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Tabellen — Biologie
* Zusammensetzung einer Bakterienzelle
* Intra- und extrazelluläre Ionenkonzentrationen
* Blut
* Diffusionskoeffizienten von Makromolekülen
* Genomgrößen
* Proteinogene Aminosäuren
* Genetischer Code
* Ökofaktor Wasser
* Ökofaktor Licht
* Boden als Lebensraum
* Organismenreiche
* Artenvielfalt
* Biodiversität
* Klassifizierung der Pflanzen
* Klassifizierung der Pilze
* Wassergehalte von Pflanzen
* Das menschliche Auge
* Resolution of a selection of animal eyes
* Sensitivity of a selection of animal eyes
* Verschmelzungsfrequenz im Auge verschiedener Tiere
* Sehschärfewinkel verschiedener Tiere
* Leistungen des Hörsinns
* Obergrenze der Hörfähigkeit bei Tieren
* Größe der Entladungen elektrischer Fische
* Daten zur Biophysik
* Brain weight of selected mammals
* Das menschliche Gehirn
* Informationsverarbeitung im menschlichen Organismus
* Kanalkapazitäten technischer Nachrichtenkanäle
* vom Menschen bewußt verarbeitbare Kapazitätswerte
* Schlafdauer von Säugetieren
* allometrische Parameter bei Säugetieren
* Classification and examples of extremophiles
* Comparative biological potency of biodefence toxins
* Evolution des Menschen
* anorganische Bestandteile des menschlichen Körpers
* Energieverbrauch einzelner Organe und Gewebe des Menschen
* täglich benötigte Nahrungsmenge
* die wichtigsten Inhaltsstoffe von Kaffee
* Koffeingehalt
* Nährstoffgehalte landwirtschaftlicher Kulturen
* Zusammensetzung einiger Lebensmittel
* einiger Fische
* einiger Gemüse
* von Obst
* von Hühnereiern
* verschiedener Fette und Öle
* von Weizenmehlen
* relative Süßkraft und Brennwert von Zuckern
Zusammensetzung einer Bakterienzelle
------------------------------------------------------------
Prozent des Zahl der Typen
Zell-Gesamt- in jeder
gewichts Molekülfamilie
------------------------------------------------------------
Wasser 70 1
anorganische Ionen 1 20
Zucker und Vorläufer 1 250
Aminosäuren und Vorläufer 0.4 100
Nucleotide und Vorläufer 0.4 100
Lipide und Vorläufer 2 50
andere kleine Moleküle 0.2 ~300
Makromoleküle (Proteine, 26 ~5000
Nukleinsäuren und
Polysaccharide)
------------------------------------------------------------
;; Alberts: Molekularbiologie der Zelle. 3. Aufl.
Intra- und extrazelluläre Ionenkonzentrationen
bei einer Warmblütermuskelzelle
----------------------------------------------------------
Ion Intrazellulär Extrazellulär
----------------------------------------------------------
K(+) 155 mmol/l 4 mmol/l
Na(+) 12 mmol/l 145 mmol/l
Ca(2+) 10^-8 -- 10^-7 mol/l 2 mmol/l
andere Kationen:
5 mmol/l
Cl(-) 4 mmol/l 120 mmol/l
HCO3(-) 8 mmol/l 27 mmol/l
A(-) 155 mmol/l
Ruhepotential -90 mV 0 mV
----------------------------------------------------------
A(-): große Anionen
;; Schmidt/Schaible: Neuro- und Sinnesphysiologie.
;; Springer, 2000.
Blut
----------------------------------------------------------------------
* Gesamtblutmenge des Menschen: ca. 7--8 % des Körpergewichts
(entspricht 4--6 l für den Erwachsenen)
* Das Blutplasma (extrazellulärer Anteil des Blutes) ist eine klare,
gelbe Flüssigkeit. Zusammensetzung pro Liter:
0.9 l Wasser
9 g Elektrolyte
65--80 g Proteine
20 g niedermolekulare organische Substanzen
* Mittelwerte des Blutdrucks in Abhängigkeit vom Lebensalter:
------------------------------------------------
Alter systolischer diastolischer
Blutdruck in mmHg (hPa)
------------------------------------------------
Geburt 70 (93) 40 (53)
bis 10 Jahre 105 (140) 70 (93)
10.--30. Jahr 120 (160) 75 (100)
30.--40. Jahr 130 (173) 85 (113)
40.--60. Jahr 140 (186) 90 (120)
über 60 Jahre 145 (193) 90 (120)
------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
;; [1] Thews/Mutschel/Vaupel: Anatomie, Physiologie, Pathophysiologie
;; des Menschen. Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft Stuttgart,
;; 1999
;; [2] Brockhaus Naturwissenschaft und Technik. 3 Bände, 2003.
Diffusionskoeffizienten von Makromolekülen
in Wasser bei 293 K
-----------------------------------------------
M_r D [cm2/s]
-----------------------------------------------
Rohrzucker 342 4.586 * 10^-6
Ribonuklease 13,683 1.19 * 10^-6
Lysozym 14,100 1.04 * 10^-6
Serumalbumin 65,000 5.94 * 10^-7
Hämoglobin 68,000 6.9 * 10^-7
Collagen 345,000 6.9 * 10^-8
Urease 480,000 3.46 * 10^-7
Myosin 493,000 1.16 * 10^-7
-----------------------------------------------
M_r: relative Molekülmasse.
Der Diffusionskoeffizient D gibt an, wie schnell Moleküle in Richtung
eines Konzentrationsgradienten wandern. Stokes-Einsteinsche Beziehung
zwischen dem Reibungskoeffizienten f, dem Diffusionskoeffizienten D
und der Viskosität \eta:
D = k*T/f, f = 6*\pi*\eta*a.
(a: effektiver hydrodynamischer Radius eines kugelförmigen Teilchens)
;; Peter W. Atkins: Physikalische Chemie. VCH, 1990.
Genomgrößen
-------------------------------------------------------------------------
Organismus Basenpaare Chrom. Gene
-------------------------------------------------------------------------
Viroid 300--400 1
Reovirus 1,200--4,000 1
Retrovirus 5,000--8,000 1
Simian Virus (SV40) 5,243 1
TMV (Tabakmosaikvirus) 6,000 1
Bakteriophage M13 6,407 1
Bakteriophage T7 39,936 1
Bakteriophage Lambda 48,502 1
Bakteriophage T4 168,889 1
/Haemophilus influenzae/ 1,830,138 1
Bakterium (/Escherichia coli/) 4,639,221 1 4,405
Hefe (/Saccharomyces cerevesiae/) 12,068,000 16 6,200
Nematode (/Caenorhabditis elegans/) 97,000,000 12 19,000
Pflanze (/Arabidopsis thaliana/) 125,000,000 10 25,500
Taufliege (/Drosophila melanogaster/) 180,000,000 18 13,600
Reis (/Oryza sativa/) 480,000,000 24 57,000
Maus (/Mus musculum/) 2,500,000,000 40 30--35,000
Mensch (/Homo sapiens/) 3,200,000,000 46 30--35,000
Mais (/Zea mays/) 5,000,000,000 20
Zwiebel (/Allium cepa/) 15,000,000,000 16
/Lilium longiflorum/ 300,000,000,000 24
Mitochondrien
/Homo/ 16,569 1
/Podospora/ 94,192 1
/Arabidopsis/ 372,000 1
Plastiden
/Zea mays/ 140,387 1
-------------------------------------------------------------------------
Chromosomenzahl bei Eukaryoten für diploides Genom (außer bei Hefe).
DNA-Länge = #bp * 0.34 nm
;; [1] Bergmann/Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik.
;; Band 5. Vielteilchen-Systeme. de Gruyter, 1992.
;; [2] Knippers: Molekulare Genetik. Thieme, 1997.
;; [3] Lehninger: Principles of Biochemistry. Freeman, 2004.
Proteinogene Aminosäuren
----------------------------------------------------------------
Name Abkürzung relative Charakter
Molekülmasse
----------------------------------------------------------------
Asparaginsäure Asp D 174 sauer
Glutaminsäure Glu E 147 sauer
Tyrosin Tyr Y 181 sauer, neutral
Alanin Ala A 89 neutral
Asparagin Asn N 132 neutral
Cystein Cys C 121 neutral
Glutamin Gln Q 146 neutral
Serin Ser S 105 neutral
Threonin Thr T 119 neutral
Histidin His H 155 neutral, basisch
Arginin Arg R 174 basisch
Lysin Lys K 146 basisch
Glycin Gly G 75 unpolar, hydrophob
Isoleucin Ile I 131 unpolar, hydrophob
Leucin Leu L 131 unpolar, hydrophob
Methionin Met M 149 unpolar, hydrophob
Phenylalanin Phe F 165 unpolar, hydrophob
Prolin Pro P 115 unpolar, hydrophob
Tryptophan Trp W 204 unpolar, hydrophob
Valin Val V 117 unpolar, hydrophob
----------------------------------------------------------------
;; Rolf Knippers: Molekulare Genetik. Stuttgart: Thieme, (7)1997.
