Berichte

Die innere Uhr der Natur

  • Tick-tack-tick-tack. Ein alltägliches Geräusch, welches wir kaum noch wahrnehmen. Das Ticken des Zeigers unserer Uhren. Ohne Pause geben sie uns die exakte Zeit an. Menschen haben zwar ein Zeitgefühl, aber kein so genaues, dass wir jeder Zeit ohne die Hilfe einer Uhr, auf die Sekunde und Minute genau sagen können, wie spät es jetzt ist. Den Gang der Zeit können wir nur wahrnehmen, weil wir uns an Vergangenes erinnern – Pflanzen ist das in diesem Sinne unmöglich. Doch wie funktioniert es dann bei den Pflanzen und Tieren? Denn Tiere und Pflanzen sind gleichermaßen darauf angewiesen, zum richtigen Zeitpunkt spezielle Vorgänge zu durchleben oder zu starten. Zum Beispiel sich fortzupflanzen, im Frühjahr zu erwachen, zu blühen, zu wachsen, in Winterruhe zu gehen und noch vieles mehr. Die Natur hat sich da etwas ganz besonderes einfallen lassen. Durch eine Art natürliche Uhr sind fast alle Organismen, also Tiere, Pflanzen und Pilze, in der Lage, Zeit „zu messen“. Einige nehmen sogar Stunden, Tage, Monate oder gar Jahre wahr und doch auf einem anderen Weg als wir Menschen.

    Für den Menschen bedeutet Zeit etwas wie: Termine, Verabredungen u.ä. Eine Art Zeitstrom in dem wir schwimmen. Doch viel treffender wäre es, die Zeit als pulsierend zu beschreiben mit immer wieder kehrenden Zyklen. Und egal was für Zyklen es sein mögen – ob die Wanderung der Monarchfalter, die Drehung der Erde, Wechsel zwischen Tag und Nacht, hell und dunkel, die wechselnden Jahreszeiten, Ebbe und Flut oder für uns kaum erkennbare kleine Zyklen wie Algen, die den Tag über an die Oberfläche treiben und sich nachts wieder sinken lassen. Manche Zyklen dauern Sekunden andere Jahrzehnte. Es herrscht eine unendliche Vielfalt und egal welches Beispiel man sich aus der Natur sucht, eines ist bei allen gleich. Würde das Wesen verfrüht oder verspätet sein, so würde dies dessen Auslöschung bedeuten. Würde unser Monarchfalter zum Beispiel zu spät losfliegen und seine gruppe verpassen, würde er alleine nicht lange überleben. Bis heute, scheint es ein Wunder zu sein, wie die Tiere und Pflanzen anscheinend „wissen“, wann sie etwas zu tun haben und bis heute verblüfft es weltweit Forscher immer wieder. Diese Wunder der Natur.

    Dadurch das alles auf der Erde einem riesigen Zyklus unterworfen ist, wie eben die Jahreszeiten und die Tagesryhtmen mit hell und dunkel, dem Verlauf der Sonne und weiterem, ändern sich auch die Lebensräume der jeweiligen Bewohnern. Die Lebewesen haben dafür ihre eigenen Anpassungsweisen entwickelt. Doch diese funktionieren nur, wenn das Timing stimmt. Zum Beispiel beim Kappenwaldsänger. Dieser Vogel fliegt bis zu 90 Stunden ununterbrochen über den Atlantik, um von Neuengland in sein Winterquartier in Südamerika zu gelangen. Um diese enorme Kraftanstrengung zu überleben, muss er sich schon bei Zeiten Fett anfressen – in den Wochen vor dem Abflug nimmt er von 11 auf 21 Gramm zu, wodurch sich seine Flugmuskulatur verstärkt und seine inneren Organe vermutlich schrumpfen. 0,6 Prozent seines Körpergewichtes verbrennt er dann während seines Fluges. Fängt er zum Beispiel zu spät an sich fett anzufressen, schafft er seinen Flug nicht.

     

    Forscher haben noch nicht alle natürlichen Uhren gefunden. Wie bei der Artenvielfalt, ist auch jede Art für sich ganz besonders, mit kleinen Abweichungen.

