Was passiert eigentlich, wenn ein 139 Meter hoher Stahlturm von der Sonne erwärmt wird? Mit Thermometern messen wir, wie sich die Temperatur am Turm im Laufe eines Tages verändert. Außerdem benutzen wir ein spezielles Messgerät, um jeweils die genaue Höhe des Turms zu ermitteln.

Zum Verbrennen ist Erdöl eigentlich viel zu schade. Die Vorräte sind begrenzt und entstehen über lange Zeiträume - unser heutiges Erdöl stammt noch aus Zeiten der Dinosaurier.

Erdöl - ein wichtiger Rohstoff und Energieträger. Immer neue Bohrungen sind nötig, damit der Nachschub nicht abreißt. Aber zuerst muss ein Ölkonzern wissen, wo es sich zu bohren lohnt.

In unserer immer mobiler werdenden Gesellschaft ist Erdöl ein wertvoller Rohstoff, denn aus Erdöl können wir Kraftstoffe für Autos gewinnen. Aber wie lassen sich Benzin und Diesel aus Rohöl - einem Stoffgemisch aus über 500 Komponenten - überhaupt isolieren?

Mit Sandalen, Speeren und Schwertern haben die Römer ein Weltreich erobert - aber woher kam das Eisen für ihre Waffen? Ein Schmied will einen historischen "Rennofen" nachbauen.

Manche Objekte oder Lebewesen sind so klein, dass selbst eine Lupe nicht mehr ausreicht, um winzigste Details zu erkennen. Da hilft nur ein Mikroskop! Kriminalbiologe Mark Benecke nutzt es zum Beispiel für die Bestimmung von Fliegenlarven. Aber wie genau funktioniert ein Mikroskop?

Eine Lupe ist eine geniale Erfindung. Im Alltag ist sie hilfreich, um Kleingedrucktes zu entziffern. Für Kriminalbiologen wie Mark Benecke ist sie außerdem ein wichtiges Werkzeug am Tatort. Aber wie funktioniert eine Lupe?

In der Antike galt die Erde als Mittelpunkt des Universums. Dieses Weltbild hielt sich über hunderte von Jahren, bis es im Zeitalter der Renaissance durch die Berechnungen genialer Mathematiker ins Wanken kam. Einer von ihnen war Johannes Kepler. Was genau hat er herausgefunden?

Als Wettermoderator kennt sich Sven Plöger bestens mit Wind aus. Windkanäle, in denen Orkanwindstärken erzeugt werden können, faszinieren ihn. Ob man in so einem Windkanal wohl „fliegen“ kann? Sven Plöger probiert es aus.

Warum wird es jeden Tag hell und jede Nacht dunkel? Und warum sind die Tage bei uns im Sommer länger als im Winter?

Betrachtet man den Himmel an einem Sommertag vom Weltall aus, ist er schwarz, das Licht der Sonne gleißend weiß. Von der Erde aus gesehen wirken die Farben anders: Der Himmel ist strahlend blau, die Sonne wirft ein warmes, gelbes Licht.

Blauer Himmel durch farbiges Licht der Sonne

Warum der Himmel von der Erde aus betrachtet blau erscheint, liegt an der Beschaffenheit des Sonnenlichtes. Das Licht der Sonne besteht aus einzelnen Lichtstrahlen, die sich wellenartig fortbewegen. Sieht man alle Lichtstrahlen auf einmal, erscheint das Licht weiß. Wird das Licht jedoch abgelenkt, beispielsweise durch ein Prisma, dann werden einzelne Spektralfarben sichtbar wie Rot, Orange, Gelb, Grün, Violett oder Blau. Die Lichtstrahlen der Sonne bestehen somit aus bunten Farben.

Das Rayleigh-Phänomen erklärt den blauen Himmel

Auf ihrem Weg zur Erde durchdringen die Sonnenstrahlen die Erdatmosphäre. Diese besteht aus unsichtbaren Gasmolekülen, vor allem aus Stickstoff- und Sauerstoff. Treffen die Lichtstrahlen der Sonne auf diese kleinen Teilchen, werden sie abgelenkt, beziehungsweise gestreut. Da jede Farbe eine andere Wellenlänge hat, ist die Streuung unterschiedlich. Wenn die Sonne hoch am Himmel steht, so ist der Weg, den das Licht durch die Atmosphäre zurücklegen muss, relativ kurz. Es wird vor allem blaues Licht gestreut - der Himmel wirkt blau. Dieses Phänomen wird auch Rayleigh-Streuung genannt. Der Engländer John William Strutt, 3. Baron Rayleigh, entdeckte das physikalische Prinzip, das den blauen Himmel verursacht, im 19. Jahrhundert.

Rotes Sonnenlicht verursacht Farbe beim Sonnenuntergang

Zu Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang zeigt der Himmel andere Farben als das Blau am Tage. Variationen von Rottönen lösen das Blau ab und auch die tagsüber gelblich wirkende Sonne erscheint rot. Das liegt daran, dass die Sonnenstrahlen morgens oder abends einen längeren Weg durch die Atmosphäre haben, weil die Sonne tiefer steht: Es wird vor allem rotes Licht gestreut. Denn: Die Moleküle fangen nach einer kurzen Strecke das kurzwellige blaue Licht ab; auf der Erde kommen nur noch die langwelligen roten Strahlen an. Dies wird als Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang sichtbar.

Experiment mit Taschenlampe – Sonne und blauer Himmel

Schüttet man Milch in ein großes durchsichtiges Glas mit Wasser, so kann man die Lichtstreuung des Himmels nachahmen. Die Fettmoleküle der Milch, in der Rolle der Moleküle in der Atmosphäre, streuen das Licht der Taschenlampe. Das Licht erscheint blau, die Lichtquelle erzeugt einen gelblichen Schein wie die Sonne.

Wer im Internet surft, dem begegnet früher oder später der Begriff „Cookie“. Auf Deutsch: „Keks“. Was aber bitteschön, haben Kekse im Computer zu suchen? Oder vielmehr: Was sollen sie bezwecken? Zwar krümeln sie nicht, können einen aber trotzdem ganz schön auf die Nerven gehen...

Mit der Entwicklung einer sehr leistungsfähigen Dampfmaschine kam Ende des 18. Jahrhunderts die industrielle Revolution in Gang. Überall in Europa entstanden riesige Industrieanlagen, in denen die neuen und teuren Dampfmaschinen Tag und Nacht in Betrieb waren. Da die Arbeiter mit den Maschinen nicht mithalten konnten, mussten neue Arbeitszeitmodelle entwickelt werden: Die Schichtarbeit wurde eingeführt.

James Watt und die industrielle Revolution

Mit der Entwicklung einer sehr leistungsfähigen Dampfmaschine, brachte der Erfinder James Watt Ende des 18. Jahrhunderts die industrielle Revolution ins Rollen. Die neuen Maschinen wurden zum Herzstück der neu entstehenden Industrieanlagen. Sie waren Tag und Nacht im Einsatz, damit sich die Investition für die Fabrikbesitzer lohnte. Auch für die Arbeiter brachen neue Zeiten an, denn die Arbeitsabläufe und Arbeitszeiten wurden neu organisiert.

Radikaler Umbruch: Massenproduktion und harte Arbeitsbedingungen

Im Mittelalter gab die Natur den Arbeitsrhythmus vor. Mit der Gründung der ersten Manufakturen im 18. Jahrhundert begann sich die Arbeitswelt zu verändern. Die Arbeitsabläufe wurden unterteilt und auf mehrere Schultern verteilt. Die industrielle Revolution brachte einen noch viel radikaleren Wechsel mit sich. Es war der Beginn der Technisierung, der Gewinnoptimierung durch Massenproduktion. Die Arbeitsplätze in den Fabriken zogen viele Menschen an. Aber die Bedingungen waren hart, die soziale Absicherung schlecht. Das große Angebot an Arbeitskräften machte es den Arbeitgebern möglich, die Arbeitsbedingungen zu diktieren: Sie verlängerten die Arbeitszeit und zahlten niedrige Löhne. Die Arbeit an den Maschinen galt als leichte Arbeit; so wurden auch immer mehr Frauen und Kinder beschäftigt.

Neuorganisation der Arbeitszeit

Während die Maschinen rund um die Uhr liefen, war die Leistungsfähigkeit der Arbeiter begrenzt. Oft arbeiteten sie zwölf Stunden bis zur völligen Erschöpfung – doch das reichte nicht aus. Um das Problem zu lösen, organisierten die Industriellen die Arbeit neu: In vielen Fabriken wurde der Zweischichtenbetrieb eingeführt. Die Arbeiter wechselten sich nun ab: Tagsüber arbeitete die „Tagschicht“, nachts die „Nachtschicht“. Auch sonntags wurde häufig gearbeitet. So war ein permanenter Betrieb möglich, 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche. Arbeitszeiten von zehn bis zwölf Stunden waren üblich.

Gesundheitliche Belastung – soziales Elend

Arbeitsschutzmaßnahmen gab es damals nicht, Unfälle waren an der Tagesordnung. Schichtarbeit und lange Arbeitszeiten hatten häufig negative gesundheitliche Folgen und brachten psychische Belastungen mit sich. Viele Menschen litten beispielsweise an Schlafstörungen oder an Herz-Kreislauferkrankungen. Wer nicht arbeiten konnte, bekam auch keinen Lohn. Zu den schwierigen Verhältnissen in den Fabriken kamen miserable Lebensbedingungen hinzu. Viele Arbeiter wohnten in Baracken in der Nähe der Fabriken. Dauerhafte Interessensvertretungen der Arbeiter gab es in den Betrieben erst etwa Mitte des 19. Jahrhunderts.

Saugnäpfe kennt jeder - z.B. von der Fußmatte in der Dusche. Ganz klar eine menschliche Erfindung, ein technisches Patent. Oder vielleicht doch nicht?

Die Nächstenliebe ist ein zentrales Gebot der christlichen Ethik. Wer Gottes Liebe erfahren hat, soll „seinen Nächsten lieben wie sich selbst“. Dieser Nächste, dem sich Christen uneigennützig zuwenden sollen, kann jeder bedürftige Mensch in einer Notlage sein.

Das Gebot der Nächstenliebe

Das Gebot der Nächstenliebe (griechisch: Diakonia, lateinisch: Caritas) findet sich schon im Alten Testament, wo es im Buch Levitikus heißt: „Sei nicht rachsüchtig noch trag deinem Stammesgenossen etwas nach, sondern liebe deinen Nächsten wie dich selbst.“ (Lev 19,18) Im Rückgriff auf das griechische Wort Agape, das eine von Gott inspirierte, uneigennützige, bedingungslose und spirituelle Liebe zwischen Menschen meint, macht Jesus von Nazareth die Nächstenliebe im Neuen Testament zu einem zentralen Anliegen des Christentums. Ihre Prinzipien legt er in zahlreichen Aussprüchen und Beispielen dar. So zeigt er im berühmten Gleichnis vom barmherzigen Samariter (Lukas 10, 2537), dass der oder die Nächste nicht eine Person ist, zu der man aufgrund von Herkunft oder Religion eine besondere Nähe hat, sondern die Person, der man gerade räumlich nahe ist. Wendet man sich einem Bedürftigen bedingungslos zu, wird er oder sie zu einem/einer Nächsten. Das prägt bis heute unser Verständnis von Nächstenliebe als selbstloses Eintreten für Andere ohne Rücksicht auf deren soziale Stellung oder Verdienste.