Genetischer Code
----------------------------------------------------------------------
2
T C A G
------------------------
1 T Phe Ser Tyr Cys T 3
Phe Ser Tyr Cys C
Leu Ser ochre opal A Drei aufeinanderfolgende
Leu Ser amber Trp G Nukleotide entsprechen einem
........................ Codon. Die Tabelle gibt die
C Leu Pro His Arg T Zuordnung aller 64 Codons zu
Leu Pro His Arg C den entsprechenden Aminosäuren
Leu Pro Gln Arg A wieder. Die Ziffern 1, 2 und 3
Leu Pro Gln Arg G beziehen sich auf die Position
........................ des Nukleotids im Codon.
A Ile Thr Asn Ser T "amber", "ochre" und "opal"
Ile Thr Asn Ser C stellen Signale für den
Ile Thr Lys Arg A Kettenabbruch dar. AUG, das
Met* Thr Lys Arg G normalerweise für Met codiert,
........................ kann auch Kettenanfang
G Val Ala Asp Gly T bedeuten. In der linken oberen
Val Ala Asp Gly C Ecke stehen hydrophobe
Val Ala Glu Gly A Aminosäuren, in der rechten
Val Ala Glu Gly G unteren hydrophile.
----------------------------------------------------------------------
Ökofaktor Wasser
-----------------------------------------------------------
* Salzgehalt einiger Binnenseen
-------------------------------------------
See Salzgehalt
in Promille
-------------------------------------------
Aralsee (ehem. UdSSR) 11
Wansee (Türkei) 19
Bittersee (Ägypten) 54
Owenseen (Kalifornien, USA) 77
Großer Salzsee (Utah, USA) 270
Totes Meer (Israel) 280
Roter See (Krim, ehem. UdSSR) 329
Güsgundag-See (Türkei) 368
-------------------------------------------
* Wassermengen auf der Erde in festem, flüssigem
und gasförmigem Zustand
---------------------------------------------------------
Menge [km3] %
---------------------------------------------------------
Weltmeere (Salzwasser) 1,348,000,000 97.39
Polareis, Meereis, Gletscher 27,820,000 2.01
Grundwasser, Bodenfeuchte 8,062,000 0.58
Seen und Flüsse 225,000 0.02
Atmosphäre 13,000 0.001
.........................................................
Summe 1,384,120,000 100.00
davon Süßwasser 36,020,000 2.60
---------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------
Süßwasser % von dessen
Gesamtsumme
---------------------------------------------------------
Polareis, Meereis, Gletscher 77.23
Grundwasser bis 800 m Tiefe 9.86
Grundwasser von 800 bis 4000 m Tiefe 12.35
Bodenfeuchte 0.17
Seen (süß) 0.35
Flüsse 0.003
hydrierte Erdmineralien 0.001
Pflanzen, Tiere, Menschen 0.003
Atmosphäre 0.4
.........................................................
Summe 100.00
---------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------
;; Dietmar Kalusche: Ökologie in Zahlen. 1996.
Ökofaktor Licht
----------------------------------------------------------------------
* Strahlungsbilanz der Erde
An der Grenze der Erdatmosphäre kommen an:
8.123 J/min.cm2 = 1360 W/m2 (Solarkonstante)
Über 98% dieser Strahlung ist kurzwellig mit Wellenlängen unter
4 µm; etwa 40--45% davon erscheinen als sichtbares Licht mit
Wellenlängen von 380--720 nm. Diese verteilt sich wie folgt:
Reflexion an Wolken ........................... 33 %
Reflexion an Teilchen in der Atmosphäre ....... 9 %
Absorption in Atmosphäre ...................... 15 %
diffuse Sonnenstrahlung, die auf
der Erdoberfläche ankommt .................. 16 %
direkte Sonnenstrahlung, die auf
der Erdoberfläche auftrifft ................ 27 %
Die jährlich insgesamt eingestrahlte Sonnenenergie beträgt
178,000 TWa = 5.62 * 10^24 J.
* Der Verbleib der eingestrahlten Sonnenenergie in der Biosphäre
--------------------------------------------------
Art der Energieumsetzung Anteil in %
--------------------------------------------------
Reflexion 30
direkte Umwandlung in Wärme 46
Verdunstung, Niederschlag 23
(als Antrieb des Wasserkreislaufs)
Wind, Wellen, Strömungen 0.2
Photosynthese 0.8
ferner:
Gezeitenenergie ca. 0.0017
Erdwärme ca. 0.5
--------------------------------------------------
* Spektrale Zusammensetzung des Sonnenlichts
Ein Teil der Sonnenstrahlung wird in der oberen Atmosphäre (in ca.
25 km Höhe) durch Ozon und Luftsauerstoff absorbiert: das betrifft
die extrem kurzwelligen Anteile. Die langwelligen Anteile werden
durch den Wasserdampf und das CO2 herausgefiltert.
An einem klaren Sonnentag gelangt Licht folgender Zusammensetzung
auf die Erde:
-------------------------------------------
UV-Strahlung < 380 nm ca. 10 %
sichtbares Licht 380--720 nm ca. 45 %
infrarotes Licht > 720 nm ca. 45 %
-------------------------------------------
Der für die Photosynthese-Leistung wichtigste Anteil des Lichtes
liegt im Spektralbereich von 400--700 nm (Photosynthetic Active
Radiation = PhAR). PhAR für die Purpurbakterien: 350--850 nm.
* Absorption der Sonnenstrahlung durch die Atmosphäre in
Abhängigkeit vom Einfallswinkel
--------------------------------------------------------
Einfallswinkel 90° 50° 30° 10° 0°
absorbierte Strahlung 100% 80% 40% 30% 20%
--------------------------------------------------------
* Einfluß der Höhenlage auf die Einstrahlung
-------------------------------------------------
Höhe über NN [m] 100 800 1500 2400
Einstrahlung [W/m2] 560 840 980 1120
-------------------------------------------------
Damit hängen zusammen:
- Schutz vieler Hochgebirgspflanzen durch z.B. einen
weißfilzigen Überzug aus abgestorbenen Haaren.
- Schnelleres Bräunen mit zunehmender Höhe.
* Die Albedo (Rückstrahlung) verschiedener Landoberflächen
----------------------------------------
aride Regionen
Wüste 25--30%
Sanddüne trocken 35--45%
feucht 20--30%
Wadi-Vegetation 36--39%
Zwergstrauch-Halbwüste 28--33%
humide Regionen
Grüne Wiese 10--20%
Laubabwerfender Wald 10--20%
Nadelwald 5--15%
Kulturland 15--25%
----------------------------------------
Albedo als Prozentwert der Einstrahlung.
Ohne Atmosphäre würde die Oberflächentemperatur der Erde im globalen
Mittel etwa -18°C betragen. Der durch Spurengase verursachte "Treib-
hauseffekt" sorgt für eine Temperatur der Erdoberfläche (im globalen
Mittel) von +15°C.
----------------------------------------------------------------------
;; [1] Dietmar Kalusche: Ökologie in Zahlen. 1996. S. 70ff.
;; [2] Mojib Latif: Der Klimawandel kommt in Fluss. In:
;; MaxPlanckForschung, 4/2002.
Boden als Lebensraum
----------------------------------------------------------------------
* Frischgewichte der Biomasse in verschiedenen Landschaftszonen
in g/m2
--------------------------------------------------------------------
Region Pilze Bakterien Mikrofauna
--------------------------------------------------------------------
Tundra, Taiga 2--8 0.3--0.9 0.8--3.6
(Halb)Wüste 13 0.4 0.7
Steppe 400 300 23
Boreale und temperate
Nadelwälder 80--460 0.1--11 8--28
Temperate Laubwälder 90--130 1--27 8--80
Warme Monsun- und
Regenwälder 450 110 8
--------------------------------------------------------------------
* Ausgeworfene Regenwurmexkremente in Mitteleuropa
(angegeben ist das Mittel aus zwei Jahren)
---------------------------------
Kultur Menge
[100 kg.a/ha]
---------------------------------
Garten 100
Wiese 344
Waldwiese 754
Obstgarten 254
Mischwald 171
Fichtenwald 194
---------------------------------
Die unter einem Quadratmeter Acker lebenden Regenwürmer haben eine
Masse von 50--80 g; sie lassen 4--8 kg Boden jährlich durch ihren
Darm passieren. In 100 Jahren wandert die gesamte Ackerkrume einmal
durch den Regenwurmdarm.
----------------------------------------------------------------------
;; Dietmar Kalusche: Ökologie in Zahlen. 1996.
