahmen dieser Arbeit wurden gesunde Kniegelenke von juvenilen Kälbern und adulten Rindern untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Knorpelhöhe vom Kalb zum Rind reduzierte und die subchondrale Zone sklerosierte. Im Rahmen der Sklerosierung erhöhte sich die Trabekelanzahl in der gesamten subchondralen Zone und die Trabekel im subchondralen Knochen nahmen in ihrem Durchmesser bei älteren Tieren zu. Trotz der zunehmenden Verdichtung der subchondralen Zone im Alter konnte die subchondrale Zone als durchlässig für Flüssigkeiten beschrieben werden. Die Durchlässigkeit nahm jedoch vom juvenilen zum adulten Tier ab. Diese Abnahme könnte mit einer Reduktion der knochenresorbierenden Osteoklasten im kalzifizierten Knorpel einhergehen, welche histologisch erfasst wurde. Die elementare Analyse (EDX) der osteochondralen Zone stellte Unterschiede in den Kalzium- und Phosphoranteilen der einzelnen Gewebe heraus. Dies führte zu der Annahme,926 dass eine Substrat-Zell-Interaktion in einer verminderte Anzahl an resorbierenden Osteoklasten resultieren könnte. Um dies in vitro zu untersuchen, wurden Substratmodelle entwickelt, die den Kalzium- und Phosphoranteilen der Gewebe der osteochondralen Zone entsprachen. Mittels eines Zellkultursystems humaner Osteoklasten wurde in vitro gezeigt, dass Substrate mit einem geringen Kalzium- und Phosphoranteil, vergleichbar mit denen des Knorpels, die Resorption hemmen. Somit könnte ein potentieller Schlüsselfaktor gefunden worden sein, der zur Steuerung der osteoklastären Resorption beiträgt. Die in dieser Arbeit durchgeführten strukturellen und zellulären Untersuchungen liefern neue Erkenntnisse in die Biologie des gesunden Gelenkes.
The East African Great Lakes: Limnology, Palaeolimnology and Biodiversity
The East African Great Lakes: Limnology, Palaeolimnology and Biodiversity
The Second International Symposium on the East African Lakes was held from 10-15 January 2000 at Club Makokola on the southern shore of Lake Malawi. The symposium was organized by the International Decade for the East African Lakes (IDEAL), a research consortium of African, European and North American scientists interested in promoting the investigations of African Great Lakes as archives of environmental and climatic dynamics. Over one hundred African, European and North American scientists with special expertise in the tropical lakes participated in the symposium which featured compelling presentations on the limnology, climatology, palaeoclimatology and biodiversity of the East African Lakes. It is their papers that comprise this book. The large lakes of East Africa are important natural resources that are heavily utilized by their bordering countries for transportation, water supply, fisheries, waste disposal, recreation and tourism. The lakes are unique in many ways: they are sensitive to climatic change and their circulation dynamics, water-column chemistry and biological complexity differ significantly from large lakes at higher latitudes; they have long, continuous, high resolution records of past climatic change; and they have rich and diverse populations of endemic organisms. These unique properties and the significance of the palaeolimnological records demand and attract research interest from around the world.
Artificial Intelligence Methods and Tools for Systems Biology Artificial Intelligence Methods and Tools f.Syst.Biology/Kt
Artificial Intelligence Methods and Tools for Systems Biology Artificial Intelligence Methods and Tools f.Syst.Biology/Kt
This book provides simultaneously a design blueprint, user guide, research agenda, and communication platform for current and future developments in artificial intelligence (AI) approaches to systems biology. It places an emphasis on the molecular dimension of life phenomena and in one chapter on anatomical and functional modeling of the brain. As design blueprint, the book is intended for scientists and other professionals tasked with developing and using AI technologies in the context of life sciences research. As a user guide, this volume addresses the requirements of researchers to gain a basic understanding of key AI methodologies for life sciences research. Its emphasis is not on an intricate mathematical treatment of the presented AI methodologies. Instead, it aims at providing the users with a clear understanding and practical know-how of the methods. As a research agenda, the book is intended for computer and life science students, teachers, researchers, and managers who want to understand the state of the art of the presented methodologies and the areas in which gaps in our knowledge demand further research and development. Our aim was to maintain the readability and accessibility of a textbook throughout the chapters, rather than compiling a mere reference manual. The book is also intended as a communication platform seeking to bride the cultural and technological gap among key systems biology disciplines. To support this function, contributors have adopted a terminology and approach that appeal to audiences from different backgrounds.