Von der Gottesliebe zur Feindesliebe

Das erste und wichtigste Gebot für Christen ist die Liebe zu Gott; sie geht allem voraus. Wer Gottes Liebe und Zuwendung erfahren hat, wird sie nach christlichem Verständnis an andere Menschen weitergeben. Aber auch die von Gott gewährte Selbstliebe ist eine Bedingung und ein Maßstab für die Nächstenliebe, denn “Du sollst deinen Nächsten lieben wie dich selbst.“ (Mt 22,3740) Für den Apostel Paulus ist die Nächstenliebe die Summe aller christlichen Gebote und damit die wichtigste praktische Form der Gottesliebe. Im Römerbrief schreibt er: „... wer den anderen liebt, hat das Gesetz erfüllt. Die Gebote: Du sollst nicht ehebrechen, du sollst nicht töten, du sollst nicht stehlen, du sollst nicht begehren! und was es sonst noch an Geboten gibt, werden ja in diesem einen Wort zusammen-gefasst: Du sollst deinen Nächsten lieben wie dich selbst. (...) So ist die Liebe die Erfüllung des Gesetzes.“ (Röm 13,810). Jesus erweitert das Gebot der Nächstenliebe um die Feindesliebe: So heißt es in der Bergpredigt: „Liebet eure Feinde, segnet, die euch verfluchen, tut Gutes denen, die euch hassen, bittet für die, die euch beleidigen und verfolgen, damit ihr Söhne eures Vaters im Himmel werdet.“ (Mt, 5, 44 – 45) Seine Aussagen sind Grundlage der christlichen Friedensethik, die Feindschaft und Hass durch Vergebung und den Verzicht auf Rache und Gewalt zu überwinden sucht.

Tätige Nächstenliebe: Caritas und Diakonie

Beide christlichen Kirchen in Deutschland verfügen über Wohlfahrtsverbände, die die tätige Nächstenliebe im Namen tragen und sie sozusagen institutionalisieren. Bei der katholischen Kirche ist das der 1897 gegründete Deutsche Caritas-Verband, unter dessen Dach tausende von rechtlich eigenständigen Trägern aus dem Bereich der Sozialarbeit versammelt sind. Neben rund 693.000 Mitarbeitern (davon 81,9% Frauen) engagieren sich auch etwa 500.000 ehrenamtliche Helfer in den Einrichtungen der Caritas. Auf der Basis der Lehre der römisch-katholischen Kirche organisiert sie in Deutschland die soziale Arbeit der katholischen Kirche, die eine breite Palette von Dienstleistungen umfasst: Krankenhäuser, Suchtberatung, Sozialpsychiatrische Dienste, Altenhilfe, Hospize, Tafeln etc. Die Caritas will aber auch Sozial- und Gesellschaftspolitik mitgestalten und zur Qualifizierung sozialer Arbeit beitragen. Zugleich engagiert sie sich in vielen anderen Ländern als soziale Hilfsorganisation für Menschen in Not. Das evangelische Pendant ist die Diakonie Deutschland - Evangelisches Werk für Diakonie und Entwicklung e.V., deren Vorläuferorganisation („Central-Ausschuss für die Innere Mission der Deutschen Evangelischen Kirche") 1848 auf dem ersten evangelischen Kirchentag in Wittenberg gegründet wurde. Die Diakonie hat etwa 600.000 Mitarbeiter und 700.000 Freiwillige, die in rund 31.600 Einrichtungen und Diensten organisiert sind und eine Vielzahl von Dienstleistungen anbieten. Die stationären und ambulanten Angebote in diesen Einrichtungen summieren sich auf etwa 1,18 Millionen Plätze bzw. Betten. Ebenso wie die Caritas gehört die Diakonie zu den sechs Spitzenverbänden der freien Wohlfahrtspflege in Deutschland, deren Ziel es ist, die Sozialstaatlichkeit Deutschlands zu fördern. Die Diakonie sieht es als ihren Auftrag, Nächstenliebe „zu leben“ und sich für Menschen einzusetzen, die am Rande der Gesellschaft stehen, die auf Hilfe angewiesen oder benachteiligt sind. Sie versucht aber auch, politisch tätig zu sein, indem sie als „sozialpolitischer Impulsgeber“ auf die Gesetzgebung des Bundes einwirkt.

Jede Woche durchqueren Rick und Vicky Foote mit ihrem "Road Train" Australien. Sie fahren Tausende Kilometer - von South Australia bis ins Northern Territory. Was sie transportieren und warum sie die weite Strecke zurücklegen, zeigt der Film.

Der Begriff Tomatenfisch wird als Synonym für eine Aquaponik-Anlage verwendet, die Tomatenanbau und Fischzucht kombiniert. Das geschlossene System nutzt die Ausscheidungen der Fische als Dünger für die Pflanzen. Das ressourcenschonende Verfahren könnte einen wichtigen Beitrag zur Nahrungsmittelversorgung im 21. Jahrhundert leisten.

Was ist Aquaponik?

Der Begriff Aquaponik setzt sich zusammen aus Aqua von Aquakultur und Ponik von Hydroponik. Hydroponik bezeichnet die Gemüsezucht ohne Erde. Auch die Aquaponik kommt ohne Erde aus. Stattdessen kommen Steinwollwürfel – i. e. ein extrem leichtes Vlies aus geschmolzenem Gestein, das große Mengen Wasser aufsaugen kann - und eine zirkulierende Nährstofflösung zum Einsatz. Das Verfahren, das Fischzucht und Landwirtschaft kombiniert, wurde in den 1980er Jahren in den USA entwickelt und seither in verschiedenen Ländern optimiert.

Wie funktioniert die Tomatenfischzucht?

Die Aquaponik-Anlage ist ein geschlossenes System, das aus einem Fischbecken und einem Gewächshaus besteht. Es nutzt den Umstand, dass sowohl Barsche als auch Tomaten besonders gut bei 27 Grad gedeihen. Die Fische werden mit Frischwasser versorgt, das von ihren Exkrementen verunreinigte Wasser wird zur Hydroponik-Anlage geleitet. In einem mechanischen Filter werden die Feststoffe ausgefiltert; in einem biologischen Filter wandeln Bakterien das in den Ausscheidungen der Fische enthaltene, giftige Ammonium in den Pflanzendünger Nitrat um. Anschließend werden die freiliegenden Wurzeln der Tomatenpflanzen mit dem gereinigten Kot der Fische gedüngt. Der Wasserdampf, den die Pflanzen über ihre Blätter abgeben, kondensiert am Gewächshausdach und wird als Frischwasser für die Fische wiederverwertet. Vollendet wird der Kreislauf, weil die Pflanzen das CO2, das die Fische ausatmen, in Sauerstoff umsetzen; das macht das System nahezu emissionsfrei. Die für die Erwärmung des Wassers nötige Energie stammt aus Photovoltaik- oder Biogas-Anlagen, in denen die Pflanzenreste verwertet werden; das ist energiesparend.

Was kann man anbauen?

Neben Tomaten sind auch Basilikum, Blumenkohl, Gurken, Auberginen, Peperoni, alle Arten von Salaten und Kräuter wie Basilikum, Petersilie, Thymian und Oregano für Aquaponik geeignet. Bei den Fischen handelt es sich meist um Streifenbarsche oder Buntbarsche wie den Tilapia; sie sind wenig anspruchsvoll und wachsen besonders schnell. Qualitativ und geschmacklich stehen die Nahrungsmittel herkömmlich angebautem Gemüse oder Fischen aus dem Meer in nichts nach.

Die Vorteile der Aquaponik

Die Nachfrage nach Fisch steigt; zugleich sind die Weltmeere überfischt, viele Arten vom Aussterben bedroht. Aquaponik schont die Wildfisch-Bestände und findet nah am Verbraucher statt; die Lieferwege sind sehr kurz. Bei der ressourcenschonenden, nahezu emissionsfreien, CO2-neutralen und somit nachhaltigen Aquaponik kommen weder künstlicher Dünger noch Antibiotika zum Einsatz. Da das System ein geschlossener Kreislauf ist, muss das Wasser nicht ausgetauscht oder zusätzlich gefiltert werden. Eine Überdüngung natürlicher Gewässer, die bei der Abwasserentsorgung in anderen Aquakultur-Modellen entsteht, findet nicht statt. Während man beim konventionellen Gemüse-Anbau – z. B. im spanischen Almeria - etwa 180 Liter Grundwasser für ein Kilo Tomaten braucht, kommt ein Aquaponik-System mit 35 Litern und einem Fünftel der Fläche aus. Speziell dort, wo Wassermangel herrscht, könnte die effiziente und jahreszeitenunabhängige Technologie zur Nahrungsmittelversorgung der Zukunft beitragen. Die Anlagen gibt es in unterschiedlichen Größen. Manche, die von der Urban-Farming-Bewegung auf freien Flächen, in Industriebauten oder auf Dächern in Städten errichtet werden, sind viele tausend Quadratmeter groß; es gibt aber auch Aquaponik-Systeme für Selbstversorger, die bequem ins Wohnzimmer passen.

Die Radierung ist eine Drucktechnik aus dem 16. Jahrhundert. Dabei wird zunächst eine Blei-stiftzeichnung auf eine lackierte Druckplatte übertragen; anschließend werden die gezeich-neten Linien in die Lackschicht eingeritzt. Ein Säurebad sorgt dafür, dass sich die eingeritzten Linien in die Platte einätzen. Daher wird dieses Tiefdruckverfahren auch als Ätztechnik be-zeichnet. Doch wie funktioniert diese Technik genau?

Wichtig bei einer Radierung: Ätzgrund, Radiernadel und Kupferstichel

Der Künstler Stefan Becker demonstriert das Verfahren: Er zeichnet die Fassade des Heidel-berger Schlosses und überträgt seine Skizze auf Pauspapier. Vorher hat er eine Kupferplatte mit einem säurefesten Lack präpariert. Nachdem dieser Ätzgrund getrocknet ist, überträgt der Künstler seine Zeichnung spiegelverkehrt auf die versiegelte Kupferplatte. Dann folgt Schritt zwei: Der Künstler kratzt, ritzt und schabt das Motiv seiner Radierung in die Lack-schicht. Für die Herstellung dieser Vertiefungen benutzt er besondere Werkzeuge wie einen Kupferstichel oder eine Radiernadel. Diese Vorgehensweise gab der Radierung ihren Namen: Das lateinische Wort „radere“ bedeutet so viel wie „schaben“ und „kratzen“.