    Die natürliche Uhr in den Lebewesen läuft über Eiweißmoleküle, diese geben den komplizierten Rhythmus des Lebens vor und synchronisiert werden alle „Uhren“ im Körper über ein Bündel aus Nervenzellen – einfach formuliert.  Genauer gesagt beruhen die inneren Zeitgeber darauf, dass bestimmte Stoffe, wie Eiweiße periodisch auf- und abgebaut werden und nur zu bestimmten Zeiten Prozesse anstoßen, wie z.B. das Ausschütten eines Hormons. Das lässt sich so erklären: In den meisten Körperzellen wirken verschiedene Gene zusammen, wovon jedes eine bestimmte Sorte von Eiweißmolekülen produziert, welche sich in der Zelle anreichern. Ist die Konzentration über einen bestimmten Wert geschritten verbinden sich Moleküle und überschreiten diese schließlich einen anderen Schwellenwert , so löst das eine Art von biologischer Hemmung aus, wodurch nichts neues produziert wird und das natürliche Pendel wieder durch das Zerfallen der (Eiweiß)Moleküle sozusagen „auf Null“ zurück fällt. Sind sie unter einem bestimmten Wert, löst sich die Hemmung auf und es werden wieder neue Moleküle gebildet. So kommt es immer wieder zu einem Wechsel zwischen Auf- und Abbau,  und das immer ungefähr in denselben Abständen, welche dann den inneren Takt der Uhr vorgeben. Da das allein aber nur eine grobe Zeitabschätzung wäre, kommt noch etwas Zweites dazu. So werden die molekularen Uhren z.B. oftmals durch äußere Rhythmen wie Tag-und-Nacht-Wechsel synchronisiert. Das kommt bei vielen Organismen durch lichtsensorische Zellen zu Stande, welche diese Informationen ans Gehirn weiterleiten, wodurch dann bestimmte Reaktionen folgen, wie z.B. das Ausschütten des schlaffördernden Hormons Melatonin bei Dunkelheit bzw. Dämmerung.  So läuft das vor allem bei Tieren ab, doch auch bei Pflanzen spielt Eiweiß eine Rolle. Zwar verfügen sie nicht wie Tiere über einen zentralen Taktgeber, aber sie können über biochemische Bindeglieder andere Stoffwechselvorgänge anstoßen und so ineinandergreifenden Prozesse steuern und so dann auch wann Blätter sprießen oder abfallen und Blüten sprießen sollen.

    Die Fähigkeit der Zeitmessung, so vermuten manche Forscher,  hat sich im Laufe der Evolution vermutlich gleich mehrfach entwickelt. Zudem steht fest, dass der Rhythmus eines Lebewesens meist eng mit den Zyklen anderer Organismen verflochten ist. Und von daher sollte man vorsichtig damit sein, die von der Natur aus kommenden Begebenheiten zu verändern. Denn unterbricht oder verändert man in dem über Jahrtausende entstandene „Zeitnetz“ so hat das weitreichende und schwere Folgen. Vor allem der Mensch sollte sich das zu Herzen nehmen, bei seinem Gepfusche in der Natur – denn eigentlich hat alles seinen Sinn, so wie es gegeben ist.

    Quellenangaben: Textquelle - GEOkompakt Nr. 27, Artikel "Die unsichtbaren Zeitmesser der Natur", sowie weitere Artikel aus dem Heft. Bilderquellen - Farnblatt - wikimedia commons, restliche Bilder copyright WWF

     

Kommentare

6 Kommentare
  • Viveka
    Viveka Toller Bericht mit einem interressanten Thema! Danke!
    20. August 2012
  • Jayfeather
    Jayfeather toller bericht! da sieht man mal wieder, dass die Tiere dem Menschen weit vorraus sind
    20. August 2012
  • Anne95
    Anne95 Ich kann mich nur anschließen, der Bericht ist total spannend. Immer wieder faszinierend was Tiere und Pflanzen alles drauf haben :-)
    21. August 2012
  • Zerschmetterling
    Zerschmetterling Ich finde das erste Foto total schön! :)
    21. August 2012