Organismenreiche
-----------------------------------------------------------
- Monera oder Prokaryonten (Zellen ohne Kern)
Archaebacteria
Eubacteria
- Protista (Einzeller mit Zellkern)
- Fungi (Pilze)
- Plantae (Pflanzen)
- Animalia (Tiere)
-----------------------------------------------------------
Taxonomische Großeinheiten innerhalb eines Reiches,
Beispiel Mensch:
Reich (Regnum): Animalia (Tierreich)
+-Stamm (Phylum): Chordata (Wirbeltiere)
+-Klasse (Classis): Mammalia (Säugetiere)
+-Ordnung (Ordo): Primates (Herrentiere)
+-Familie (Familia): Hominidae
+-Gattung (Genus): Homo
+-Art (Species): Homo sapiens
+-Unterart (Subspecies): Homo sapiens sapiens
(anatomisch moderner Mensch)
Taxonomen haben bisher rund 1.8 Mio Arten identifiziert.
Die Artbezeichnung besteht stehts aus zwei Wörtern: das
erste ist der Gattungs-, das zweite ist der eigentliche
Artname.
-----------------------------------------------------------
Artenvielfalt
---------------------------------------
Gruppe Anzahl der Arten
bekannt / vermutet
---------------------------------------
Insekten 1,025,000 / 8,750,000
Pilze 72,000 / 1,500,000
Mikroben 4,000 / 1,000,000
Algen 40,000 / 400,000
Fadenwürmer 25,000 / 400,000
Viren 1,550 / 400,000
Pflanzen 270,000 / 320,000
Weichtiere 70,000 / 200,000
Protisten 40,000 / 200,000
Krebstiere 43,000 / 150,000
Fische 26,959 / 35,000
Vögel 9,700 / 9,881
Kriechtiere 7,150 / 7,828
Säugetiere 4,650 / 4,809
Amphibien 4,780 / 4,780
Andere 110,000 / 250,000
-------------------------------------
Gesamt ca. 1,750,000 /13,600,000
---------------------------------------
"In erster Näherung sind alle
vielzelligen Organismen Insekten."
;; Spektrum der Wissenschaft 1, 2002, 67
Die 25 Länder mit der höchsten Biodiversität
hinsichtlich der Zahl der Spezies an Blütenpflanzen
im Vergleich zu einigen europäischen Ländern
---------------------------------------------------------------
Land Spezies davon endemisch [%]
---------------------------------------------------------------
1 Brasilien 55,000 NA
2 Kolumbien 35,000 4.3
3 China 30,000 55.9
4 Mexiko 20--30,000 13.9
5 UdSSR [*] 22,000 NA
6 Indonesien 20,000 66.7
7 Venezuela 15--25,000 38.0
8 Ekuador 17--20,000 20.7
9 USA 18,956 20.7
10 Bolivien 15--18,000 NA
11 Australien 15,000 ca. 80
12 Indien 15,000 31.3
13 Peru 13,000 NA
14 Südafrika 13,000 ca. 70--80
15 Costa Rica 10--12,500 15.0
15 Malaysia 12,000 NA
16 Thailand 12,000 NA
17 Zaire 11,000 29.1
18 Papua/Neu Guinea 10,000 ca. 55
19 Tansania 10,000 11.2
20 Argentinien 9,000 ca. 25--30
21 Madagaskar 8--10,000 68.4
22 Panama 9,000 12.7
23 Türkei 8,472 30.9
24 Kamerun 8,000 1.9
25 Guatemala 8,000 13.5
...............................................................
Italien 5,463 12.7
Jugoslawien [*] 5,250 2.6
Spanien 4,916 16.8
Griechenland 4,900 14.9
Österreich 2,850--3,050 1.2
Schweiz 2,927 0.1
Deutschland 2,600 0.2
Finnland 1,040 0.0
Andorra 980 0.0
---------------------------------------------------------------
[*] Länder in ihren ursprünglichen Grenzen,
NA: keine Daten bekannt; endemisch: Art tritt nur in dem
entsprechenden Gebiet (hier: Land) auf
;; Siegmar-Walter Breckle: Walter's Vegetation of the Earth.
;; Springer, (4)2002.
Klassifizierung der Pflanzen (Plantae)
--------------------------------------------------------------
Abteilung Trivialname Anzahl
rezenter
Arten
--------------------------------------------------------------
Nicht-Gefäßpflanzen
Bryophyta . . . . . . . . . Laubmoose 10,000
Hepatophyta . . . . . . . . Lebermoose 6,500
Anthocerophyta. . . . . . . Hornmoose 100
Gefäßpflanzen
Sporenpflanzen
Psilophyta. . . . . . . . . Nacktfarne 10--13
Lycopodiophyta. . . . . . . Bärlappe 1,000
Sphenophyta . . . . . . . . Schachtelhalme 15
Pteridophyta. . . . . . . . Farne 12,000
Samenpflanzen (Blütenpflanzen)
Gymnospermen (Nacktsamer)
Coniferophyta . . . . . . . Koniferen 550
Cycadophyta . . . . . . . . Cycadeen 100
Ginkgophyta . . . . . . . . Ginkgogewächse 1
Gnetophyta. . . . . . . . . Gnetumgewächse 70
Angiospermen (Bedecktsamer) 235,000
--------------------------------------------------------------
;; Campell: Biologie.
Klassifizierung der Pilze (Fungi)
--------------------------------------------------------------
Abteilung Trivialname Anzahl
Vertreter rezenter
Arten
--------------------------------------------------------------
Zygomycota Jochpilze >600
Ascomycota Schlauchpilze >60,000
einzellige Hefen, Morcheln, Trüffel; etwa
die Hälfte aller A.-Arten lebt mit Algen in
Symbiose und bilden auf diese Weise Flechten
Basidiomycota Ständerpilze ~25,000
Hefen, Boviste, Pflanzenroste, einige
Trüffel; wichtige Destruenten von Holz
--------------------------------------------------------------
;; Campell: Biologie.
Wassergehalte von Pflanzen
-------------------------------------------------------
Pflanze Wassergehalt
(% des Frisch-
gewichts)
-------------------------------------------------------
Kopfsalat (innere Blätter) 94.8
Tomate (reife Frucht) 94.1
Rettich (Hauptwurzel) 93.6
Wassermelone (Fruchtfleisch) 92.1
Apfel (Fruchtfleisch) 84.1
Kartoffelknolle 77.8
Holz (frisch) ca. 50
Mais (trockene Körner) 11.0
Bohnen (Samen) 10.5
Erdnuß (rohe Frucht, mit Schale) 5.1
/Pleurococcus/ (Luftalge), im trockenen,
aber noch lebensfähigen Zustand 5.0
-------------------------------------------------------
;; Strasburger. Lehrbuch der Botanik. (35)2002.