Radierung: Tiefdruckverfahren mit Säurebad

Doch damit ist die Druckplatte noch nicht fertig. Die Kupferplatte mit der eingeritzten Zeich-nung kommt in ein spezielles Säurebad. Dort, wo der Lack eingeritzt wurde, ätzen sich die feinen Linien in das Kupfer ein. Nach dem Säurebad bearbeitet der Künstler mit einem Sti-chel noch einige Vertiefungen nach. So entstehen unterschiedliche Tiefen in der Radierung. Dann wird es spannend: Stefan Becker trägt die Druckfarbe gleichmäßig auf die Druckplatte auf und wischt die überschüssige Farbe wieder ab. So bleibt nur in den Vertiefungen der Kupferplatte Farbe zurück. Diese Farbe saugt das Papier in der Druckerwalze wie ein Schwamm auf – daher auch der Begriff „Tiefdruckverfahren“. Das Druckpapier muss übri-gens vorher gewässert werden, damit es aufquillt und saugfähig ist. Fertig ist die Radierung!

Seit der Renaissance produzieren Künstler Radierungen

Radierungen gibt es (in der Kunst) erst seit der Erfindung des Papiers in Europa. Zunächst archivierten vor allem Gold- und Waffenschmiede ihre Skizzen auf Papier. Bis zu diesem Zeitpunkt kannte man in der Kunst vor allem ein grafisches Verfahren, den Kupferstich. Der Schweizer Urs Graf soll im 16. Jahrhundert mit als Erster die Technik der Radierung ange-wandt haben. Berühmte Künstler wie Albrecht Dürer, Rembrandt und später im 17./18. Jahrhundert Hercules Seghers und Francisco de Goya experimentierten auf unterschiedliche Weise mit der neuen Drucktechnik. Besonders Goya brachte die Drucktechnik der Aquatinta mit seinen Radierzyklen „Los Caprichos“ und „Desastres de la Guerra“ zur Vollendung.

Bekannteste Ätztechnik: die Radierung

Die Radierung ist die bekannteste Ätztechnik unter den Tiefdrucktechniken. Dieses Druckver-fahren ist nicht zu verwechseln mit der Kaltnadelradierung. Bei der Kaltnadelradierung wird die Zeichnung nicht auf den Ätzgrund, sondern direkt mit einer Stahlnadel auf der Druckplat-te ausgeführt. Weitere Verfahren ähnlicher Art entstanden in den folgenden Jahrhunderten: Dazu zählen die Weichgrundätzung, das Aquatintaverfahren, die Heliogravüre und die Crayon-Manier.

ARD-Auslandskorrespondent in Rio

Der Arbeitsplatz von Matthias Ebert ist 10.000 km entfernt von Deutschland: in Rio de Janeiro, Brasilien. Ebert ist Auslandskorrespondent der ARD und zuständig für Südamerika. Mit Blick auf den Zuckerhut, das Wahrzeichen von Rio de Janeiro, liegt das ARD-Studio in einem imposanten Hochhaus. Dort arbeitet Studioleiter und Auslandskorrespondent Ebert mit einem internationalen Team: Er plant, dreht, schneidet und textet Fernsehbeiträge über ganz Südamerika - beispielsweise für die Tagesschau, die Tagesthemen, das Morgen-, Mittags- oder Nachtmagazin oder den Weltspiegel. Dieses Mal dreht er mit seinem Kameramann im brasilianischen Bundesstaat Rondônia zum Thema Urwaldbrände.

Ein spannender Job

Der Job eines Auslandskorrespondenten ist abwechslungsreich und spannend, bedeutet aber auch oft Arbeiten unter Zeitdruck, ständiges Reisen im Korrespon-dentengebiet; manchmal ist er auch mit Nervenkitzel und Gefahr verbunden. Matthias Ebert berichtet live vor Ort über Land und Leute, über Politik, Skandale, Katastrophen und Hintergründe. Oder er recherchiert für Magazinbeiträge und Dokumentationen, berichtet über Geschichten vom Amazonas über die Anden bis nach Feuerland. Aktuelle Kurzbeiträge werden oft an einem Tag gedreht, geschnitten und vertont und noch am Abend nach Deutschland übermittelt. Für diesen Job sind nicht nur journalistische Fähigkeiten gefragt, sondern auch Sprachkenntnisse und Länderkenntnis. Matthias Ebert ist seit 2018 Auslandskorrespondent und Studioleiter für Südamerika.

Korrespondentennetz der ARD

Die ARD verfügt insgesamt über 31 Auslandsstudios in aller Welt. Die rund 100 Korrespondentinnen und Korrespondenten informieren aktuell aus ihren Ländern mit Berichten, Reportagen oder Live-Schaltungen vom Ort des Geschehens. Das deutsche Korrespondentennetz der ARD ist eines der größten weltweit. Es entstand bereits in den 1950er Jahren und wurde im Laufe der Zeit immer weiter verändert und ausgebaut. Ob Fernsehen, Radio, Online oder Videoblog - die Auslandskorrespondenten bestücken mit ihren Beiträgen einen wichtigen Teil des öffentlich-rechtlichen Nachrichtenangebots. Die einzelnen Studios im Ausland werden von den Landesrundfunkanstalten betreut. So ist beispielsweise der Bayerische Rund-funk (BR) für Rom zuständig, der Westdeutsche Rundfunk (WDR) für Moskau oder der Südwestrundfunk (SWR) für Rio de Janeiro.

In der Zeit der Reformation tobten die Bauernkriege in Süddeutschland. Die Bauern kämpften ab 1524 gegen den Adel, der sie unterdrückte. Sie forderten mehr Rechte und die Aufhebung der Leibeigenschaft. Nicht zufällig fielen die Bauernaufstände in die Zeit der Reformation. Martin Luther hatte mit seinen Schriften den geistigen Nährboden bereitet.

Das Los der Bauern: Frondienst und Armut

Die Bauern im 16. Jahrhundert hatten es nicht leicht: Sie machten mit rund 80 Prozent die größte Bevölkerungsgruppe im Mittelalter aus. Sie finanzierten den Adel und die Geistlichen mit hohen Abgaben. Die Bauern besaßen kein Eigentum, viele hungerten und waren Leibeigene ihrer Fronherren. Missernten und ein schnelles Anwachsen der Bevölkerung nach der großen Pest um 1450 verschärften die ohnehin angespannte Situation.

Der Einfluss der Reformation auf die Bauernkriege

Der Konflikt zwischen Herrschenden und Bauern entflammte, als Martin Luther die Reform der Kirche forderte. Seine Worte in der Schrift „Von der Freyheith eines Christenmenschen“ verstanden die Bauern als Signal, um auch für ihre Freiheit zu kämpfen. Sie bildeten kleine Gruppen, so genannte „Haufen“, und schmiedeten ihre Werkzeuge zu Waffen um. Diese Drohgebärden brachten den Adel in Rage: Unter dem Heerführer Georg Truchsess von Waldburg-Zeil formierte sich ein hochgerüstetes Söldnerheer gegen die Aufständischen.

Bauern fordern Menschenrechte in 12 Artikeln

Was die Bauern nicht wussten: Luther stand nicht auf ihrer Seite. Ihm ging es um die religiöse Freiheit der Menschen im Jenseits, nicht auf Erden. Dies sah der Schweizer Reformator Ulrich Zwingli anders. Für ihn stellte die Bibel die Grundlage für ein christliches Leben auf Erden dar. Damit unterstützte er die Forderungen der Bauern nach besseren Lebensbedingungen. Die Bauern wussten um die militärische Überlegenheit der Söldnerheere. Deshalb bemühten sich Vertreter der „Haufen“ zunächst ihre Forderungen mit Worten durchzusetzen. Im März 1525 verfassten sie in Memmingen eine Schrift und benannten in 12 Artikeln ihre Forderungen.

Der Bauernkrieg in Süddeutschland, ein ungleicher Kampf

Doch der Adel reagierte mit Ablehnung. Eine gewaltsame Auseinandersetzung war unausweichlich. Am 16. April 1525 töteten aufständische Bauern in Weinsberg den Grafen Ludwig von Helfenstein mit seinen Begleitern. Das war der Auftakt zu blutigen Auseinandersetzungen in zahlreichen Regionen Süddeutschlands. Hatten die Aufstände am Hochrhein begonnen, zogen sie sich bis 1526 bis nach Thüringen, ins Elsass und zu den Alpenländern hin. Da die „Haufen“ der Bauern der Ausrüstung und der Organisation der Heere nichts entgegenzusetzen hatten, siegten letztendlich die Kanonen. Etwa 70.000 Bauern starben im Kampf für ein besseres Leben.

Die Muslime sind die zweitgrößte Religionsgruppe der Welt. Wie sieht ihre Religion aus? Und wie äußert sich diese Religion in ihrem Alltag?

Unter den Tieren gibt es solche, die allein am Geschmack verschiedene Gräser erkennen und andere, deren Zunge keine feinen Unterschiede erkennt.

Ein selbständiger Fischer arbeitet bei jedem Wetter im Freien und kümmert sich um die Bedienung seines Kutters, den Fang und die Verarbeitung und Vermarktung der Fische. Die von der EU festgelegten Fangquoten sind eine Herausforderung.

Arbeitstag eines Fischers

Ein selbständiger Fischer muss mitten in der Nacht aus dem Bett, denn sein Arbeitstag beginnt zwischen zwei und fünf Uhr mit der Ausfahrt aus dem Hafen und dem Auswerfen der Netze im Fanggebiet. Je nachdem, was er fischt, setzt er dabei unterschiedliche Netze ein. In der Ostsee sind das häufig Schlepp- oder Stellnetze. Die stationären Stellnetze werden an Bojen befestigt und über Nacht unter Wasser aufgespannt. Der Fischer muss darauf warten, dass sich die Fische beim Umher-schwimmen darin verfangen. Schleppnetze sind dagegen am Kutter befestigt. Sie werden eingesetzt, um Schwarmfische in mittleren Tiefen zu fangen. Bei der Jagd auf die Fischarten, die sich am Meeresboden tummeln, kommen Grundschleppnetze zum Einsatz. Beim Einholen sieht der Fischer, was ihm ins Netz gegangen ist. In der Ostsee können das kleine Schwarmfische wie Heringe und Sprotten oder Plattfische wie Flundern oder Schollen sein. Für den beliebten Dorsch - oder Kabeljau wie er in der Nordsee heißt -, mit dem sich das meiste Geld verdienen ließe, gelten dagegen strenge Fangquoten. Ihre Einhaltung schmälert den Verdienst. Auf der Heimfahrt in den Hafen werden die Fische ausgenommen und verkaufsfertig gemacht, denn ein selbständiger Fischer muss sich auch um die Vermarktung seines Fangs kümmern. Abnehmer findet er auf dem Markt, im Einzelhandel oder in Restaurants. Neben der praktischen Arbeit fällt zusätzlich viel Papierkram an. Kurzum: Ein selbständiger Fischer ist ein Ein-Mann-Betrieb, dem die Arbeit nie ausgeht, ohne dass er dabei reich würde. Wie gut, dass er zumindest immer an der frischen Luft ist...