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Asymptote
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Asymptote, an award-winning New York City -- based architectural firm, expands the boundaries of traditional architectural practice with work that ranges from buildings and urban design to computer-generated environments. Recognized internationally as both leading-edge architects and virtual-reality artists as well as sought-after critics and teachers, Asymptote partners Lise Anne Couture and Hani Rashid have emphasized research into cultural trends and technological influences as the core of their practice. The firm has completed or is overseeing projects around the world, with commissions as diverse as a trading floor for the New York Stock Exchange; a multimedia research park in Kyoto, Japan; a modular furniture system for the Knoll furniture company; a music theater in Graz, Austria; and a new center for art and technology for the Guggenheim Museum in SoHo, New York. Designed and written by the partners, Asymptote is the first book to fully document their "real world" (as opposed to virtual) projects.In mathematical terms, the word "asymptote" is defined as a line that a given curve gets closer and closer to, but never touches, as it gets further from the origin towards infinity. In architectural terms, Asymptote is the Manhattan-based architectural design and research practice established by Lise Anne Couture and Hani Rashid in 1989.Rashid and Couture's work is intriguing because it draws inspiration from a wide range of sources not traditionally associated with architecture -- among them the design of airline interiors, sporting equipment, and organic systems like seashells and honeycombs; and various means of communicating and disseminating information. Their projects areconcerned as much with light, speed, and traversing virtual boundaries as with "real-world" geometries and building systems. Hani Rashid is one of the founding instructors in the "paperless studio" curriculum at Columbia University's Graduate School of Architecture, a progra
Investigative Psychology
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This ground-breaking text is the first to provide a detailed overview of Investigative Psychology, from the earliest work through to recent studies, including descriptions of previously unpublished internal reports. Crucially it provides a framework for students to explore this exciting terrain, combining Narrative Theory and an Action Systems framework. It includes empirically tested models for Offender Profiling and guidance for investigations, as well as an agenda for research in Investigative Psychology. Investigative Psychology features: * The full range of crimes from fraud to terrorism, including burglary, serial killing, arson, rape, and organised crime * Important methodologies including multi-dimensional scaling and the Radex approach as well as Social Network Analysis * Geographical Offender Profiling, supported by detailed analysis of the underlying psychological processes that make this such a valuable investigative decision support tool * The full range of investigative activities, including effective information collection, detecting deception and the development of decision support systems. In effect, this text introduces an exciting new paradigm for a wide range of psychological contributions to all forms of investigation within and outside of law enforcement. Each chapter has actual cases and quotations from offenders and ends with questions for discussion and research, making this a valuable text for undergraduate and postgraduate courses in Applied and Forensic Psychology, Criminology, Socio-Legal Studies and related disciplines.
The Shellcoder's Handbook Anley, C: Shellcoder's Handbook
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Chris Anley is a founder and director of NGSSoftware, a security software, consultancy, and research company based in London, England. He is actively involved in vulnerability research and has discovered security flaws in a wide variety of platforms including Microsoft Windows, Oracle, SQL Server, IBM DB2, Sybase ASE, MySQL, and PGP. John Heasman is the Director of Research at NGSSoftware. He is a prolific security researcher and has published many security advisories in enterprise level software. He has a particular interest in rootkits and has authored papers on malware persistence via device firmware and the BIOS. He is also a co-author of The Database Hacker's Handbook: Defending Database Servers (Wiley 2005). Felix "FX" Linder leads SABRE Labs GmbH, a Berlin-based professional consulting company specializing in security analysis, system design creation, and verification work. Felix looks back at 18 years of programming and over a decade of computer security consulting for enterprise, carrier, and software vendor clients. This experience allows him to rapidly dive into complex systems and evaluate them from a security and robustness point of view, even in atypical scenarios and on arcane platforms. In his spare time, FX works with his friends from the Phenoelit hacking group on different topics, which have included Cisco IOS, SAP, HP printers, and RIM BlackBerry in the past. Gerardo Richarte has been doing reverse engineering and exploit development for more than 15 years non-stop. In the past 10 years he helped build the technical arm of Core Security Technologies, where he works today. His current duties include developing exploits for Core IMPACT, researching new exploitation techniques and other low-level subjects, helping other exploit writers when things get hairy, and teaching internal and external classes on assembly and exploit writing. As result of his research and as a humble thank you to the community, he has published some technical papers and open source projects, presented in a few conferences, and released part of his training material. He really enjoys solving tough problems and reverse engineering any piece of code that falls in his reach just for the fun of doing it.