Das menschliche Auge
----------------------------------------------------------------------
Augapfel
Durchmesser
Neugeborene ............................. 17 mm
Dreijährige ............................. 23 mm
Erwachsene .............................. 24 mm
Gewicht ................................... 7.5 g
Volumen ................................... 6.5 ml
Spezifisches Gewicht ...................... 1.002--1.09 g/ml
Umfang .................................... 74.9 mm
Augeninnendruck ........................... 12--21 mmHg
Tränen
Beginn der Tränenproduktion ............... ab ca. 3. Lebenswoche
Täglich produzierte Tränenmenge ........... ca. 1 g
Produktionsmenge
Erwachsene .............................. 38 mg/h
Kinder .................................. 84 mg/h
Zusammensetzung (Trockensubstanz)
Gesamtprotein ........................... 6.69 g/l
Gesamtalbumin ........................... 3.94 g/l
Gesamtglobulin .......................... 2.75 g/l
pH-Wert ................................... 7.4--7.8
Lederhaut
Dicke hinter Musculus rectus .............. 0.3 mm
Dicke Nähe N. opticus ..................... 1.35 mm
Aderhaut
Dicke
im Makulabereich ........................ 0.22--0.30 mm
im Äquatorbereich ....................... 0.10--0.15 mm
Abstand der Kapillarmasche
im Makulabereich ........................ 3--18 µm
im Äquatorbereich ....................... 6--36 µm
Cornea (Hornhaut)
Dicke
zentral ................................. 0.5 mm
peripher ................................ 0.67 mm
Oberfläche ................................ 1.3 cm2
Durchmesser
Vertikal ................................ 10.6 mm
Horizontal .............................. 11.7 mm
Dicke
Zentral ................................. 0.52 mm
Peripher ................................ 0.67 mm
Brechkraft ................................ 43 Dioptrien
Brechungsindex ............................ 1.34
Iris (Regenbogenhaut)
Durchmesser ............................... 12 mm
Dicke
im Bereich der Iriswurzel ............... 0.5 mm
im Bereich der Iriskrause ............... 3.0 mm
Pupillendurchmesser ....................... 1.2--9 mm
Kammerwasser
Kammerwasserproduktion .................... 2 mm3/min
Tägliche Austauschrate .................... 2--3 ml
Zusammensetzung
Eiweiß .................................. 6.69 mg/cm3
Kochsalz ................................ 6.58 mg/cm3
Natrium ................................. 4.45 mg/cm3
Kalium .................................. 1.16 mg/cm3
Glukose ................................. 0.65 mg/cm3
Linse
Dicke
Neugeborenes ............................ 3.5 mm
Kind mit 10 Jahren ...................... 3.9 mm
Erw., 20--50 Jahre ...................... 4.0--4.14 mm
Erw., 60--70 Jahre ...................... 4.77 mm
Erw., 80--90 Jahre ...................... 5.0 mm
Durchmesser ............................... 6.5--9 mm
Gewicht ................................... 174 mg
Dicke der Linsenkapsel, hinterer Pol ...... 2--4 µm
Brechkraft ................................ 19--33 Dioptrien
Wasseranteil (Rest: Eiweiß) ............... 65%
Anteil unlöslicher Proteine
mit 10 Jahren ........................... 3%
mit 80--90 Jahren ....................... 40%
Glaskörper
Volumen ................................... 4.4 cm3
Gewicht ................................... 4 g
Brechungsindex ............................ 1.334
Wasseranteil (Rest: Eiweiß) ............... 99%
Retina (Netzhaut)
Dicke
am Äquator .............................. 0.18 mm
in Fovea centralis ...................... 0.10 mm
am Sehnerven ............................ 0.56 mm
Dicke der Körnerschicht
äußere Körnerschicht .................... 30--50 µm
innere Körnerschicht .................... 35--70 µm
Durchmesser der Makula
horizontal .............................. 2 mm
vertikal ................................ 0.88 mm
Zahl der Photorezeptoren insgesamt ........ 132 * 10^6
Stäbchen ................................ 125 * 10^6
Zapfen .................................. 7 * 10^6
Retinale Schaltzellen ..................... 2 * 10^6
Zahl der Photorezeptoren pro mm2 .......... 400,000
Sehnerv
Durchmesser
intraorbitaler Abschnitt ................ 3--4 mm
intrakranieller Abschnitt ............... 4--7 mm
Länge
intraokulär ............................. 1 mm
intraorbital ............................ 25 mm
intrakanalikulär ........................ 4--20 mm
intrakraniell ........................... 10 mm
Zahl der Nervenfasern ..................... 1,000,000
Sehschärfe
Auflösungsvermögen des Auges, theoretisch.. 0.5'
kleinster Sehwinkel,
der vom Auge gesehen wird ............... 20"
Sehwinkel, der der Größe
eines Zapfen entspricht ................. 0.4"
Strecke auf der Retina,
die 1° entspricht ....................... 0.29 mm
Bewegungssehen
untere Wahrnehmungsschwelle ............. 1--2'/sec
Wahrnehmung von Bewegung und Richtung ... 300--400 Grad/sec
Wahrung von Bewegung alleine ............ ab 600 Grad/sec
Absorptionsbereich der Photorezeptoren
(violett--rot) .......................... 400--760 nm
Empfindlichkeit von maximaler Hell-
adaptation und voller Dunkeladaptation .. 1:10^6
Mindestanzahl von Photonen,
die ein Stäbchen erregen ................ 5 Photonen
absolute Reizschwelle beim Dämmerungssehen 2--6 * 10^-17 J
Gesichtsfeld in Abhängigkeit vom Alter (in Jahren)
Beidäugiges Gesichtsfeld (horizontal) Männer Frauen
16--19 .................................. 174° 176°
20--29 .................................. 175° 176°
30--39 .................................. 174° 175°
40--49 .................................. 172° 173°
50--59 .................................. 167° 170°
60--69 .................................. 160° 162°
70--79 .................................. 151° 156°
>80 .................................. 140° 138°
Abstand des Nahpunktes bei maximaler Akkommodation
10--19 .................................. 7 cm
20--29 .................................. 9 cm
30--39 .................................. 12 cm
40--49 .................................. 22 cm
50--59 .................................. 40 cm
60--69 .................................. 100 cm
70--79 .................................. bis 400 cm
----------------------------------------------------------------------
Die Dioptrie ist der Kehrwert der Brennweite in der Dimension Meter.
;; [1] Online Journal of Ophthalmology
;; [2] Konrad Kunsch: Der Mensch in Zahlen. Fischer, 1997.
Resolution of a selection of animal eyes
----------------------------------------------------------------------
Name Maximum resolvable Equivalent Method
spatial frequency inter-receptor
[cycles per radian] angle [degrees]
----------------------------------------------------------------------
/Aquila/ (eagle) 8022 0.0036 B, A
Man (fovea) 4175 0.007 B, A
Octopus 2632 0.011 A
/Portia/ (jumping spider) 716 0.04 A
Cat 573 0.05 B
Goldfish 409 0.07 B
/Aeschna/ (dragonfly) 115 0.25 A
Hooded rat 57 0.5 B
Worker bee 30 0.95 B, A
/Leptograpsus/ (crab) 19 1.5 A
/Pecten/ (scallop) 18 1.6 B, A
/Lycosa/ (wolf spider) 16 1.8 A
/Littorina/ (sea snail) 6.5 4.5 A
/Drosophila/ (fly) 5.7 5 B, A
/Limulus/ (horseshoe crab) 4.8 6 A
/Nautilus/ (cephalopod) 3.6 8 B, A
/Cirolana/ (deep-sea isopod) 1.9 15 A
/Planaria/ (flatworm) 0.8 35 A
----------------------------------------------------------------------
Methods: A, anatomical; B, behavioural.
;; M. F. Land/D.-E. Nilsson: Animal Eyes. Oxford Univ. Press, 2004.
Sensitivity of a selection of animal eyes
----------------------------------------------------------------------
Name Sensitivity Light habitat
----------------------------------------------------------------------
/Cirolana/ (marine isopod) 4200 deep sea
/Oplophorus/ (decapod shrimp) 3300 deep sea
/Dinopis/ (ogre-faced spider) 101 nocturnal
/Limulus/ (horseshoe crab) 83--317 coastal mainly nocturnal
/Ephestia/ (moth) 38 nocturnal/crepuscular
/Onitis aygulus/ (dung-beetle) 31 nocturnal/crepuscular
/Phronima/ (hyperiid amphipod ) 38--120 mid-water
Man (peripheral rod pool) 18 crepuscular
/Pecten/ (scallop) 4.0 coastal sea-floor
/Bufo/ (toad) 4.0 mainly diurnal
/Leptograpsus/ (shore crab) 0.5 diurnal
/Onitis ion/ (dung beetle) 0.35 diurnal
Worker bee 0.32 diurnal
/Phidippus/ (jumping spider) 0.04 diurnal
Man (fovea in daylight) 0.01 diurnal
----------------------------------------------------------------------
sensitivity = ability to capture photons
= number of photons caught per receptor when
the eye views a scene of standard radiance R
;; M. F. Land/D.-E. Nilsson: Animal Eyes. Oxford Univ. Press, 2004.
Verschmelzungsfrequenz im Auge
verschiedener Tiere [Bilder/s]
------------------------------
Salamander 5
Mensch 20
Gecko 20
Käfer 20--30
Katze 27--30
Meerschweinchen 30
Frosch 48
Biene 55
Taube 148
Libellen 300
------------------------------
geringere Bildfrequenzen werden
als Einzelbilder wahrgenommen
;; R. Flindt: Biologie in Zahlen. 1999
Sehschärfewinkel verschiedener Tiere
-------------------------------------
Mensch 25"
Wanderfalke 25"
Schimpanse 28"
Rhesusaffe 34"
Amsel 1'20"
Feldlerche 1'20"
Buchfink 1'20"
Rotkehlchen 2'38"
Taube 2'42"
Sumpfschildkröte 2'51"
Goldammer 3'07"
Pferd 3'15"
Huhn 4'14"
Katze 5'30"
Grasfrosch 6'53"
Esel 8'36"
Indischer Elefant 10'20"
Elritze 10'50"
Alligator 11'
Rothirsch 11'18"
Zauneidechse 11'28"
Ratte (Wild) 20'
Ratte (Albino) 40'
Biene 1°
Goldhamster 1°04'
Einsiedlerkrebs 4°12'
Garnele 4°35'
Fledermaus (Mausohr) 3--6°
Taufliege 9°17'
-------------------------------------
Grenzwinkel, unter dem zwei beieinander liegende
Punkte gerade noch getrennt wahrgenommen werden
;; R. Flindt: Biologie in Zahlen. 1999
Leistungen des Hörsinns
----------------------------------------------------------------
Anzahl der Rezeptoren (Haarzellen auf der
Basilarmembran im Innenohr) ............... 1.2--2.4 * 10^4
Anzahl der Nervenfasern zum ZNS (je Ohr) .... 10^4
Absolutschwelle (bei 2--3 kHz) .............. 5 * 10^-18 J
Zeit bis zum Erkennen einer Schallrichtung .. 100--130 ms
----------------------------------------------------------------
;; Eugen Philippow (Hg.): Taschenbuch Elektrotechnik. Bd. 2
Obergrenze der Hörfähigkeit
bei Tieren [kHz]
--------------------------------
Schlangen 0
Axolotl 0.2
Aal 0.6
Haifische 2
Goldfisch 3
Ochsenfrosch 4
Wasserschildkröte 4
Brillenkaiman 6
Elritze 7
Ente < 8
Krähe < 8
Eidechsen 8
Grillen 8
Uhu 8
Kanarienvogel 10
Feldheuschrecken 12
Taube 12
Zwergwels 13
Wellensittich 14
Pinguin 15
Star 15
Sperling 18
Waldohreule 18
Zikaden 20
Dompfaff 21
Mensch 21
Rotkehlchen 21
Waldkauz 21
Buchfink 29
Meerschweinchen 33
Schimpanse 33
Huhn 38
Katze 47
Ratte 80
Laubheuschrecken 90
Maus 100
Hund 135
Delphin 200
Nachtschmetterlinge 240
Fledermaus 400
--------------------------------
;; R. Flindt: Biologie in Zahlen. 1999
Größe der Entladungen elektrischer Fische
--------------------------------------------------
Zitteraal (Electrophorus electricus) 700 V
Zitterwels (Malapterurus electricus) 350 V
Zitterrochen (Torpedo nobiliana) 60 V
Rochen (Narcine brasiliensis) 30 V
Rochen (Raja clavata) 4 V
Nilhechte (Mormyridae) 1--12 V
--------------------------------------------------
;; R. Flindt: Biologie in Zahlen. 1999
Daten zur Biophysik
----------------------------------------------------------------------
* Beim Gehen eines Menschen werden 90% der aufgewendeten Energie dazu
benötigt, um die Beine entgegen der Schwerkraft anzuheben und nur
10%, um sie nach vorne zu schwingen.