Fischwirt/in

Seine handwerklichen Grundlagen erlernt ein Fischwirt der Fachrichtung Küstenfischerei und Kleine Hochseefischerei während einer dreijährigen dualen Ausbildung. Bei der Bewerbung für diesen anerkannten Ausbildungsberuf ist kein bestimmter Schulabschluss nötig. Körperliche Gesundheit und Seetauglichkeit sind aber ebenso erforderlich wie handwerkliche Fähigkeiten. Ein Interesse an Biologie, Ökosystemen und Geographie ist von Vorteil. Zu den Ausbildungsinhalten gehören Themen wie Eigenschaften von Wasser und Gewässern als Lebensraum für Pflanzen und Tiere, Anfertigung und Reparatur von Fischerei-Werkzeugen und -Maschinen, Fangtechniken und Methoden der Fischverarbeitung, Gewässerbewirtschaftung und Grundlagen von Fischerei- und Wasserrecht. Das praktische Know-how erlernt man in einem Fischereibetrieb; dazu kommt der Unterricht in einer Berufsschule. Fischwirt/in ist ein relativ seltener Beruf. 2011 haben in Deutschland nur 99 Azubis die Ausbildung angefangen. Nach ihrem Abschluss können Fisch-Wirte und -Wirtinnen in den Küstengewässern der Nord- und Ostsee Fische und Schalentiere fischen. Wer selbständiger Fischer werden, will, muss sich nach dreijähriger Berufspraxis durch eine Prüfung zum Fischwirtschaftsmeister qualifizieren. Danach darf er selbst ausbilden und auch Fördergelder beantragen. Er arbeitet auf eigene Kosten und eigenes Risiko; er muss seinen Kutter, die Netze und die übrige Ausrüstung selbst finanzieren und bereit sein, bei jedem Wetter im Freien zu arbeiten.

Fangquoten

Innerhalb der EU werden die Fanquoten immer wieder neu geregelt, temporäre Fangverbote werden verhängt und Fangverbotszonen festgelegt. Für viele selbständige Küstenfischer ist das eine Herausforderung, für manche ein Ärgernis. Aber der Fisch gehört nicht den Fischern allein; er ist Allgemeingut. Deshalb legt die Fischerei-Kommission der EU alljährlich fest, wann, wo und wie viel von welchem Fisch gefischt werden darf. Dabei wird das EU-Gremium von Wissenschaftlern – z. B. vom Internationalen Rat für Meeresforschung (ICES) – beraten. Die Mengen werden unter den EU-Staaten nach einem festen Schlüssel aufgeteilt; jedes Land hat seine nationale Fangquote. Die strengen Fangquoten, die einer Überfischung der Meere vorbeugen und die Fischbestände dauerhaft sichern sollen, kollidieren mit den wirtschaftlichen Interessen der Fischer. Viele selbständige Küstenfischer kämpfen wegen geringer Erträge ums Überleben.

Nachhaltige Fischerei

Die EU sucht nach zusätzlichen Instrumenten, um die Fischerei zu steuern und finanzielle Anreize zu schaffen, die Schiffe technisch aufzurüsten. Mit neuen Netzen könnte punktgenauer gefischt werden, eine festgelegte Mindestmaschen-Weite würde verhindern, dass zu kleine Fische gefangen werden.  Um die Fischbestände nachhaltig zu sichern, muss man ihre Reproduktionsfähigkeit erhalten. Deshalb wurde in Deutschland das MSC-Siegel der Organisation Marine Stewardship Council eingeführt; daran kann der Konsument erkennen, ob der Fisch, den er kauft, mit nachhaltigen Methoden gefangen wurde. Für Fischer, die ihren Beruf aufgrund der schwierigen Bedingungen aufgeben müssen, bietet die EU Abwrackprämien für Kutter. Das alles ändert nichts daran, dass die Zukunft für viele selbständige Fischer nicht allzu rosig aussieht. Aber die globalen Herausforderungen in den Bereichen Umwelt- und Tierschutz erfordern ein Umdenken, das keine Rücksicht auf Traditionen und traditionelle Berufe nimmt. Da die Nachfrage nach Fisch ständig steigt, werden Aquakulturen und Fischfarmen in Zukunft eine noch größere Rolle spielen. Hier können Fischwirte und Fischwirtinnen Arbeit finden, auch wenn die mit dem Alltag eines Küstenfischers, der bei Wind und Wetter mit seinem Kutter aufs Meer hinausfährt, wenig zu tun hat.

Ohne Präparatoren geht in Naturkundemuseen nichts. Aus Haufen versteinerter Knochenreste rekonstruieren sie Lebewesen der Urzeit. Ein Beruf mit Vergangenheit, der Wissen, Geschick und Geduld erfordert - und Sekundenkleber...

Lebenswelten der Urzeit

Vor 14 Millionen Jahren war das heutige Baden-Württemberg eine von Urwelt-Tieren bevölkerte Savannenlandschaft: Neben Riesenschildkröten und Riesensalamandern lebte hier auch das Urpferd Hippotherium, dessen gut erhaltenes Skelett im Karlsruher Naturkundemuseum zu besichtigen ist. Aber woher weiß man, wie diese Tiere aussahen? Und wie rekonstruiert man Lebewesen, die nie ein Mensch gesehen hat? Oft bringen Paläontologen, also die Wissenschaftler, die sich mit den Lebenswelten der geologischen Vorzeit und mit den Fossilien ausgestorbener Pflanzen und Tiere beschäftigen, von ihren Grabungen nur einen Haufen versteinerter Knochenreste mit. Dann schlägt die Stunde der Präparatoren.

Präparatorin – ein Beruf mit drei Fachrichtungen

Präparatorin oder besser gesagt „Staatlich anerkannte Präparationstechnische Assistentin“ ist, wer die entsprechende dreijährige Ausbildung abgeschlossen hat. Der Beruf verlangt handwerklich-künstlerische Fertigkeiten und je nach Fachgebiet - Medizin, Zoologie oder Geologie - variierende naturwissenschaftliche Grundkenntnisse. Sie reichen von Humanbiologie, Tiersystematik oder Geologie, über Präparations- und Museumstechnik, Material- und Maschinenkunde bis zu Hygienevorschriften und rechtlichen Grundlagen. Während medizinische Präparatoren in der Anatomie und Rechtsmedizin arbeiten oder Ärzten bei Obduktionen assistieren, konservieren zoologische Präparatoren Tiere oder Teile von Tieren. Selbständige Präparatoren arbeiten auch für Privatleute und Naturschutzvereine oder fertigen Jagdtrophäen an. Präparatoren mit Schwerpunkt Geologie beschäftigen sich mit Tieren und Pflanzen der Urzeit.

Geologische Präparatorin im Naturkundemuseum

Naturkundemuseen sind ohne geowissenschaftliche Präparatoren undenkbar. Sie stopfen Tiere aus, legen Gesteine und Mineralien frei und machen biologische und geologische Ausstellungsstücke haltbar. Sie rekonstruieren, zeichnen und präparieren Fossilien und stellen Modelle und Abgüsse aller Art her. Sie betreuen die Sammlungen und sind am Aufbau von Ausstellungen und Dioramen beteiligt. Aber auch die Teilnahme an Ausgrabungen kann zu ihrem Aufgabenbereich gehören. Ihre Arbeit erfordert viel Geduld und Fingerspitzengefühl; ohne Geschick und Ausdauer geht hier gar nichts.

Das Gebiss des Aceratherium incisivum

Knochen, die bei einer Ausgrabung gefunden wurden, werden mit einem Hopfensack mit Gips ummantelt, damit die einzelnen Teile an ihrem Platz bleiben. Je nachdem, in welchem Zustand sich das Sammelsurium der ramponierten Knochen befindet, dauert eine Präparation zwischen vier Wochen und einem Jahr. Alles muss sortiert und fixiert, fehlende Stücke müssen ergänzt werden; und zwar von Hand in mühsamer Kleinarbeit. Sehr gute Anatomiekenntnisse sind Grundvoraussetzung für diese Arbeit: Welcher Knochen sieht wie aus und gehört wohin? Präparatorin Rike Zimmermann hat es mit dem Schädel eines hornlosen Nashorns zu tun, einem Aceratherium incisivum. Seine Zähne sind zerfallen, zersplittert und übereinander geschoben. Damit daraus wieder ein ansehnliches Gebiss wird, muss die Präparatorin viel herumprobieren. Hinweise liefern z. B. der Zahnschmelz oder die glänzende Kaufläche. Als Hilfsmittel dienen Knete, Plastilin und – am Ende - Sekundenkleber. Wer gerne puzzelt, ist eindeutig im Vorteil. Aber die Mühe lohnt sich: Die präzise Arbeit von Präparatoren und Präparatorinnen ist für die Wissenschaft von großem Wert, denn nur mit gut präparierten Fossilien kann die Tierwelt längst vergangener Zeiten anschaulich rekonstruiert werden.

Kalktuff ist ein besonderes Gestein. Luftig, leicht, aber doch fest. Wegen seiner Belastbarkeit und Witterungsbeständigkeit wurde Kalktuff von der schwäbischen Alb früher häufig als Baustoff verwendet. Aber wie entsteht Kalktuff eigentlich und welche Rolle spielt das Wetter dabei? Wetterexperte Sven Plöger weiß die Antwort.

Wie entstehen Regen und Hagel und welche verschiedenen Arten von Regen gibt es bei uns in Mitteleuropa?

Strom durch erneuerbare Energien

In einem Biomasseheizkraftwerk werden organische Stoffe pflanzlicher und tierischer Herkunft verbrannt und in Strom und Wärme umgewandelt. Zur Biomasse zählen beispielsweise Pflanzen, Grün- und Tierabfälle und Resthölzer aller Art wie Möbelreste und Altholz. Da Biomasse ein erneuerbarer, nachwachsender Rohstoff ist und damit zu den regenerativen Energien zählt, hat ein Biomasseheizkraftwerk eine sehr gute Ökobilanz.

