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In ein in Jahrmilliarden entstandenes Ökosystem trat vor einigen zehntausend Jahren der Mensch ein und hat wie kein anderer Organismus vor ihm das Bild der Erde radikal verändert.Wie sieht heute die Zukunft "unseres" Planeten aus, nachdem der Mensch nicht nur nahezu alle vorgefundenen Ökosysteme verändert, sondern auch gelernt hat, die genetische Information von Pflanzen und Tieren umzuschreiben?Helmut Metzner ist ordentlicher Professor für Chemische Pflanzenphysiologie an der Universität Tübingen und Herausgeber der Hirzel-Sachbuchreihe "Ökologie kompakt", Mitglied Europäischen Akademie für Umweltfragen der Academie Internationale de Philosophie des Sciences, des Collegium Europaeum Jenense und der New York Academy of Science.

 

 

/ AUS DEM INHALT: / / / Vorwort 7 Atomare Systeme 17 1 Die atomare Dimension der Materie 18 1.1 Was ist Materie? 18 1.2 Das Konzept "Atom" 19 1.3 Der Bau der Atome 20 1.4 Das Periodische System der Elemente 26 1.5 Was ist Energie? 27 1.6 Grundlagen der Thermodynamik 33 1.6.1 Der II. Hauptsatz der Thermodynamik 4i 1.6.2 Das Konzept Energiedichte 44 1.7 Das Konzept Feld 46 1.8 Energieform Strahlung 5 ° 1.8.1 Radioaktivität 5° 1.8.2 Was ist Licht? 53 1.9 Der Welle-Korpuskel-Dualismus 63 Molekulare Systeme 69 2 Die molekulare Dimension der Materie 6 9 2.1 Chemische Bindungen 6 9 2.1.1 Ionenbindungen 69 2.1.2 Kovalente Bindungen 75 2.2 Chemische Reaktionen 78 2.2.1 Umtausch von Elementarteilchen 7 9 2.2.2 Energetik chemischer Reaktionen 83 2.2.3 Katalyse und Katalysatoren 87 Supramolekulare Systeme 3 Die supramolekulare Dimension der Materie 89 3.1 Intermolekulare Kräfte 89 3.2 Kondensierte Systeme 94 3.2.1 Festkörper 94 3.2.2 Flüssigkeiten 96 3.2.2.1 Lösungen 97 3.2.2.2 Kolloide 102 3.3 Grenzflächen und Membranen 106 Kosmische Systeme 4 Bau und Evolution des Kosmos 113 4.1 Der Bau des Kosmos 114 4.2 Die Entstehung des Kosmos 118 4.2.1 Die Entstehung des Sonnensystems 121 4.2.2 Der Bau der Sonne 122 4.2.3 Die Entstehung der chemischen Elemente 125 4.2.4 Der Planet Erde 128 4.2.5 Die Verteilung der Elemente 136 Lebende Systeme 5 Die Welt der Organismen 141 5.1 Was ist Leben? 143 5.2 Die Besonderheiten lebender Systeme 151 5.3 Bestandsaufnahme und Katalogisierung der Organismen 153 5.4 Chemie der Organismen 156 5.4.1 Elementarzusammensetzung der Organismen 156 5.4.2 Die essentiellen Elemente der Biosphäre 161 5.4.2.1 Wasserstoff 163 5.4.2.2 Kohlenstoff 166 5.4.2.3 Sauerstoff 176 5.4.2.4 Schwefel 179 5.4.2.5 Stickstoff 179 5.4.2.6 Phosphor 181 5.4.3 Die molekularen Bausteine der Biosphäre 182 5.4.3.1 Wasser 182 5.4.3.2 Kohlenhydrate 190 5.4.3.3 Lipide 190 5.4.3.4 Proteine 193 5.4.3.5 Nucleinsäuren 195 5.5 Reaktionsraum Zelle 199 5.5.1 Das Membransystem der Zelle 206 5.5.2 Der Zellkern 216 5.5.3 Die Ribosomen 218 5.5.4 Die Mitochondrien 219 5.5.5 Die Piastiden 221 5.5.6 Geißeln und Wimpern 223 6 Stoffwechsel der Zelle 225 6.1 Chemosynthesen 225 6.2 Photosynthese 227 6.2.1 Grundlagen der Photochemie 227 6.2.2 Der Prozess der Photosynthese 233 6.3 Gärungen 247 6.4 Atmung 247 6.5 Phosphorylierung 253 6.6 Biolumineszenz 257 6.7 Thermodynamik lebender Systeme 259 7 Reize und Reizreaktionen 266 7.1 Aufnahme und Verarbeitung von Reizen 266 / 7.2 Lichtreizreaktionen 267 7.3 Erregungsleitung 272 7.4 Bewegungsmechanismen 273 7.5 Das Zeitempfinden der Organismen 275 7.5.1 Grundgröße Zeit 275 7.5.2 Die Innere Uhr der Organismen 276 7.5.3 Photoperiodismus 280 8 Die Bildung der organischen Form 283 8.1 Selbstaggregation supramolekularer Systeme 283 8.2 Morphogenese lebender Systeme 289 8.2.1 Die Teilung der Zelle 293 8.2.2 Die Differenzierung der Zelle 297 8.2.3 Regenerationsprozesse 299 8.2.4 Offene Fragen 303 9 Grundlagen der Genetik 306 9.1 Das genetische Programm der Organismen 306 9.2 Vom Gen zum Katalysator 313 10 Entstehung und Evolution lebender Systeme 316 10.1 Die Entstehung lebender Systeme 316 10.2 Die Evolution lebender Systeme 326 10.2.1 Ist die Zelle ein Elementarorganismus? 340 10.2.2 Die Bedeutung der Sexualität 341 10.2.3 Die Evolution der Ökosysteme 344 10.2.4 Die Evolution des Menschen 348 11 Das Schicksal der Biosphäre 352 11.1 Kälte-oder Hitzetod der Erde? 352 11.2 Anthropogene Veränderungen der Biosphäre 354 12 Leben im Weltall? 360 Literaturverzeichnis 367 Anmerkungen 374 Sachverzeichnis 378 Namensregister 3 89