;; DLR-Nachrichten, April 2002. S. 15
Diffusionsgeschwindigkeit von Körperzellen, Bakterien und Viren
------------------------------------------------------------
Diffusions- 1 µm durch 1 mm durch
koeffizient Diffusion Diffusion
------------------------------------------------------------
Virus 5 * 10^-8 0.1 s 27.8 h
Bakterium 5 * 10^-9 1 s 11.6 a
Zelle 5 * 10^-10 10 s 116 a
------------------------------------------------------------
;; Tritthart: Medizinische Physik und Biophysik. 2001
* Selbstreinigung bei Pflanzenblättern.
Mittelwerte und Standardabweichung der statistischen Kontaktwinkel
adaxialer Blattoberflächen:
------------------------------------------
Heliconia densiflora 28.4 ± 4.3
Gnetum gnemon 55.4 ± 2.7
Magnolia denudata 88.9 ± 6.9
Fagus sylvatica 71.7 ± 8.8
Nelumbo nucifera 160.4 ± 0.7
Colocasia esculenta 159.7 ± 1.4
Brassica oleracea 160.3 ± 0.8
Mutisia decurrens 128.4 ± 3.6
------------------------------------------
Ein Kontaktwinkel von 0° bedeutet vollständige Benetzung,
einer von 180° vollständige Nicht-Benetzung. Die ersten
4 Arten sind "glatt-benetzbar", die letzten 4 Arten sind
"rauh-unbenetzbar".
;; Werner Nachtigall: Bionik. Springer, 1998.
* Knochen und Zähne bestehen bei Wirbeltieren und Fischen aus Apatit,
einer Calciumphosphat-Verbindung und dem Eiweiß Kollagen. Mit 98
bis 99 Gewichtsprozent Apatit ist Zahnschmelz das mineralreichste
und härteste Material im menschlichen Körper.
;; Max-Planck-Forschung, 4/2002
----------------------------------------------------------------------
Brain weight, encephalization quotient and number of cortical neurons
in selected mammals
---------------------------------------------------------------------------
Animal taxa Brain weight Encephalization Number of cortical
[g] quotient neurons [10^6]
---------------------------------------------------------------------------
Whales 2,600--9,000 1.8
African elephant 4,200 1.3 11,000
False killer whale 3,650 10,500
Man 1,250--1,450 7.4--7.8 11,500
Bottlenose dolphin 1,350 5.3
Walrus 1,130 1.2
Camel 762 1.2
Horse 510 0.9 1,200
Ox 490 0.5
Gorilla 430--570 1.5--1.8 4,300
Chimpanzee 330--430 2.2--2.5
Lion 260 0.6
Sheep 140 0.8
Old world monkeys 41--122 1.7--2.7
Gibbon 88--105 1.9--2.7
Rhesus monkey 88 2.1
Capuchin monkeys 26--80 2.4--4.8
Dog 64 1.2
White-fronted capuchin 57 4.8 610
Fox 53 1.6
Cat 25 1.0 300
Squirrel monkey 23 2.3 480
Rabbit 11 0.4
Opossum 7.6 0.2
Marmoset 7 1.7
Squirrel 7 1.1
Hedgehog 3.3 0.3 24
Rat 2 0.4 15
Mouse 0.3 0.5 4
---------------------------------------------------------------------------
Encephalization quotient: EQ=Ea/Ee, which indicates the extent to
which the brain size of a given species Ea deviates from the expected
brain size Ee, based on a "standard" species of the same taxon.
;; Gerhard Roth; Ursula Dicke: Evolution of the brain and intelligence.
;; Trends in Cognitive Sciences 9(5), 2005, 250--257.
Das menschliche Gehirn
------------------------------------------------------------------
10^14 Anzahl der Synapsen
10^12 Anzahl der Gliazellen (Hilfszellen)
10^11 Anzahl der Neuronen im menschlichen Gehirn; jedes ist
im Kontakt zu etwa 10^3 bis 10^4 anderen Neuronen
10^11 Anzahl Operationen pro Sekunde (im "Gehirn einer
Stubenfliege beim Ausruhen");
Chip: ~10^9 Operationen pro Sekunde
10^7--10^8 Anzahl aktivierter Neuronen pro Erinnerungsvorgang
10^8 m Gesamtlänge der Leitungsbahnen im menschlichen Gehirn
10^-15 J Energieverbrauch eines Neurons pro Operation
(z.B. bei Aktivierung eines anderen Neurons);
Chip: ~10^-7 J pro Operation
Gewicht, durchschnittlich (mit Hirnstamm und Kleinhirn)
weiblich 1,355 g
männlich 1,375 g
Großhirnrinde
Dicke 1.3--4.5 mm
Volumen ca. 600 cm3
Oberfläche beider Hemisphären ca. 2,200 cm2
Zellen auf Oberfläche ca. 10^5 1/cm2
Anzahl Neuronen 10^9--10^10
davon Pyramidenzellen 80%
Sternzellen 20%
pro mm3
Zellkörper 10^5
Synapsen 10^9
Nervenfasern 1--4 km
Informationsaustausch über Balken 10^9 Impulse/s
..................................................................
Das menschliche Gehirn nimmt 2% der Körpermasse ein, verbraucht
aber 20% des gesamten Stoffwechsels. (Trends in Cognitive
Sciences 9(5), 2005, 250--257)
Das Gehirn einer Honigbiene hat ein Volumen von 1 mm3 und enthält
etwa 960,000 Neuronen. (Current Opinion in Neurobiology 13, 2003,
726--735)
------------------------------------------------------------------
;; [1] Konrad Kunsch: Der Mensch in Zahlen. Fischer, 1997.
;; [2] Churchland/Sejnowski: Grundlagen der Neuroinformatik und
;; Neurobiologie. Vieweg, 1997.
Informationsverarbeitung im menschlichen Organismus
-------------------------------------------------------------
Rezep- Nerven- Kanal- ZNS bewußter
toren fasern kapazität Ausgang
-------------------------------------------------------------
Sehsinn 2*10^8 2*10^6 5*10^7 bit/s | \ Kanal-
Gehör 3*10^4 2*10^4 4*10^4 | \ kapazität
Druck 5*10^5 10^4 2*10^5 | \ 50 bit/s
Schmerz 3*10^6 | |10^10\__________
Wärme 10^4 +-> 10^6 2*10^3 |Neuro/
Kälte 10^5 | |nen /
Geruch 10^7 2*10^3 10^2 | /
Geschmack 10^7 2*10^3 10 | /
-------------------------------------------------------------
;; Eugen Philippow (Hg.): Taschenbuch Elektrotechnik.
;; Band 2.