Stromgewinnung durch Verbrennung

Am Beispiel des Biomasseheizkraftwerks in Mannheim zeigt der Film, wie ein Heizkraftwerk mit Biomasse elektrischen Strom erzeugen kann. Zunächst befreien Mitarbeiter das Altholz von Verunreinigungen. Danach kommt die Biomasse in den Brennraum des Heizkraftwerkes, wo das zerkleinerte Altholz bei 850 Grad Celsius verbrannt wird. Oben in der Brennkammer verlaufen Wasserrohre. Durch die Hitze erwärmt sich das Wasser in den Rohren, dabei entsteht Wasserdampf. Der heiße Dampf treibt eine Turbine an, die wiederum einen Generator in Gang setzt. Der Generator erzeugt Strom, der vom Biomasseheizkraftwerk ins Stromnetz eingespeist wird.

Gute Ökobilanz durch geringe CO2-Emissionen

Das Biomasseheizkraftwerk Mannheim versorgt mit dem gewonnenen Strom über 4.500 Haushalte. Im Vergleich zu anderen Kraftwerken sind Biomasseheizkraftwerke relativ teuer, dafür aber ökologisch. Bei der Strom-Produktion mit Biomasse entstehen nur geringe Treibhauseffekte (CO2-Emissionen), die kaum die Umwelt belasten. Abfallprodukte wie Asche, die bei der Verbrennung entstehen, können noch anderweitig verwendet werden, beispielsweise beim Straßenbau. Ein Nachteil eines solchen Biomasseheizkraftwerkes ist, dass man für eine solche Anlage viel Platz benötigt. Da bei der Verbrennung der Biomasse unangenehme Gerüche entstehen, sollte die Anlage außerhalb von Ballungsgebieten und Wohnvierteln liegen. Die Erzeugung von Strom aus Biomasse wird in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) staatlich gefördert, dessen Ziel mehr Klima- und Umweltschutz ist.

Computertomographen ermöglichen Ärzten dreidimensionale Blicke ins Innere des Körpers. Dahinter stecken ausgeklügelte Röntgentechnik und clevere Computerprogramme.

Sprengstoff und Waffen gehören nicht ins Reisegepäck - und der Gepäckscanner ertappt jeden, der es trotzdem versucht. Taschen und Koffer werden dank Röntgenstrahlen zur gläsernen Box.

Im Atomkraftwerk wird Strom durch Kernspaltung erzeugt. Durch die Spaltung des Urans wird Wasser aufgeheizt und Wasserdampf gewonnen. Der Wasserdampf treibt wiederum eine Turbine an, die an einen Generator gekoppelt ist; dieser Generator erzeugt den Strom im Kernkraftwerk.

Ein Atomkraftwerk erzeugt Strom mit radioaktivem Uran

Der Rohstoff für die Kernspaltung ist Uran, ein radioaktives Schwermetall. Uran wird aus Uranerz gewonnen und in Brennstofftabletten gepresst. Diese Tabletten, auch Pellets genannt, enthalten rund fünf Prozent Uran 235. Zwei der Pellets reichen aus, damit ein 4-Personen-Haushalt ein Jahr lang mit Strom versorgt werden kann. Die Brennstofftabletten im Kernkraftwerk werden in Metallrohre, in sogenannte Brennstäbe, eingeschlossen und kommen als solche in ein dickwandiges Reaktordruckgefäß, wo die Brennstäbe von Wasser umspült werden. Der Kernbrennstoff ist damit einsatzbereit.

Im Reaktor: Kernspaltung durch Neutronen

Jedes Atomkraftwerk besitzt einen nuklearen und einen konventionellen Teil zur Stromerzeugung. Im ersten Teil, im Reaktor, wird Wärme erzeugt und Wasser durch Kernspaltung erhitzt. Es entsteht Wasserdampf. Doch wie läuft die Kernspaltung ab? Der Urankern besteht aus Neutronen und Protonen. Trifft ein zusätzliches Neutron auf diesen Atomkern, wird dieser instabil und spaltet sich auf. Bei dem Spaltungsprozess entstehen Wärme und zusätzlich zwei bis drei weitere Neutronen: Diese lösen, verlangsamt durch Wasser, weitere Spaltungen aus: Es kommt zu einer Kettenreaktion, die von dem Reaktorfahrer, also der Zentrale des Kernkraftwerks, exakt gesteuert und kontrolliert werden kann. Das geschieht, indem die Steuerstäbe mehr oder weniger in den Reaktor eingefahren werden.

Kernkraftwerk: Stromgewinnung durch Wasserdampf und Wärme

In einem Druckwasserreaktor, wie hier im Film dargestellt, gelangt das erhitzte Wasser vom Reaktor zu einem Dampferzeuger, wo die Wärme in einen Sekundärkreislauf abgegeben wird. Dieser ist von dem nuklearen Kreislauf abgekoppelt, damit das Wasser im zweiten Kreislauf nicht radioaktiv belastet wird. In diesem Sekundärkreislauf verdampft das Wasser; der Wasserdampf wird an eine Turbine weitergeleitet, die wiederum an einen Generator gekoppelt ist. Im Generator wird schließlich Strom erzeugt, der in die Hochspannungsnetze zur Stromversorgung eingespeist wird. Es gibt aber auch noch einen anderen Kernkraftwerkstyp, den Siedewasserreaktor. Der Unterschied zum Druckwasserreaktor ist, dass der Wasserdampf im Siedewasserreaktor noch radioaktive Stoffe enthält, da dort nur ein Kreislauf für die Wärmeübertragung zuständig ist.

Das Kraftwerk: Energiespeicher für Sonne und Wind

Erneuerbare Energien sind für die Stromgewinnung und den Klimaschutz nicht mehr wegzudenken. Doch Sonne und Wind sind nicht immer verlässlich zur Stelle, um Energie zu liefern. Dann kann ein Pumpspeicherkraftwerk genutzt werden. Das Prinzip eines Pumpspeicherkraftwerks ist simpel, aber überzeugend. Mit überschüssiger Sonnen- und Windenergie wird Wasser von einem tiefergelegenen in ein höhergelegenes Speicherbecken gepumpt und dort „geparkt“. Strom wird auf diese Weise in potentielle Energie (Lageenergie) umgewandelt. Der umgekehrte Fall tritt ein, wenn das Wasser aus dem Oberbecken wieder ins Unterbecken abgelassen wird und dabei Strom erzeugt wird. In diesem Fall wird potentielle Energie (Lageenergie) in elektrische Energie (Strom) umgewandelt.

Wasser: Motor des Pumpspeichers

Wie ein solcher Energiespeicher für Sonnen- und Windenergie aufgebaut ist, zeigt exemplarisch das Wasserkraftwerk Wehr der Schluchseewerk AG im Schwarzwald. Ein Pumpwasserkraftwerk benötigt vor allem eines: Wasser. Denn ein Pumpspeicher arbeitet hauptsächlich mit der Energie des Wassers. Dazu braucht es ein mit Wasser gefülltes Oberbecken, das über einen abwärtsführenden Druckschacht mit der Kaverne, einem unterirdischen Hohlraum im Berg, verbunden ist. Dort befindet sich in der Maschinenkaverne das Herzstück des Pumpspeichers: riesige Turbinen, Pumpen und Generatoren. Von der Kaverne aus führt ein Unterwasserstollen weiter abwärts ins Unterbecken.

Stabile Stromversorgung durch Pumpspeicherkraftwerke

Soll Energie erzeugt werden, öffnet man die Schleusen im Oberbecken des Pumpspeicherkraftwerks. Das Wasser fließt durch den Druckschacht nach unten in die Turbinen der Kaverne. Dort treibt das Wasser das Turbinenlaufwerk und damit den Generator an, der den Strom erzeugt. Das Wasser fließt danach ins Unterbecken ab. Tritt der umgekehrte Fall ein, - dass überflüssige Sonnen- und Windenergie gespei-chert werden soll -, dann wird das Wasser aus dem Unterbecken wieder mit der Pumpe ins Oberbecken befördert. Hier kann das Wasser für seinen nächsten Einsatz stunden- oder tagelang lagern. Kontrolliert werden die Abläufe im Pumpenspeicherkraftwerk durch die Leitwarte der Schluchseewerk AG. Die Mitarbeiter reagieren ständig auf die Energiezufuhr aus den Solar- und Windkraftanlagen und sorgen so dafür, dass die Stromversorgung im Netz stabil bleibt.

Ein Sonnenkollektor wandelt Sonnenstrahlung in Wärmeenergie um. Sonnenkollektoren sind oft auf den Dächern von Privathaushalten installiert. Mit ihrer Hilfe kann man Wasser er-wärmen oder Heizenergie gewinnen. Solarenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und leistet damit einen wichtigen Beitrag für Ökologie und Umwelt.

Sammelt Sonnenlicht – der Sonnenkollektor

Doch wie funktioniert ein Sonnenkollektor? Treffen Lichtstrahlen auf einen Körper, dringen sie in diesen entweder ein oder werden reflektiert. Dabei gilt Folgendes: Ein heller Körper reflektiert viel und schluckt wenig Sonnenlicht; ein dunkler Körper reflektiert wenig, absor-biert aber mehr Sonnenstrahlen. Dieses Prinzip macht sich der Sonnenkollektor bei der Wärmegewinnung zu Nutze.

Wärmeenergie durch Absorber

Für die private Energiegewinnung werden vor allem Flachkollektoren verwendet. Diese Son-nenkollektoren bestehen aus zwei Schichten: Eine Glasscheibe oben und unten ein Absorber mit einer schwarzen Metallschicht. Darunter fließt Wasser als Wärmeträger. Treffen die Sonnenstrahlen durch die Glasscheibe auf die untere schwarze Schicht, wird beinahe der gesamte Spektralbereich des Lichtes geschluckt. Dabei erwärmen sich der Absorber und das darunter fließende Wasser. Der Absorber ist der wichtigste Bestandteil des Sonnenkollektors.

Heißes Wasser und Wärme dank Sonnenenergie

Das hört sich einfach an, hat jedoch einen Haken. Das schwarze Material schluckt viel Strah-lung, strahlt dabei aber auch wieder viel Wärme ab. Um diesen Energieverlust zu reduzieren, besitzt der Solarabsorber eine raffinierte Deckschicht aus besonderem Material. Damit ist der Sonnenkollektor allseitig wärmegedämmt und strahlt nur noch 5 Prozent der Energie wieder ab. Das Ergebnis: Das darunter fließende Wasser erreicht eine Temperatur von 60 bis 80 Grad! In gut gedämmten Leitungen fließt das warme Wasser in einen mit Schaumstoff isolierten Wassertank. Bei Bedarf kann das Brauchwasser aus diesem Wärmespeicher - zumindest in den Sommermonaten – jederzeit für eine warme Dusche genutzt werden.

