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JAHRESFEIER


Figur 15a: Beispiele von realen Wachstumsmustern von Bakterien






Dirk Hartmann 2004

Figur 15b:
Computersimulationen

effizienten durch die Umwelt kontrolliert werden, die ihrerseits durch die Population
verändert wird. [3, 7, 9, 11, 16, 20, 21]
Die Entwicklungsbiologie arbeitet daran, die Entstehung von biologischen
Strukturen aufzuklären. Dabei setzt sie die Ergebnisse der Molekularen Biologie
über die Kodierung und Verarbeitung von Information, über die ablaufenden physi-
kalisch-chemischen Prozesse auf allen Skalen ein. Bei der mathematischen Model-
lierung von Strukturbildung sind die molekularen zellulären Prozesse einzubeziehen,
insbesondere auch an der Zellmembran, die für die Wechselwirkung mit der Umwelt
zentral ist. Ausgehend von Konzepten, wie sie für die Modellierung von Chromato-
graphen bzw. von Liesegangschen Ringen entwickelt wurden, konnte zum Beispiel
ein Mechanismus vorgeschlagen werden, der die Entwicklung von Kopf und Fuß bei
der Hydra besser beschreibt und die Ergebnisse von Versuchen besser erfasst. Er
bezieht die Dynamik der Rezeptoren an der Zellmembran wesentlich mit ein. Dabei
geht man von einer Situation aus, wie sie in der Figur 14b (d) schematisch darge-
stellt ist. Im extrazellulären Raum diffundieren Substanzen, die auf die Ausbildung
von Rezeptoren auf den Zellwänden aktivierend bzw. inhibierend einwirken. Freie
Rezeptoren binden den Aktivator an, die gebundenen Rezeptoren bewirken ihrer-
seits über die Wechselwirkung mit dem Zellkern die Erzeugung von Substanzen, die
das Wachstum freier Rezeptoren anregen. Ein Enzym kontrolliert inhibierend die
Konzentration des Aktivators. Durch eine Mittelung (Homogenisierung) geht man
von der mikroskopischen Beschreibung auf der Skala einzelner Zellen über zu einer