Kanalkapazitäten technischer
Nachrichtenkanäle [bit/s]
---------------------------------
Fernsehkanal 7 * 10^7
Telefonkanal 5 * 10^4
Datenkanal 9600
Telegrafiekanal 50
---------------------------------
;; Walter Hoppe et al. (Hg.):
;; Biophysik. Springer, (2)1982
vom Menschen bewußt verarbeitbare
Kapazitätswerte [bit/s]
---------------------------------
leise lesen 45
laut lesen 30
Schreibmaschineschreiben 16
Klavierspielen 23
Addieren 12
Multiplizieren 12
Abzählen 3
---------------------------------
;; Walter Hoppe et al. (Hg.):
;; Biophysik. Springer, (2)1982.
durchschnittliche tägliche Schlafdauer von Säugetieren
(in Stunden)
------------------------------------------------------
Riesenfaultier 20
Opposum, Große Braune Fledermaus 19
Riesengürteltier 18
Nachtaffe, Neunbinden-Gürteltier 17
Arktischer Ziesel 16
Spitzhörnchen (Tupaia) 15
Katze, Goldhamster 14
Maus, Ratte, Grauwolf, Ziesel 13
Arktischer Fuchs, Chinchilla, Gorilla, Waschbär 12
Bergbiber 11
Jaguar, Meerkatze, Igel 10
Rhesusaffe, Schimpanse, Pavian, Rotfuchs 9
Mensch, Kaninchen, Meerschweinchen, Schwein 8
Kegelrobbe, Grauschliefer, Brasilianischer Tapir 6
Baumschliefer, Klippschliefer 5
Kuh, Ziege, Elefant, Esel, Schaf 3
Damhirsch, Pferd 2
------------------------------------------------------
;; John P. J. Pinel: Biopsychologie. Spektrum
;; Akademischer Verlag, 2001.
allometrische Parameter bei Säugetieren
--------------------------------------------------------------------
Parameter Faktor a Exponent e
--------------------------------------------------------------------
Körperoberfläche [m2] 0.11 0.65
Gehirnmasse (Mensch) [kg] 0.085 0.66
Gehirnmasse (ohne Primaten) [kg] 0.01 0.7
Atemfrequenz [Hz] 0.892 -0.26
Transportkosten (Laufen) [J/m.kg] 7 -0.33
Transportkosten (Schwimmen) [J/m.kg] 0.6 -0.33
effektives Lungenvolumen [m3] 5.67 * 10^-5 1.03
Herzfrequenz [Hz] 4.02 -0.25
Herzmasse [kg] 5.8 * 10^-3 0.97
Lebenszeit [a] 11.89 0.20
metabolische Rate [W] 4.1 0.75
Muskelmasse [kg] 0.45 1.0
Skelettmasse (Cetacea) [kg] 0.137 1.02
Skelettmasse (terrestrisch) [kg] 0.068 1.08
Fluggeschwindigkeit [m/s] 15 1/6
Laufgeschwindigkeit [m/s] 0.5 1/6
--------------------------------------------------------------------
allometrische Funktion: f[u] = a * M^e (u: Einheit, M: Körpermasse)
;; Boye Ahlborn: Zoological Physics. Springer, 2004.
Classification and examples of extremophiles
-------------------------------------------------------------------------------------
Environmental Type Definition Examples
parameter
-------------------------------------------------------------------------------------
Temperature Hyperthermophile Growth >80 °C /Pyrolobus fumarii/, 113 °C
Thermophile Growth 60--80 °C /Synechococcus lividis/
Mesophile 15--60 °C /Homo sapiens/
Psychrophile <15 °C /Psychrobacter/, some insects
.....................................................................................
Radiation /Deinococcus radiodurans/
.....................................................................................
Pressure Barophile Weight-loving Unknown
Piezophile Pressure-loving For microbe, 130 MPa
.....................................................................................
Gravity Hypergravity >1g None known
Hypogravity <1g None known
.....................................................................................
Vacuum Tolerates vacuum Tardigrades, insects,
(space devoid of microbes, seeds
matter)
.....................................................................................
Desiccation Xerophiles Anhydrobiotic /Artemia salina/; nematodes,
microbes, fungi, lichens
.....................................................................................
Salinity Halophile Salt-loving Halobacteriaceae,
(2--5 M NaCl) /Dunaliella salina/
.....................................................................................
pH Alkaliphile pH > 9 /Natronobacterium/, /Bacillus
/firmus/ OF4, /Spirulina/ spp.
(all pH 10.5)
Acidophile low pH-loving /Cyanidium caldarium/,
/Ferroplasma/ sp. (both pH 0)
.....................................................................................
Oxygen Anaerobe Cannot tolerate O2 /Methanococcus jannaschii/
tension Microaerophile Tolerates some O2 /Clostridium/
Aerobe Requires O2 /Homo sapiens/
.....................................................................................
Chemical Gases /C. caldarium/ (pure CO2)
extremes Metals Can tolerate high /Ferroplasma acidarmanus/
concentrations (Cu, As, Cd, Zn);
of metal /Ralstonia/ sp. CH34
(Zn, Co, Cd, Hg, Pb)
-------------------------------------------------------------------------------------
;; Lynn J. Rothschild; Rocco L. Mancinelli: Life in extreme environments.
;; Nature 409, 2001, 1092--1101.
Comparative biological potency of biodefence toxins
-----------------------------------------------------------------------
Toxin LD50 Source
[µg/kg]
-----------------------------------------------------------------------
Botulinum toxin A 0.001 Bacterium
Tetanus toxin 0.002 Bacterium
Shiga toxin 0.002 Bacterium
Staphlococcal enterotoxin B 0.02[1] Bacterium
Diptheria toxin 0.1 Bacterium
Maitotoxin 0.1 Marine dinoflagellate
Ciguatoxin (P-CTX-1) 0.2 Marine dinoflagellate abrin
0.7 plant
Batrachotoxin 2 Poison arrow frog
Ricin 3 Plant
Tetrodotoxin 8 Pufferfish
Saxitoxin 10 Marine dinoflagellate
Staphylococcal 10 (aerosol Bacterium
eneterotoxin B nonhuman
primates)
Anthrax lethal toxin 50[2] Bacterium
Microcystin 50 Blue-green algae
Aconitine 100 Plant
T-2 toxin 1,200 Fungus
-----------------------------------------------------------------------
[1] Predicted human aerosol.
[2] Based on rat model of anthrax PA and LF toxicity.
;; Burnett/Henchal/Schmaljohn/Bavari: The evolving field of
;; biodefence. Nature Reviews Drug Discovery 4, 2005, 281--297.
Evolution des Menschen
---------------------------------------------------------------------
Alter Hirnvolumen Körper- Körper-
größe gewicht
[10^6 a] [cm3] [m] [kg]
---------------------------------------------------------------------
Proconsul-Gruppe 20--17.5 -- bis 1.75 10--12
(bis 40)
Dryopithecus-Gruppe 13--11 -- -- --
Sivapithecus-Gruppe 12--7 -- -- 46
(bis 125)
Australopithecus 4.4--4.2 -- vermutl. k.A.
ramidus ~1.2
Australopithecus 4.0--3.0 310--485 1--1.5 30--45
afarensis
Australopithecus 3.0--2.0 430--520 1.1--1.4 30--41
africanus
Australopithecus 2.6--2.2 419 -- --
aethiopicus
Homo rudolfensis 2.4--1.8 600--800 ca. 1.55 k.A.
Homo habilis 2.3--1.6 500--650 ca. 1.45 30--42
Australopithecus 2.2--1.0 500--530 1.2--1.4 34--49
boisei
Australopithecus 2.0--1.0 530 1.1--1.3 32--40
robustus
Homo erectus 1.8--0.2 750--1250 ca. 1.65 ca. 68
Archaischer 0.4--0.1 1100--1400 ca. 1.65 k.A.
Homo sapiens
Homo sapiens 0.2--0.035 1200--1750 1.55--1.65 k.A.
neanderthalensis
Homo sapiens 0.1--heute 1200--1700 ca. 1.60-- k.A.
sapiens 1.85
---------------------------------------------------------------------
;; Konrad Kunsch: Der Mensch in Zahlen. Fischer, 1997.
anorganische Bestandteile des menschlichen Körpers
-----------------------------------------------------------
Alter Körper- Na Cl K Ca P
masse ---------------------------------
Jahre kg g (im Mittel)
-----------------------------------------------------------
Männer 30--39 78.0 83.4 76.5 141.2 1110 510
40--49 86.0 85.3 75.2 142.2 1077 473
50--59 75.6 78.2 72.7 121.3 996 420
60--69 76.1 82.4 72.7 128.3 1055 435
70--79 70.0 77.6 74.8 105.4 1075 479
80--89 70.8 81.2 75.7 93.7 1006 439
...........................................................
Frauen 30--39 55.6 59.1 62.1 76.6 785 402
40--49 63.2 63.4 61.3 88.1 849 396
50--59 69.0 60.8 62.6 81.3 804 360
60--69 63.1 58.6 60.2 75.3 701 346
70--79 57.5 56.8 57.6 67.8 634 326
-----------------------------------------------------------
;; Wissenschaftliche Tabellen Geigy. Ciba-Geigy, 1977.
Energieverbrauch einzelner Organe
und Gewebe des Menschen [%]
-----------------------------
Leber 25
Gehirn 20
Muskulatur 18
Herzmuskel 8
Nieren 8
Magen-Darm-Kanal 6
Haut 4
sonstige Gewebe 11
-----------------------------
Der Energieverbrauch wird auf
Grundumsatzbedingungen bezogen.