Der Umwelt zuliebe: Solarthermie

Das Prinzip der Solarthermie ist bereits seit der Antike bekannt. Schon der Grieche Archime-des von Syrakus erkannte die Bedeutung von Brenn- und Hohlspiegeln. Der Legende nach soll er mit einem Solar-Spiegel die Flottenverbände der Römer in Brand gesetzt haben – oder zumindest die olympische Fackel. Erst im 18. Jahrhundert erfand der Schweizer Horace-Bénédict de Saussure den Vorläufer heutiger Solarkollektoren. Doch erst mit der Ölkrise in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen Politiker die Solarenergie als ernstzu-nehmende Alternative für herkömmliche Energien zu fördern.

Die Geburtsstunde der modernen Astronomie schlägt im 17. Jahrhundert mit der Erfindung des Teleskops: Ein gebogener Spiegel holt ferne Sterne ganz nah heran.

Im Jahr 1517 fordert der Augustinermönch Martin Luther eine grundlegende Reform der Kirche. Mit seinen 95 Thesen will er die Öffentlichkeit wachrütteln. Da kommt ihm gerade recht, dass Johannes Gutenberg etwa 60 Jahre zuvor in Mainz ein revolutionäres Buchdruckverfahren entwickelt hat.

Mit der Erfindung der Dampfmaschine begann das Industriezeitalter: Immer mehr Fabriken entstanden, die Arbeitsabläufe wurden neu strukturiert. Alltag und Arbeitsleben der Menschen veränderten sich grundlegend.

Das vorindustrielle Zeitalter

Bevor es Dampfmaschinen gab, richteten sich die Menschen nach dem Rhythmus der Natur. Bei der Arbeit waren sie auf ihre eigene Muskelkraft angewiesen oder auf die ihrer Nutztiere. Auch Wind- und Wasserkraft wurden genutzt. Dann wurde die Dampfmaschine erfunden.

Energie durch heißen Dampf

Die Geschichte der Dampfmaschine begann im Bergbau. In den Gängen und Schächten, die von den Bergleuten ins Erdinnere gegraben wurden, sammelte sich Wasser. Das musste wieder raus. Diese Arbeit erledigten bis ins 16. Jahrhundert sogenannte Wasserknechte, die das Grubenwasser mit Eimern und anderen Behältern abschöpften und nach oben transportierten. Viel effektiver waren Wasserhebe- und Pumpsysteme, die nach und nach aufkamen und mit Pferdestärke oder Wasserkraft angetrieben wurden. Ab Mitte des 17. Jahrhunderts wurden Pumpsysteme eingesetzt, die mit heißem Dampf angetrieben wurden. Die Maschinen wandelten die im Dampf enthaltene Wärme- und Druckenergie durch einen beweglichen Kolben in Bewegungsenergie um.

Thomas Newcomens Methode

Der englische Erfinder Thomas Newcomen entwickelte eine Methode, mit der man durch Wassereinspritzung den heißen Wasserdampf im Zylinder der Dampfmaschine schneller zum Kondensieren bringen konnte. Dadurch wurde im Antriebssystem auch schneller der gewünschte Unterdruck erzeugt, der für die Bewegung des Kolbens erforderlich war. Mit Newcomens Methode konnte die Taktfrequenz der Kolbenbewegung - und damit der Wirkungsgrad der Maschine - erhöht werden. 1712 kam eine solche Dampfmaschine erstmals in einem Kohlebergwerk zum Einsatz.

James Watts effiziente Dampfmaschine

Der schottische Erfinder James Watt fand heraus, wie der Wirkungsgrad der Newcomen-Dampfmaschine verbessert werden konnte. Dazu ließ er die Kondensation durch Wassereinspritzung abgetrennt vom Arbeits-Zylinder in einem Kondensator ablaufen. Die erste Dampfmaschine nach dem Watt‘schen Prinzip kam 1776 zum Einsatz. In den folgenden Jahren gelangen Watt weitere Verbesserungen. So entwickelte er eine Methode, mit der der Kolben von beiden Seiten durch Wasserdampf in Bewegung gebracht wurde. Diese Art Dampfmaschine war so effizient, dass allein mit ihrer Kraft viele andere Maschinen in Gang gesetzt werden konnten. Zum Beispiel Spinn- und Webmaschinen in der Textilindustrie.

Die Industrialisierung

Nicht nur in England, überall in Europa wurden zu Beginn des 19. Jahrhunderts riesige Fabrikanlagen gebaut, in denen die leistungsfähigen Maschinen zum Einsatz kamen. Über ein ausgeklügeltes Riemensystem konnten die Dampfmaschinen alle anderen Maschinen antreiben. Sie ermöglichten Massenproduktion bei gleichbleibender Qualität. Dampflokomotiven boten neue Möglichkeiten für den Transport von Personen und Gütern: Mit hohen Geschwindigkeiten brachten sie Menschen, Rohstoffe und Waren ans Ziel. Auch Schiffe wurden mit Dampfkraft angetrieben.

Schichtarbeit in den Fabriken

Mit dem Einsatz von Maschinen in den Fabriken veränderten sich die Arbeitsabläufe und Arbeitsbedingungen der Menschen radikal. Die Arbeitsabläufe wurden unterteilt; das oft monotone Bedienen von Maschinen wurde zur zentralen Aufgabe der Fabrikarbeiter. Sie mussten nun in Schichten arbeiteten, denn die Maschinen liefen rund um die Uhr. Sozial waren sie häufig kaum abgesichert, ihre Löhne waren niedrig und Arbeitszeiten von zwölf Stunden waren keine Seltenheit.

Die Stadt Mannheim hat musikalisch einiges zu bieten: Hier sind Kurpfälzisches Kammerorchester und Pop-Akademie zuhause. Und Berührungsängste haben Musiker beider Einrichtungen keine; sie wagen ein Experiment – gemeinsam wollen sie eine Barock-Sinfonie einstudieren.

Barock-Tradition

Mannheims Musiktradition reicht zurück bis in den Barock, als die Kurfürsten Karl III. Philipp und Karl Theodor von der Pfalz zwischen 1720 und 1760 das Mannheimer Schloss erbauen ließen. Dem Umzug in die neue Residenz folgte die Gründung der Mannheimer Hofkapelle, die ausersehen war, die Macht und den Reichtum des Landesfürsten Karl Theodor zu repräsentieren. Geleitet wurde das Orchester von Johann Stamitz (1717 – 1757), der zunächst Konzertmeister und ab 1750 Instrumentalmusikdirektor war. Er gilt als Begründer der Mannheimer Schule. Sie bildete zunächst Musiker, insbesondere Geigen-Virtuosen aus, machte sich aber bald auch als Kompositionsschule einen Namen. Stamitz wurde zwar nicht so berühmt wie seine Zeitgenossen Johann Sebastian Bach (1685 – 1750) und Georg Friedrich Händel (1685 – 1759), prägte als Komponist aber den Typus der Konzertsinfonie entscheidend mit. Das Kurpfälzische Kammerorchester, das heute regelmäßig im Rittersaal des Schlosses Konzerte gibt, ist auch mit Stamitz’ Werken vertraut, z. B. mit seiner Sinfonie in A-Dur, die sie einstudieren - allerdings mit ungewohnter Unterstützung; die klassischen Musiker sind zu Gast bei Studenten der Pop-Akademie.

Pop-Akademie

Auch die 2003 vom Land Baden-Württemberg gegründete „Pop-Akademie“ hat ihren Sitz in Mannheim. Die Hochschule bietet drei Bachelor- und zwei Master-Studiengänge in den Fachbereichen Populäre Musik und Musikwirtschaft an und realisiert regionale, nationale und internationale Projekte. Absolventen der Popakademie arbeiten als Musiker, Komponisten, Texter und Produzenten oder sind im Management und verschiedenen Bereichen der Musikwirtschaft tätig. Und offensichtlich können die Popmusik-Studentinnen und Studenten auch dem Werk eines Barock-Komponisten etwas abgewinnen, ihm gar eine eigene Note verleihen…

Barock und Pop – ein musikalischer Dialog

Im Zusammenspiel mit Musikern des Kurpfälzischen Kammerorchesters wagen die Popmusiker ein musikalisches Experiment. Können die klassischen Musiker und die Pop-Studenten gemeinsam eine Sinfonie von Johann Stamitz einstudieren und sich dabei gegenseitig befruchten? Das Ziel von Arrangeur Jonas Grauer ist eine Art musikalischer Dialog. Die Komposition aus der Barockzeit soll mit popmusikalischen Elementen kombiniert werden. Das ist eine große Herausforderung, denn es ist schwer, die unterschiedlichen musikalischen Denkweisen und Strukturen von Barock- und Pop-Musik unter einen Hut zu bringen. Die Barocke Musik zeichne aus, so Grauer, dass sie durch Stimmführungstonalität gebunden sei; einzelne Stimmen ergäben zusammen ein größeres Ganzes. Popmusik habe dagegen eine akkordisch gebundene Struktur. Während man im Barock eher in einzelnen Linien dachte, geht man im Pop eher von einzelnen Akkorden aus. Da aber beide Musikstile einen beschwingten Grundimpuls haben, finden alte und neue Instrumente zu einer musikalischen Verständigung und Orchester und Band einen gemeinsamen Nenner. Am Ende gelingt eine klangliche Synthese, mit der alle Beteiligten zufrieden sind.

Salz ist für den Menschen lebensnotwendig und ein wichtiger industrieller Rohstoff. Es kann aus dem Meer gewonnen, in Salzbergwerken bergmännisch abgebaut oder in Salinen gesiedet werden. Dazu wird Sole - flüssige Salzlösung - aus tieferen Erdschichten nach oben gepumpt und weiterverarbeitet.

Salz ist lebensnotwendig

Salz ist für Menschen lebensnotwendig; es spielt eine wichtige Rolle bei unserer Ernährung und macht Speisen genießbar. Das Natriumchlorid, aus dem Salz überwiegend besteht, reguliert den Flüssigkeitshaushalt in Blutgefäßen und Zellen, und die Reizübertragung in Nerven und Muskeln. Auch für die Verdauung wird es benötigt. Salz ist aber auch ein wichtiger Rohstoff für die Industrie. Bei der Herstellung von Reinigungsmitteln, Farben, Kunststoffen oder Kosmetika kommt es ebenso zum Einsatz wie in Spülmaschinen. Es wird als Streusalz, Riechsalz oder zum Pökeln von Fleisch oder Fisch verwendet. In der Medizin ist es unabdingbar. Die Römer, die es als Zahlungsmittel nutzten, bezeichneten es auch als weißes Gold.

Drei Arten der Salzgewinnung

Etwa 70 Prozent der weltweiten Speisesalz-Produktion entfallen auf Steinsalze, der Rest auf Meersalz. Meersalz wird gewonnen, indem man Meerwasser, das einen Salzgehalt von 3,5 Prozent hat, in großen Becken, so genannten Salzgärten, durch Sonne, Wind und Wärme eintrocknet. Steinsalz mit geringen Verunreinigungen wird in Salzbergwerken in Stollen bergmännisch trocken abgebaut, zerkleinert, gesiebt und aufbereitet. Das größte Steinsalzbergwerk Westeuropas steht in Heilbronn. In Baden-Württemberg gibt es große unterirdische Lagerstätten, die vom nordwestlichen Bayern bis zur Schweizer Grenze reichen. Entstanden sind diese Steinsalzvorkommen beim Verdunsten von Urzeit-Meeren. Liegt dieses Steinsalz in Grundwasser gelöst vor, spricht man von Sole-Quellen. Das Sieden dieser Sole in Salinen ist die dritte Methode der Salzgewinnung.

