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Die Geheimnisse des biologischen Einfrierens: Welche Organismen können extreme Kälte überleben?
Aufgrund des Klimawandels und des häufigen Auftretens extremer Wetterereignisse haben Wissenschaftler begonnen, eingehend zu erforschen, wie einige besondere Organismen in kalten Umgebungen überleben. Manche Organismen können nicht nur Temperaturen unter 0 °C überleben, sondern sogar Bedingungen nahe dem absoluten Nullpunkt. Was ist los?
Bakterien, die im Eis lebenViele Organismen sammeln Frostschutzmittel wie Anorthoretin, Polyole und Glukose an, um sich vor Eiskristallen zu schützen.
Wie gefrorene Zeitkapseln haben einige Bakterien, darunter Carnobacterium pleistocenium, Chryseobacterium greenlandensis und Herminiimonas glaciei, Tausende von Jahren im Eis überlebt und wurden vor Kurzem von Wissenschaftlern erfolgreich wiederbelebt. Diese Bakterien sammeln in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen spezielle Frostschutzproteine an, wodurch sie auch bei extrem niedrigen Temperaturen gedeihen können.
Gefrorene Pflanzen
Es gibt viele Arten im Pflanzenreich, die in kalten Umgebungen wachsen können. Einige kälteresistente Pflanzen durchlaufen beispielsweise einen Prozess namens „Abhärtung“, der es ihnen ermöglicht, Temperaturen von -4 °C bis -12 °C sicher zu überstehen. Diese physiologische Anpassung ermöglicht es ihnen, auch während langer, kalter Winter am Leben zu bleiben.
Die Nährstoffe in manchen Pflanzen, insbesondere Zucker, können ihre Widerstandsfähigkeit gegen Einfrieren bei niedrigen Temperaturen verbessern.
Erstaunliche Anpassungen der Tiere
Im Tierreich kann der berühmte Fadenwurm Haemonchus contortus in mit flüssigem Stickstoff betriebenen Kryotechnik-Anwendungen bis zu 44 Wochen überleben. Es gibt auch Fadenwürmer, die in Umgebungen unter 0 °C überleben können, wie beispielsweise Trichostrongylus colubriformis und Panagrolaimus davidi. Die Anpassungsfähigkeit dieser Organismen ist ein erstaunlicher Beweis der Evolution.
Erforschung der menschlichen Kryotechnik
Auf dem Gebiet der Wissenschaft und Technologie wurden in der Kryonik wichtige Durchbrüche bei medizinischen Anwendungen erzielt. Menschliche Embryonen und Gameten können in gefrorenem Zustand überleben und bis zu zehn Jahre gelagert werden; dieser Vorgang wird Kryokonservierung genannt. Darüber hinaus haben moderne Gefriertechnologien es Wissenschaftlern ermöglicht, die sogenannte „Kryokonservierung von Menschen“ durchzuführen. Wird dieser Traum in Zukunft wahr werden?
Die Kryokonservierung hat nicht nur Auswirkungen auf die medizinische Forschung, sie spielt auch eine Schlüsselrolle bei der Lebensmittelkonservierung, da sie den Verderb und das mikrobielle Wachstum verlangsamt.
Einfrieren und Lebensmittelkonservierung
Einfrieren ist eine gängige Methode zur Konservierung von Lebensmitteln. Durch die Absenkung der Temperatur werden das Bakterienwachstum und der Verderb der Lebensmittel verlangsamt. Dank des technischen Fortschritts können durch das Einfrieren von Lebensmitteln Geschmack, Geruch und Nährstoffe bewahrt und die Haltbarkeitsdauer deutlich verlängert werden. Allerdings reagieren unterschiedliche Lebensmittel sehr unterschiedlich auf das Einfrieren, was einen Schwerpunkt der Forschung der Wissenschaftler darstellt.
Fazit
In dieser kalten Welt haben verschiedene Lebewesen eine außergewöhnliche Anpassungsfähigkeit bewiesen und jedes von ihnen verfügt über eine einzigartige Art zu überleben. Dies lässt uns fragen: Vielleicht können wir in Zukunft auch von der Weisheit dieser Lebewesen lernen, wie wir mit extremen Klimaveränderungen auf der Erde umgehen können?