;; Konrad Kunsch: Der Mensch
;; in Zahlen. Fischer, 1997.
täglich benötigte Nahrungsmenge
(in % des Körpergewichts)
------------------------------
Anakonda 0.013
Indischer Elefant 1.0
Bär 2.0
Tiger 2.8
Löwe 2.9
Rind 3.0
Huhn 3.5
Bussard 4.5
Steinkauz 6.5
Turmfalk 8
Singdrossel 10
Star 11.9
Goldhähnchen 18
Mauswiesel 25
Blaumeise 30
Maus 40
Maulwurf 100
Spitzmäuse 100
Kolibri 200
Zwergspitzmaus 200
------------------------------
;; R. Flindt: Biologie in Zahlen. 1999
die wichtigsten Inhaltsstoffe von Kaffee (in %)
-----------------------------------------------------
Rohkaffee Röstkaffee
-----------------------------------------------------
Fett A: 16.4 17.5
R: 10.0 11.0
Saccharose 6--7 --
Rohfaser 27.2 17.5
Chlorogensäuren A: 4.5--8.5 0.2--5.6
R: 6.7--11.1
Protein 8.7--12.2 --
Coffein A: 0.9--1.4 1.3
R: 1.5--2.6 2.0
Asche 4.0 4.4
Wasser 9.5 2
-----------------------------------------------------
A: Arabica, R: Robusta
[aus: Handbuch der Lebensmittelchemie, Bd. VI, S. 16]
;; Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer, (5)2000.
Koffeingehalt (in mg)
-------------------------------------------------------------
Durchschnitt Streubereich
-------------------------------------------------------------
Kaffee (je Tasse à 150 ml) 100 50--150
Tee (je Tasse à 150 ml) 50 25-- 90
Kakao (je Tasse à 150 ml) 5 2-- 20
Halbbitterschokolade (100 g) 90 50--110
Vollmilchschokolade (100 g) 15 3-- 35
Cola (333 ml) 40 35-- 55
Energy Drinks 80
(z.B. Flying Horse, 250 ml)
-------------------------------------------------------------
Coffein kommt vor allem in Kaffee (1--2.6%) und Tee (3--3.5%) vor, in
geringen Mengen findet es sich auch in Kakao (etwa 0.2%), Mate
(0.3--1.5%) und der Kolanuß (ca. 1.5%). Es regt das
Zentralnervensystem, die Herztätigkeit, Stoffwechsel und Atmung an und
steigert den Blutdruck. Während sich die Blutgefäße in den Eingeweiden
verengen, erweitern sie sich im Gehirn, was eine bessere Durchblutung
vor allem des Großhirns und das Verscheuchen von Müdigkeit zur Folge
hat. Coffein ist ein Diureticum. Seine letale Dosis liegt bei 10g pro
Person. Eine Tasse Kaffee aus 4g Kaffeebohnen enthält zwischen 40 und
120 mg Coffein, eine Tasse Tee aus 1g Teeblättern etwa 20--40 mg.
;; Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer, (5)2000.
Nährstoffgehalte in der Frischmasse wichtiger landwirtschaftlicher
Kulturen = Nährstoffentzug aus dem Boden (einschließlich Entzug durch
das Nebenernteprodukt)
----------------------------------------------------------------------
Kultur Entzug (kg pro 100 kg) mittlerer[1] HNV
Ertrag Haupt- [2]
ernteprodukt
N P K Mg dt/ha Art 1:
----------------------------------------------------------------------
Getreide und Hülsenfrüchte
Winterweizen 2.60 0.45 1.43 0.22 72.9 Korn 0.8
(über 12% Rohprotein)
Winterweizen 2.20 0.45 1.43 0.22 72.9 Korn 0.8
(unter 12% Rohprotein)
Wintergerste 2.10 0.45 1.63 0.22 62.2 Korn 0.8
Winterroggen 1.95 0.47 1.99 0.23 53.5 Korn 0.9
(11% Rohprotein)
Sommerweizen 3.00 0.54 1.52 0.20 56.3 Korn 0.9
Sommerbraugerste 1.75 0.44 1.49 0.21 48.7 Korn 0.8
Hafer 1.94 0.49 1.78 0.19 49.7 Korn 1.1
Ackerbohnen 5.60 0.65 3.32 0.36 36.2 Korn 1.0
Futtererbsen 5.10 0.61 3.32 0.42 34.7 Korn 1.0
(Samennutzung)
Lupinen 6.40 0.71 1.72 0.24 k.A. Korn 1.6
(Samennutzung)
Sonstige Pflanzenarten
Sommerraps 4.35 1.05 3.95 0.44 19.5 Korn 1.5
Winterraps 4.42 1.06 4.15 0.45 31.6 Korn 1.5
Ackergras 0.48 0.07 0.54 0.05 716.7 Grünmasse
Kartoffeln 0.39 0.06 0.56 0.03 368.4 Knollen 0.2
Luzerne 0.60 0.06 0.54 0.03 717.5 Grünmasse
Zuckerrüben 0.46 0.08 0.62 0.09 525.5 Rüben 0.7
Silomais 0.38 0.07 0.37 0.07 427.1 Grünmasse
----------------------------------------------------------------------
Umrechnungsfaktoren in Oxidwerte der Nährelemente P, K und Mg:
P2O5: 2.29, K2O: 1.20, MgO 1.66
[1] mittlerer Ertrag aus den Jahren 1995--1999
[2] Haupternte-Nebenernteprodukt-Verhältnis
;; Dittmeyer et al. (Hg.): Winnacker-Küchler. Chemische
;; Technik. Prozesse und Produkte. Bd. 8. Wiley-VCH, 2005.
Zusammensetzung einiger Lebensmittel in verzehrsfähiger Form
und ihre Brennwerte
----------------------------------------------------------------------
Lebensmittel Wasser Kohlen- Protein Fett Unver- kJ/
hydrate dauliche 100g
Substanz
----------------------------------------
%
----------------------------------------------------------------------
Kuhmilch, md. 3.5% 87.7 4.8 3.3 3.6 0.7 279
Emmentaler Käse, 33.6 27.0 27.9 3.7 1678
45% Fett i.Tr.
Speisequark, 78.0 3.4 12.5 5.1 0.8 485
20% Fett i.Tr.
Hühnerei, 65.2 0.6 11.4 9.9 1.0 700
Gesamt-Inhalt
Butter 15.3 0.7 0.7 83.2 0.1 3244
Kalbfleisch, Filet 73.6 19.8 1.4 1.2 436
Rindfleisch, 71.6 20.0 4.1 1.1 548
Oberschale
Schweinefleisch, 55.3 15.7 12.9 0.8 945
Kamm
Hering 45.7 12.7 10.4 0.9 927
Kabeljau 60.6 13.3 0.3 0.8 342
Weizengrieß 13.1 65.6 10.3 0.8 5.8 1325
Weizenmehl, 13.9 72.8 10.6 1.0 2.6 1458
Type 405
Roggenvollkornbrot 42.0 36.3 7.3 1.2 8.7 793
Knäckebrot 7.0 63.2 10.1 1.4 16.9 1304
Weizenbrot 38.3 49.7 8.2 1.2 4.5 1035
(Weißbrot)
Erbse, 10.9 56.1 22.7 1.4 19.1 1431
Samen, trocken
Walnuß 1.9 5.2 6.2 26.9 2.8 2905
Erdbeerkonfitüre 33.3 58.2 0.4 0 0.3 981
Pflaumenkonfitüre 31.1 60.0 0.3 0.2 1009
Vollbier, hell 90.6 2.9 0.5 0 0.2
----------------------------------------------------------------------
Für eine gesunde Ernährung ist die Verteilung des Gesamtbrennwertes
auf Eiweiß mit 10--15%, Fett mit 25--30% und Kohlenhydrate mit 55--60%
anzustreben. Aus Grundumsatz-Messungen beim Menschen ist bekannt, dass
ein Erwachsener in Ruhestellung pro Stunde und Kilogramm Körpergewicht
etwa 1 kcal benötigt.
Als "unverdauliche Substanz" sind in der Tabelle meist Mineralstoffe
erfaßt, bei den kohlenhydratreichen Lebensmitteln sind hierin aber
auch die Gehalte an /Rohfaser/ (Cellulose, Hemicellulosen) enthalten.
Obwohl Rohfaser nicht verdaut wird, ist sie für eine gesunde Ernährung
wichtig, da sie die Darmtätigkeit anregt und die Darmpassagezeit der
Nahrung herabsetzt. Als Folge beobachtet man auch eine Senkung des
Cholesterinspiegels. Man bezeichnet Cellulose und Hemicellulosen in
Lebensmitteln auch als /Ballaststoffe/. Unsere Nahrung sollte täglich
etwa 30--35 g solcher Ballaststoffe enthalten; hauptsächlich kommen
sie in Getreideprodukten und Gemüse vor. Von der Deutschen
Gesellschaft für Ernährung wird der tägliche Verzehr von mindestens
400 g Obst + Gemüse empfohlen.
;; Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer, (5)2000.