Salz sieden in Salinen

Beim Salz sieden wird kochsalzreiches Wasser, die so genannte Sole, gekocht bis das Wasser verdampft und das Siedesalz übrigbleibt. In modernen Siedesalinen, die den größten Anteil der heutigen industriellen Salzproduktion ausmachen, wird heißes Süßwasser unter hohem Druck von außen in unterirdische Steinsalzlagerstätten gepumpt. In Europas letzter, noch in Betrieb befindlicher Pfannensaline ist das anders. Die Saline Luisenhall bei Göttingen, in der noch wie vor 150 Jahren gearbeitet wird, liegt über einer der seltenen natürlichen Salzquellen. Hier kommt die so genannte Natursole aus einer Tiefe von etwa 470 Metern, wo Grundwasser das Salz aus einer Steinsalzschicht löst. Die Sole sammelt sich in einer Kammer, die unter Druck steht. Wird sie angebohrt, steigt die salzhaltige Lösung fast von alleine nach oben. Nur die letzten 70 Meter muss sie noch hochgepumpt werden. Danach wird sie in die großen und flachen Speicherbecken der Saline geleitet. In diesen so genannten Siedepfannen wird die Sole erhitzt. Die Konzentration der gelösten Salze wird genau kontrolliert. Da der Salzgehalt der Natursole sehr hoch ist – die 27% in Luisenhall sind fast der maximale Salzgehalt, der in Wasser gelöst werden kann - entstehen Salzkristalle, sobald das Wasser zu sieden, also zu verdampfen beginnt. Die Salzkristalle werden mit großen Rechen zusammen geschoben und der noch wässrige „Salz-Brei“ mit einem Sauger „geerntet“. Nach einem Schleudergang in einer Zentrifuge wird das Kochsalz - auch Sudsalz oder Siedesalz genannt - mit Heißluft getrocknet. Das fertig aufbereitete Salz wird in verschiedene Korngrößen aufgeteilt - je nachdem, ob es später als Speisesalz oder als Badesalz verwendet werden soll. In Deutschland werden zurzeit fünf Salinen betrieben. 2018 produzierten sie etwa 7,2 Mio. Tonnen Steinsalz.

In Trossingen wurde das Grab eines alemannischen Anführers entdeckt. Die Archäologen freuten sich ganz besonders über einen ungewöhnlichen Fund: Unter den Grabbeigaben war eine erstaunlich gut erhaltene Leier – 1500 Jahre alt! Aber wie spielt man eigentlich auf solch einem Instrument?

Ist etwas schmutzig geworden, bekommt man es mit Seife oder Waschpulver schnell wieder sauber. Aber mit welchem Trick schaffen es die waschaktiven Substanzen, ein eben noch verschwitztes und verschmutztes T-Shirt im Handumdrehen in ein blitzsauberes und wohlriechendes Kleidungsstück zu verwandeln?

Laser sind inzwischen alltägliche Geräte geworden. Aber wie genau entsteht in diesen Geräten eigentlich der Laserstrahl? Wir zeigen das physikalische Prinzip und die technische Umsetzung.

Vor allem im Zentrum Australiens kann man ihnen begegnen - wilden Dromedaren! Aber selbst manchen Naturschützern sind sie ein Dorn im Auge, denn sie fressen alles kahl, belasten Flora und Fauna. Aber wie sind die Dromedare nach Australien gekommen?

Wie viele andere Staaten ist die Bundesrepublik Deutschland eine Demokratie, in der politische Entscheidungen von gewählten Volksvertretern getroffen werden. Die „Herrschaft des Volkes“ hat ihren Ursprung im Griechenland der Antike. Aber wie ist diese Staatsform eigentlich entstanden?

Erste demokratische Prinzipien unter Solon

Im Jahr 594/93 vor Christus wird Solon in Athen zum „Archon“ gewählt, zum Amtsvorsitzenden. Mit seiner einflussreichen Stellung hätte er Anspruch auf eine autoritäre Alleinherrschaft in Athen, doch er verzichtet darauf und entschließt sich, Athens Gesetze und Verfassung zu reformieren. Solon setzt erste demokratische Bestrebungen um, die die Freiheit des Einzelnen, das Gemeinwohl und die politischen Mitbestimmung der Athener Bürger betreffen.

Eine neue Staatsform wird geboren

Nach Solons Reformen bricht in Athen zunächst wieder eine Periode der Tyrannenherrschaft an. 514 vor Christus wird ein Attentat auf den Tyrannen Hipparchos verübt, der Athen regiert. In aller Öffentlichkeit wird er von Harmodios und Aristogeiton erstochen, die einer Verschwörergruppe gegen den Tyrannen angehören. Nun muss über eine neue Führung Athens nachgedacht werden. Der Staatsmann und Politiker Kleisthenes hat die Idee, dass das Volk „Demos“ die Herrschaft „Kratos“ in Athen übernehmen soll. Aus diesen beiden Begriffen setzt sich der Name der neuen Staatsform zusammen: „Demokratie“. Kleisthenes gilt als Begründer der „Attischen Demokratie“, der frühen Form eines politischen Systems, das auf dem Prinzip der Volkssouveränität beruht. Das bedeutet: Nicht ein absoluter Herrscher, sondern das Volk bestimmt über die Verfassung.

Gleiches Stimmrecht - für alle?

Nach Kleisthenes Vorstellung sollen die Bürger Athens Mitglieder der Volksversammlung mit gleichem Stimmrecht werden. Jeder von ihnen kann sich für ein Amt zur Wahl stellen. Sie sollen regelmäßig zusammenkommen, über gesellschaftliche Belange diskutieren, politische Entscheidungen treffen, Gesetze beschließen und Amtsträger wählen. Aber das neue Recht gilt nicht für alle. Ausgeschlossen von den Versammlungen sind Frauen, Sklaven und Einwanderer. Man geht davon aus, dass damals nur etwa 15 bis 20 Prozent der Bevölkerung am politischen Leben teilnehmen durften.

Das Ende der Demokratie im antiken Griechenland

Antipaotros, der Nachfolger Alexanders des Großen von Makedonien, besetzt 322 vor Christus den Hafen von Athen. Athen wird Teil des mazedonischen Königreiches. Staatsform ist von nun an die Oligarchie, die Herrschaft weniger Vermögender. Die Ära der Demokratie im antiken Griechenland, die bis zu diesem Zeitpunkt fast 200 Jahre gedauert hat, geht zu Ende. Dass die Demokratie später wieder aufblüht, ist den Schriften des Philosophen und Staatskundlers Aristoteles zu verdanken.

Aristoteles‘ Schriften

Aristoteles ist eigentlich ein Gegner der demokratischen Idee, denn er betrachtet sie als Herrschaft der ungebildeten Masse und befürchtet, dass die einsichtigen und tugendhaften Bürger in der Minderheit seien. So könne - seiner Ansicht nach - kein Staat ordentlich funktionieren. Aber gerade, weil Aristoteles so viele Bedenken hat, schreibt er seine Gedanken über die Staatsform „Demokratie“ nieder; so bleiben sie erhalten und überdauern fast zweitausend Jahre, in denen nicht das Volk regiert, sondern Monarchen und Feudalherren herrschen.

Aufklärung und moderne Demokratie

Im 17. Jahrhundert beschäftigen sich Philosophen wie Immanuel Kant, John Locke, Jean-Jacques Rousseau, und Charles Montesquieu mit einem neuen Menschenbild: Die geistige Bewegung der „Aufklärung“ entsteht; der Mensch wird als freies und vernunftbegabtes Wesen betrachtet, das über sein Leben selbst bestimmen kann. Die Philosophen der Aufklärung denken über Staatsformen nach, in denen niemand durch eine Obrigkeit unterdrückt wird. Die Freiheit des Einzelnen soll gewährleistet sein und die öffentliche Ordnung zugleich aufrechterhalten werden. Die Ideen der Aufklärung sind die Grundlage für moderne Staaten: In England wird 1689 vom Parlament die Bill of Rights verabschiedet, ein Gesetz, das die Rechte des Parlaments gegenüber der Monarchie stärkt. Die erste moderne Demokratie entsteht Ende des 18. Jahrhunderts in den Vereinigten Staaten von Amerika.

Zwischen Immendingen und Tuttlingen auf der Schwäbischen Alb passiert jeden Sommer etwas Merkwürdiges: Die Donau verschwindet, das Flussbett fällt trocken. Das Wasser der Donau löst sich aber nicht in Luft auf – es gelangt in die Nordsee. Wie das geschieht, zeigt der Film.

Insekten haben zum Teil eindrucksvolle Stech-, Saug- und Beißapparate. Aber können sie auch schmecken, was sie zu sich nehmen?

Sie erinnern an Tamburins, die Schläger dieses italienischen Spiels, des Tamburello. Doch der Ball, der mit ihnen geschlagen wird, kommt mit großer Wucht geflogen - entsprechend robust sind die Schläger und hart ihre Bespannung. Im 18. Jahrhundert hieß das Spiel Bracciale, die Adligen spielten es in ihren Palästen. Heute treten die Mannschaften im Freien gegeneinander an.

Unter einem echten Gourmet stellt man sich meist einen älteren Herrn vor. Dabei ist dessen Geschmackssinn lange nicht so ausgeprägt, wie der eines Kindes.

Das große Erdbeben von 2011 erschütterte nicht nur Japan, sondern die ganze Welt. Doch auch zwischen den großen Erdbeben, die ihren Weg in die Weltnachrichten finden, ruht die Erde in Japan nicht. Der Grund liegt in der Tiefe…

Wir verfolgen den Weg des Lichts vom betrachteten Objekt zur Netzhaut. Dabei wird klar: Vom Augapfel hängt es ab, ob jemand kurz- oder weitsichtig ist.

Die Stimmen von kleinen Jungen und erwachsenen Männer klingen sehr verschieden. Das liegt am Stimmbruch, der in der Pubertät stattfindet. Danach klingt die männliche Stimme dann viel tiefer. Aber was genau passiert eigentlich in dieser Phase und was "bricht" beim Stimmbruch?

Der Treibhauseffekt lässt weltweit die Temperatur ansteigen. Aber für Europa könnte der Klimawandel das genaue Gegenteil bringen: eine neue Eiszeit. Schuld ist der Golfstrom.

