Einführung

Leben ist allgegenwärtig. Unseren Planeten teilen wir mit unsichtbar kleinen Mikroben und höheren Pflanzen ebenso wie mit den tierischen Lebewesen. Wir alle sind Teil einer belebten Welt, die von vielfältigen wechselseitigen Beziehungen geprägt ist. Pflanzen dienen dem Menschen als Nahrungsmittel und sichern die Sauerstoffversorgung; Mikroorganismen zersetzen totes Material und ermöglichen die Wiederverwertung von lebensnotwendigen Stoffen; Insekten bestäuben die Pflanzen, auf deren Erträge der Mensch bei seiner Ernährung angewiesen ist. Letztlich sind alle Lebewesen in ihrer Existenz auf andere Lebewesen angewiesen.

Das Großartige an der Biologie ist, dass sie uns die Erforschung der Zusammenhänge zwischen den Organismen ermöglicht. Sie lässt uns verstehen, dass Lebewesen Eigenschaften von Kunstwerken und Maschinen in sich vereinen. Organismen können so zart sein wie eine wilde Bergblume oder so ehrfurchtgebietend wie ein majestätischer Löwe. Und für jede Pflanze, jedes Tier und jede Mikrobe gilt gleichermaßen, dass die Funktion des ganzen Organismus erst durch das Zusammenwirken zahlreicher Einzelfunktionen und Funktionskreise möglich wird. Grundprozesse sind beim einfachen Einzeller ebenso nachweisbar wie beim komplexen Menschen: Bewegung, Energieversorgung, Substanzaufbau aus einfachen Grundbausteinen und Substanzabbau bis hin zu nicht weiter verwertbaren Abfallstoffen.

Die Biologie ist der Schlüssel zur Ergründung der Geheimnisse des Lebens. Sie lässt uns erkennen, dass selbst einzellige Organismen sehr komplex sein können, etwa durch ihre einzigartige Struktur oder vielfältige Stoffwechselleistungen. Die Biologie hilft uns auch, die Einzigartigkeit unseres eigenen Körpers zu erkennen. So führt sie uns vor Augen, wie viele verschiedene Strukturen zusammenwirken, um Stoffe aufzunehmen und zu transportieren, Strukturen aufzubauen und zu erhalten, Signale zu senden und unseren Körper vor schädlichen äußeren Einflüssen zu schützen.

Über dieses Buch

Biologie kompakt für Dummies befasst sich mit den Eigenschaften, die allen Lebewesen gemein sind. Das Buch gibt einen Überblick über die grundlegenden Pläne und Abläufe des Lebens. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Menschen, seinen Bedürfnissen und der Art und Weise, wie er diese erfüllt. Aber auch die Vielfalt des Lebens auf der Erde bleibt nicht unberücksichtigt. Thematisch ist es an den Lehrplan der Oberstufe angepasst, es kann aber auch einfach aus Interesse gelesen werden.

Konventionen in diesem Buch

Damit Sie sich in diesem Buch gut zurechtfinden, benutzen wir einheitlich die folgenden Stilelemente:

• Kursivschrift hebt neue Begriffe hervor, die im Text definiert werden, und kennzeichnet Begriffe, die wir besonders betonen möchten.
• Fettdruck steht für im Schlagwortverzeichnis aufgeführte Begriffe und solche, die innerhalb nummerierter Schritte auf Tätigkeiten verweisen.
• Grau hinterlegte Kästen enthalten Texte mit interessanten Zusatzinformationen, die für das Verständnis des gesamten Kapitels oder Abschnitts nicht unbedingt erforderlich sind.

Bei der Einführung von Fachbegriffen bemühen wir uns um eine kurze und klare Definition, die leicht zu merken ist.

Was Sie nicht lesen müssen

Im ganzen Buch werden Sie Abschnitte finden, die weiterführende Informationen enthalten. Texte, die mit dem Symbol für technische Hintergrundinformationen gekennzeichnet sind, liefern detaillierte Erklärungen eines Themas oder Konzeptes. Grau hinterlegte Kästen enthalten Berichte oder Informationen mit Bezug zum eigentlichen Thema des Kapitels oder Abschnitts. Es macht Spaß und ist interessant, sie zu lesen, aber sie sind nicht entscheidend für ein grundlegendes Verständnis der Biologie. Es steht Ihnen also frei, diese Abschnitte zu überspringen oder sie zu lesen und damit an der einen oder anderen Stelle ein wenig tiefer in die Geheimnisse des Lebens einzutauchen!