Zusammensetzung einiger Fische (Gramm pro 100g Filet)
----------------------------------------------------------------------
Fischart Wasser Eiweiß Fett Mineralstoffe
----------------------------------------------------------------------
Kabeljau 82 17 0.3 1.0
Schellfisch 81 18 0.1 1.2
Rotbarsch 78 19 3.0 1.4
Scholle 81 17 0.8 1.4
Aal 61 13 25 1.0
Karpfen 72 19 7 1.3
Nordsee-Hering 63 18 18 1.3
Makrele 68 19 12 1.3
----------------------------------------------------------------------
[aus: Souci, Fachmann, Kraut (1986/87) Die Zusammensetzung der
Lebensmittel, Nährwert-Tabellen. Stuttgart]
;; Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer, (5)2000.
Zusammensetzung einiger Gemüse (in %)
----------------------------------------------------------------------
Wasser Protein Fett Rohfaser Kohlen- Mineral-
hydrate stoffe
----------------------------------------------------------------------
Kartoffeln 77.8 2.1 0.1 2.5 15.4 1.0
Spinat 91.6 2.5 0.3 1.8 0.6 1.5
Gurken 96.8 0.6 0.2 0.9 2.2 0.6
Spargel 93.6 1.9 0.1 1.5 1.3 0.6
Grünkohl 86.3 4.3 0.9 4.2 1.2 1.7
Erbsen, grün 77.3 6.6 0.5 4.3 12.6 0.9
Steinpilze 88.6 2.8 0.4 -- -- 0.8
----------------------------------------------------------------------
Unter Gemüse versteht man eßbare Pflanzenteile, die meist in
zerkleinertem und gekochtem Zustand gegessen werden. Man unterscheidet
zwischen Wurzelgemüsen (z.B. Kartoffeln, Sellerie, Mohrrüben),
Zwiebelgemüsen (z.B. Zwiebeln), Stengel- und Sproßgemüsen (Spargel,
Kohlrabi), Blattgemüsen (Kohlarten, Spinat), Blütengemüsen
(Artischocken) und Frucht- bzw. Samengemüsen (Erbsen, Gurken,
Tomaten).
Ernährungsphysiologisch ist Gemüse wegen seines Gehaltes an Vitaminen
(\beta-Carotin, verschiedenen Vitaminen aus der B-Gruppe und
Ascorbinsäure), Rohfaser als Ballaststoff (Cellulose, Pektine) und
Mineralstoffen wertvoll. Unter den letzteren überwiegt der Gehalt an
Kalium bei weitem.
;; Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer, (5)2000.
Zusammensetzung von Obst (in %)
----------------------------------------------------------------------
Wasser Protein Fett Rohfaser Kohlen- Mineral-
hydrate stoffe
----------------------------------------------------------------------
Äpfel 85.3 0.3 0.4 2.3 11.9 0.3
Pflaumen 83.7 0.6 0.2 1.7 11.9 0.5
Johannisbeeren, 84.7 1.1 0.2 3.5 7.9 0.6
rot
Walnüsse 4.4 14.4 62.5 4.6 12.1 2.0
Orangen 85.7 1.0 0.2 2.2 9.5 0.5
----------------------------------------------------------------------
Gesamt- Glucose Fructose Saccharose
säure
----------------------------------------------------------------------
Äpfel 0.7 1.7 5.9 2.6
Pflaumen 1.4 2.7 2.1 2.8
Johannisbeeren, 2.4 2.3 2.7 0.7
rot
Walnüsse
Orangen 2.3 2.5 3.5
----------------------------------------------------------------------
Die in der Tabelle angegebenen Mittelwerte täuschen über die
tatsächlichen Schwankungen, die beim Wassergehalt ±15%, bei den
Konzentrationen an Zucker das Drei- bis Siebenfache des niedrigsten
Wertes erreichen können.
Als Obst bezeichnet man Früchte bzw. Scheinfrüchte mehrjähriger
Pflanzen, die fast immer roh gegessen werden können. Man kann
folgende Gliederung vornehmen:
Kernobst z.B. Äpfel, Birnen;
Steinobst z.B. Pflaumen, Kirschen;
Beerenobst z.B. Johannisbeeren, Weintrauben;
Schalenobst z.B. Nüsse, Mandeln, Kastanien;
Südfrüchte z.B. Citrusfrüchte, Bananen.
Typische Scheinfrüchte sind Erdbeeren und Feigen, andere Früchte wie
Gurken, Tomaten und Bohnen werden den Gemüsen zugerechnet. Manchmal
werden auch Wildfrüchte (Heidelbeeren, Preiselbeeren) als eigene
Klasse Obst angesehen.
Obst enthält meist viel Wasser, so daß sein Nährwert gering ist und
es vor allem als Genußmittel aufgefaßt wird. Allerdings weichen Nüsse
davon ab, ihr Nährwert beträgt über 2800 kJ/100 g.
;; Werner Baltes: Lebensmittelchemie. Springer, (5)2000.
Zusammensetzung von Hühnereiern (pro Ei, Mittelwerte)
-------------------------------------------------------
Vollei Eidotter Eiklar
-------------------------------------------------------
Eiweiß (g) 13 16 11
Fett (g) 11.2--11.5 32 0.2
Kohlenhydrate (g) 0.7--1.0 0.3 0.7
Brennwert (kJ) 700 1580 230
Cholesterin (mg) 582 1650 0
Lecithin (g) 2.3 6.6 0
Kalium (g) 0.15 0.14 0.15
Eisen (mg) 2.1 7.2 0.2
Phosphor (mg) 216 590 21
Vitamin A (mg) 0.22 0.55 0
Vitamin B1 (mg) 0.1 0.29 0.02
Vitamin B2 (mg) 0.31 0.4 0.32
Vitamin B8 (mg) 0.12 0.3 0.012
Folsäure (mg) 0.065 0.15 0.016
-------------------------------------------------------
;; Dittmeyer et al. (Hg.): Winnacker-Küchler. Chemische
;; Technik. Prozesse und Produkte. Bd. 8. Wiley-VCH, 2005.
Zusammensetzung verschiedener Fette und Öle (Mittelwerte)
----------------------------------------------------------------------
Olivenöl Butter Margarine Schmalz
----------------------------------------------------------------------
Fett (g pro 100g) 99.6 83.2 80.0 99.7
Protein (g pro 100g) 0 0.67 1.0 0.1
Kohlenhydrate (g pro 100g) 0.2 0.72 0.4 0
Wasser (g pro 100g) 0.2 15.3 19.1 0.16
Brennwert (kJ) 3682 3083 2968 3767
Cholesterin (mg pro 100g) 0 240 0 86
Linolsäure (p pro 100g) 8.0 1.8 23.1 1.0
Vitamin A (mg pro 100g) 0.12 0.59 0.50 0
Vitamin D (µg pro 100g) 0 1.3 2.5 0
Vitamin E (mg pro 100g) 12 2.2 16 1.6
\beta-Carotin (mg pro 100g) 0 0.38 0.65 0
----------------------------------------------------------------------
;; Dittmeyer et al. (Hg.): Winnacker-Küchler. Chemische
;; Technik. Prozesse und Produkte. Bd. 8. Wiley-VCH, 2005.
Zusammensetzung von Weizenmehlen (Mittelwerte)
----------------------------------------------------------------
Weizen-Type 405 550 812 1050 1700
----------------------------------------------------------------
Ausmahlungsgrad (%) 40--56 64--71 76--79 82--85 100
Inhaltsstoffe:
Kohlenhydrate 81 80 78 72 68
Proteine 11.7 12.3 13.0 13.3 14.8
Lipide 1.0 1.2 1.5 1.9 2.3
Mineralstoffe 0.4 0.6 0.8 1.1 1.7
Rohfasern 0.1 0.1 0.2 0.3 2.1
----------------------------------------------------------------
Mehltype: mittlerer Aschegehalt in mg pro 100g Mehltrockenmasse
Ausmahlungsgrad: g Mehl, die aus 100g Getreide gewonnen werden
;; Dittmeyer et al. (Hg.): Winnacker-Küchler. Chemische
;; Technik. Prozesse und Produkte. Bd. 8. Wiley-VCH, 2005.
relative Süßkraft und Brennwert von Zuckern,
Zuckeraustauschstoffen und Süßstoffen
---------------------------------------------
Stoff relative Brennwert
Süßkraft [kJ/100g]
---------------------------------------------
Saccharose 1 1700
Glucose 0.5 1700
Maltose 0.4 1700
Lactose 0.3 1700
Fructose 0.8--1.2 1700
Sorbit 0.5 1700
Xylit 1.1 1700
Saccharin 450 0
Cyclamat 35 0
Aspartam 140 1700
Acesulfam 200 0
---------------------------------------------
;; Dittmeyer et al. (Hg.): Winnacker-Küchler. Chemische
;; Technik. Prozesse und Produkte. Bd. 8. Wiley-VCH, 2005.
Olaf Gerstung, 2006-04-20
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