Überblick

Schlagkräftiger Mikroantrieb

Die peitschende Bewegung langer Zellfortsätze lässt Zellen zielgerichtet schwimmen und pumpt Flüssigkeiten im Körper.

  • Benjamin M. Friedrich
  • 12 / 2017 Seite: 53

Zilien und Geißeln sind ein Bestseller der Natur und finden sich als langgestreckte Fortsätze auf der Ober­fläche einer Vielzahl von Zellen, beispiels­weise Spermien, Schleimhaut- und Sinneszellen. Das peitschende Schlagen der Zilien ermöglicht es den Zellen z. B., gezielt zu navigieren. An Zilien lassen sich modell­haft grundlegende Prozesse der Physik des Lebens verstehen, darunter Selbstorganisation, Nano-Biomechanik und aktive Prozesse fern des thermischen Gleichgewichts.

Zilien und Geißeln sind lange, dünne Strukturen auf der Oberfläche von Zellen und schlagen wie mikroskopische Peitschen mit einer Frequenz von bis zu 100 Hz. Dadurch setzen sie die umgebende Flüssigkeit in Bewegung, sodass Zellen darin schwimmen können (z. B. Spermien) oder Flüssigkeiten gepumpt werden (z. B. Schleim in den Atemwegen). Außerdem bestimmen gebrochene Symmetrien im Zilienschlag während der Embryonalentwicklung die Asymmetrie des späteren Körperbaus. Auch Pflanzenzellen besitzen Zilien. Grünalgen dienen beispielsweise als Modellorganismus, um die Physik des Zilienschlages zu verstehen, einschließlich emergenter Phänomene wie der Synchronisation mehrerer Zilien.

Ein Wort zur Terminologie: Die Unterscheidung in Zilien und Geißeln ist historisch bedingt und betrifft hauptsächlich die Länge dieser Fortsätze – Zilien sind kurze Geißeln. Beide unterscheiden sich in Aufbau und Funktionsmechanismus jedoch grundlegend von den ebenfalls Geißeln genannten Zellfortsätzen einiger Bakterien. Um Verwechslungen zu vermeiden, kommt im Folgenden nur der Begriff Zilium vor – stellvertretend für die Zellfortsätze nicht-bakterieller (also eukaryotischer) Zellen...

Share |
thumbnail image: Schlagkräftiger Mikroantrieb

Aktuelles Heft

Inhaltsverzeichnis
01 / 2018

thumbnail image: PJ 01 2018

Weltraumschrott

Brillouin-Mikroskopie

DPG-Preise 2018

Zugang Physik Journal

Nur DPG-Mitglieder haben vollen Zugriff auf alle Hefte und Online-Inhalte des Physik Journal und müssen sich dafür mit ihrer Mitgliedsnummer registrieren » 

Erst wenn die Artikel des Physik Journal älter als drei Jahre sind, stehen sie kostenlos und frei zugänglich zur Verfügung

Als DPG-Mitglied erhalten Sie den Physik Journal Newsletter, wenn Sie sich dafür bei der DPG registrieren »

Mediadaten

Die Mediadaten für Werbe­mög­lich­kei­ten im Phy­sik Jour­nal finden Sie als PDFs hier:
2018 deutsch / englisch

Webinar

Hochleistungslaser und Multiphysik

  • 25. January 2018

Soft­ware­platt­for­men für Optik­simu­la­tio­nen ha­ben in den letz­ten Jah­ren enor­me Fort­schrit­te ge­macht. Zum einen sind dank Multi­phy­sik­kopp­lungen viel re­a­lis­ti­sche­re Mo­del­le mög­lich, zum an­de­ren sind die Be­dien­ober­flä­chen be­deu­tend ein­stiegs­freund­li­cher ge­wor­den.

Alle Webinare »

Site Login

Bitte einloggen

Andere Optionen Login

Website Footer