Törichte Annahmen über den Leser

Beim Schreiben dieses Buches haben wir versucht, uns in Sie hineinzuversetzen. Hier ist das Ergebnis unserer Überlegungen dazu, wer Sie sind und was Sie brauchen, um die Biologie zu verstehen:

• Sie sind Oberstufenschüler und haben einen Biologie-Kurs belegt. Vielleicht bereiten Sie sich gerade auf eine Klausur oder eine Aufnahmeprüfung an einer Hochschule vor. Falls Sie Schwierigkeiten haben, dem Stoff im Biologie-Kurs zu folgen, und auch aus dem Lehrbuch nicht wirklich schlau werden, sollten Sie zunächst die wichtigen Abschnitte dieses Buches durchlesen. Das verhilft Ihnen zu einem Grundwissen, mit dem Sie sich dann wieder Ihrem Lehrbuch oder Ihren eigenen Aufzeichnungen aus dem Unterricht zuwenden können.
• Sie sind Student, der pflichtgemäß einen Biologie-Kurs belegt hat, aber keine Ansprüche darauf erhebt, darin als Musterschüler zu glänzen. Um dem Kurs leichter folgen zu können, sollten Sie erst einmal die Hauptabschnitte dieses Buches lesen. Dann sind Sie gerüstet, um gezielt nach Informationen zu bestimmten Fragestellungen zu suchen. Zur Festigung von Lerninhalten kann es hilfreich sein, nach dem Kurs die entsprechenden Abschnitte dieses Buches noch einmal durchzulesen.
• Sie sind jemand, der einfach ein wenig mehr über sich und die ganze belebte Welt wissen möchte. Dann haben Sie mit diesem Buch eine gute Wahl getroffen! Lesen Sie es in Ihrer Freizeit, und fangen Sie einfach dort an, wo Ihnen etwas besonders faszinierend erscheint. Die zahlreichen Beispiele dafür, wo und wie die Biologie unser tägliches Leben beeinflusst, werden für ein anhaltend interessantes Lesevergnügen sorgen.

Wie dieses Buch aufgebaut ist

Der Aufbau von Biologie kompakt für Dummies entspricht der Abfolge der Lerninhalte eines typischen Biologie-Kurses. Wie bei allen Büchern aus der Reihe . für Dummies ist jedes Kapitel in sich geschlossen. So können Sie dieses Buch zur Hand nehmen, wann immer Sie es brauchen, und unmittelbar dort nachlesen, wo Sie Informationen zu dem gerade von Ihnen bearbeiteten Thema finden.

Merke: Nachdem wir einen Sachverhalt erklärt haben, setzen wir diese Information in Folgeabschnitten als bekannt voraus. Auch wenn Sie also dieses Buch nicht abschnittsweise von der ersten bis zur letzten Seite durchlesen müssen, kann es gelegentlich vorkommen, dass Sie für Hintergrundinformationen noch einmal zurückblättern müssen. Um Ihnen das Suchen zu erleichtern, haben wir an solchen Stellen Querverweise auf das entsprechende Kapitel angebracht.

Teil I: Grundlagen der Biologie

Wenn Biologie die Lehre vom Leben und das Leben so komplex ist, fällt es nicht leicht, sich zu entscheiden, wo man mit dem Lernen beginnen soll. Aber keine Sorge: In Teil I dieses Buches untergliedern wir das weitläufige Feld der Biologie in kleinere, überschaubare Teilbereiche.

Als Erstes machen wir uns Gedanken über die belebte Welt und die Art und Weise, wie die Biologie sich mit ihr befasst. (Hinweis: Wissenschaftliche Untersuchungen sind von großer Bedeutung.) Anschließend widmen wir uns den verschiedenen Arten von Molekülen, die für Abläufe in lebenden Zellen wichtig sind. (Ein kurzer Ausflug zu den Grundlagen der Chemie lässt sich nicht vermeiden.) Danach steht die universelle Grundlage des Lebens, die Zelle, im Mittelpunkt. Jeder Organismus, egal, ob Mensch, Hund, Blume, Bakterium oder Amöbe, besteht aus mindestens einer Zelle (meist aus mehreren Millionen von Zellen). Und da jede Zelle Energie benötigt, um funktionieren und überleben zu können, schließen wir Teil I mit Erklärungen zur zellulären Energiegewinnung ab.

Teil II: Zellvermehrung und Genetik - das Thema Sex aus Sicht des Biologen

Zellvermehrung macht es möglich, dass innerhalb weniger Monate ein vielzelliger Mensch aus einem einzelligen Embryo entsteht. Zellen sind in der Lage, exakte Kopien von sich herzustellen. Dies ist die Grundlage für Reparaturprozesse, Wachstum und die Erzeugung von Nachkommen, deren genetische Ausstattung sich nicht von der Elternzelle unterscheidet. Daneben behandelt Teil II dieses Buches auch die sexuelle Vermehrung, die durch Vermischung und Kombination elterlicher Erbanlagen gekennzeichnet ist. Die Nachkommen unterscheiden sich in diesem Fall hinsichtlich der genetischen Ausstattung von ihren Eltern.

Unabhängig davon, ob die Vermehrung asexuell oder sexuell erfolgt, finden sich Merkmale der Eltern auch bei ihren Nachkommen. Ursächlich hierfür ist die Weitergabe von DNA, die als Bauplan für Proteine (Eiweiße) dient. Proteine vermitteln und regeln die Zellfunktionen und bestimmen damit die wesentlichen Eigenschaften der Nachkommen.

Teil III: Die Welt ist klein und vernetzt

So beeindruckend vielfältig die Formen des Lebens auf der Erde auch sind, sie haben doch eines gemeinsam: Sie alle können auf Dauer nur bestehen, wenn sie in und mit ihrer Umgebung wechselwirken und Informationen austauschen. Vernetzung ist ein hochaktuelles Thema und für das Leben auf der Erde von überragender Bedeutung.

In Teil III dieses...