Es war das Ereignis des Mittelalters! Konstanz platzte aus allen Nähten: Etwa 70.000 Besucher kamen in die kleine Stadt - Delegationen aus der ganzen christlichen Welt. Denn die Lage war ernst. Es galt, die Spaltung der Kirche aufzuhalten, religiöse und politische Probleme zu lösen.

Der Hohle Fels bei Schelklingen auf der Schwäbischen Alb ist eine der bedeutendsten archäologischen Fundstätten der Jungsteinzeit weltweit. In der Karsthöhle fanden Archäologen die ältesten Skulpturen und Musikinstrumente der Welt, wie eine Flöte aus den Knochen des Gänsegeiers.

Der „Hohle Fels“: archäologischer Fundplatz und UNESCO-Weltkulturerbe

Die Karsthöhle Hohler Fels auf der Schwäbischen Alb bei Schelklingen zählt zu den bedeutendsten archäologischen Fundplätzen weltweit. Seit 2017 ist die über 6.000 Kubikmeter große Höhle Bestandteil des UNESCO-Weltkulturerbes „Höhlen und Eiszeitkunst der Schwäbischen Alb“. Aber was hat die imposante Höhle mit einem Geier und einer Flöte zu tun?

Skulpturen und Musikinstrumente

Im Jahr 2008 entdeckten Archäologen im Hohlen Fels bedeutende Funde aus der Jungsteinzeit vor rund 40.000 Jahren. Die Fundstücke geben einen guten Einblick in das Leben der Steinzeitmenschen. Der Hohle Fels im schwäbischen Achtal bot den Menschen nicht nur Schutz vor Kälte und wilden Tieren, sondern war auch ein Ort des künstlerischen Schaffens. Hier entstanden die ersten Elfenbeinskulpturen: beispielsweise ein Pferd oder Mammut sowie die berühmte Frauenfigur, die „Venus vom Hohlefels“. Aber nicht nur das: In der Höhle fand man auch die ältesten Musikinstrumente der Welt.

Überraschender Fund: eine Flöte aus Vogel-Knochen?

Im Jahr 2008 entdeckten Wissenschaftler im Höhlenboden die Fragmente mehrerer Elfenbeinflöten sowie ein in zwölf Teile zerbrochenes Blasinstrument. Diese Flöte bestand nicht aus Mammutelfenbein, sondern aus einem Vogelknochen. Vor mindestens 35.000 Jahren muss ein steinzeitlicher Mensch das Musikinstrument aus der Speiche eines Gänsegeiers geschnitzt haben. Dass es ein großer Vogel war, beweisen die Maße der Knochenflöte: Sie ist 21,8 cm lang und hat einen Durchmesser von 8 Millimetern. Der Vogel hatte daher eine Flügelspanne von mindestens zweieinhalb Metern. Mit einer Feuersteinklinge schnitzte der Steinzeitkünstler zusätzlich fünf Fingerlöcher und zwei v-förmige Kerben in den Knochen des Gänsegeiers. Ein Nachbau zeigt, dass mit der Geier-Flöte tatsächlich einzelne Töne erzeugt werden konnten.

Auf den schottischen Orkney-Inseln treffen sich die Männer zweimal im Jahr zum Ba'Game, einer ungewöhnlichen Sportart. Am 25. Dezember und am 1. Januar treten die Uppies aus der Südstadt gegen die Doonies aus der Nordstadt an. Beim Ba'Game gibt es keine festen Regeln und die Anzahl der Spieler ist unbegrenzt…

Ein Jetstream ist ein sehr schneller, bandförmiger Westwindstrom, der Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Kilometern pro Stunde erreichen kann. Sowohl auf der Nord- als auch auf der Südhalbkugel gibt es Westwindströme, insgesamt zwei Jetstreams auf jeder Halbkugel. Die Westwindströmungen auf der Nordhalbkugel beeinflussen maßgeblich unser europäisches Wetter. Flugzeuge aus den USA mit dem Ziel Europa nutzen den starken Rückenwind von West nach Ost regelrecht als „Autobahn“. So können die Fluglinien Zeit und Benzin sparen. Doch wie kommt es zu dem Phänomen des „Jetstreams“, auch als „Strahlstrom“ be-kannt?

Der Jetstream, starke Winde in großer Höhe

Starke Westwindströmungen treten in großen Höhen von 10 Kilometern in der Troposphäre auf. Sie entstehen dort, wo kalte und warme Luftzellen aufeinander treffen. Der Westwind-strom an der Berührungsstelle von Polar- und Ferrelzelle heißt Polarfrontjetstream, die starken Winde zwischen Ferrel- und Hadleyzelle nennt man Suptropenjetstream. Unser Wetter in Europa wird am stärksten vom Polarfrontjetstream beeinflusst. Dieser Strahlstrom verläuft zwischen dem 40° und 60° Breitengrad und zählt zur Gruppe der „geostrophischen Winde“. Der Polarfrontjetstream bildet sich infolge globaler Ausgleichsbewegungen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten. Dabei fließt warme Luft vom Äquator Richtung Nordpol, die durch die Erdrotation nach Osten abgelenkt wird.

Beeinflusst die Windrichtung: die Corioliskraft

Für die Ablenkung der Winde durch die Erdrotation ist die Corioliskraft verantwortlich. Sie ist nach dem französischen Wissenschaftler Gaspard Gustave de Coriolis benannt, der dieses Phänomen im Jahr 1835 als erster mathematisch untersuchte. Am Äquator dreht sich die Erde mit 1670 Kilometern pro Stunde nach Osten, in Richtung der Pole nimmt die Geschwindigkeit ab. Die Luftmassen, die so vom Äquator zum Nordpol strömen, nehmen den Schwung nach Osten mit und bewegen sich somit schneller als die Erdoberfläche weiter nordwärts. Daher führt die Corioliskraft auf der Nordhalbkugel zu einer Rechtsablenkung der Luftmassen; auf der Südhalbkugel zu einer Linksablenkung. Außerdem gilt: Je näher die Winde an die Pole herankommen, desto stärker ist die Ablenkung. Die Corioliskraft ist somit dafür verantwortlich, dass der Polarfrontjetstream Richtung Osten bläst.

Verantwortlich für unser Klima in Europa: die Rossby-Wellen des Jetstreams

In Deutschland kommt der Wind oft aus westlicher Richtung, vom Atlantik her. Er bringt feuchte Luft und sorgt für ein gemäßigtes Klima. Auch das verdanken wir einer Besonderheit des Strahlstroms: Der Jetstream ist kein gleichmäßiges Windband, er mäandert. Dabei entstehen großräumige Wellen in der Atmosphäre - sogenannte Rossby-Wellen -, in denen die Jetstreams sich um die Erde herum bewegen. Je nachdem wie die Wellen verlaufen, bilden sich Hoch- oder Tiefdruckgebiete. Sie wandern mit dem Strahlstrom von Westen nach Osten und beeinflussen unser Wetter in Europa.

Eine Welt ohne Telefon, SMS und Messenger-Dienste ist heute kaum noch vorstellbar. Aber wie übermittelte man früher Nachrichten? Berittene Boten wurden eingesetzt und man nutzte optische Signale wie Feuer, Rauch oder Licht, um Informationen weiterzugeben. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe einen optischen Telegraphen, der ganz neue Möglichkeiten eröffnete.

Claude Chappe und die optische Telegraphie

Bevor es in den 1840er Jahren möglich wurde, über elektrische Leitungen miteinander zu kommunizieren, wurden eilige Nachrichten von berittenen Boten überbracht. Schon lange davor verständigte man sich mithilfe optischer Signale: Über Fackeltelegraphen, Feuersignalketten, Rauchzeichen oder Spiegel, die das Sonnenlicht reflektierten, wurden Informationen weitergegeben. Diese Methoden waren aber störungsanfällig; längere Nachrichten, die viele Wörter enthielten, konnten so nicht übermittelt werden. Ende des 18. Jahrhunderts entwickelte der Franzose Claude Chappe gemeinsam mit seinen Brüdern eine besonders effektive Methode: die optische Telegraphie.

Effektive Kommunikation mit visuellen Zeichen

An einem Mast, der auf einem kleinen Turm oder einem Gebäude aufgestellt wurde, war ein schwenkbarer Querbalken befestigt. An dessen beiden Enden befand sich jeweils ein weiterer kleinerer, schwenkbarer Arm. Mit dieser Konstruktion konnten - über ein System von Seilzügen - je nach Position des Querbalkens und der Arme unterschiedliche visuelle Zeichen eingestellt werden. Diese waren jeweils einer Ziffer, einem Buchstaben, einzelnen Begriffen oder auch ganzen Sätzen zugeordnet. Der Sender verschlüsselte die Nachricht mit einem Zeichencode. Die Zeichen wurden über die Sendemasten eingestellt und als optisches Signal weitergegeben. In der Empfängerstation konnte die Nachricht mithilfe einer Tabelle entschlüsselt werden.

Über weite Entfernungen verschlüsselt kommunizieren

Damit die Kommunikation über weite Strecken möglich war, mussten sich die einzelnen Telegraphenstationen entlang einer Telegraphenlinie vom Sender zum Empfänger in Sichtweite befinden. Mit einem guten Fernrohr konnte man die Zeichen noch auf eine Entfernung von bis zu zwölf Kilometern erkennen. So weit waren die Telegraphenstationen auch maximal voneinander entfernt. Am Anfang der Nachrichtenkette stellten die Wärter der Sendestation die Zeichen über die schwenkbaren Arme ein. Diese wurden dann jeweils von den Betreibern der nächsten Station gesichtet und wiederum an die folgende Station weitergegeben.

Ein Telegraphennetz über das ganze Land

1792 konnte Claude Chappe die französische Nationalversammlung von seiner Entwicklung überzeugen; die ersten Telegraphenstationen wurden errichtet. Die erste „Telegraphenlinie“, d. h. die erste Anordnung mehrerer solcher Stationen hintereinander, wurde 1794 in Betrieb genommen. Sie bestand aus über 20 Stationen und verband Paris mit der Stadt Lille. Für die Übermittlung einer Botschaft aus 30 Wörtern brauchte man für diese Strecke von etwa 200 Kilometern ungefähr eine Stunde. Mit einem berittenen Boten hätte es einen ganzen Tag gedauert. Anfang des 19. Jahrhunderts entstand in Frankreich ein Netz von Telegraphenlinien, das sich über das ganze Land erstreckte. Es wurde mit über 500 Stationen zum wichtigsten, vor allem auch für militärische Nachrichten genutzten, System der Nachrichtenübertragung.

Andere Länder, andere Signale

Auch in Preußen, Schweden, England, Russland und Italien wurden optische Telegraphen zur Nachrichtenübermittlung eingesetzt. Es wurden dabei andere optische Signale verwendet. Statt drei Balken wie im französischen Telegraphennetz, mit denen 192 Einstellungen möglich waren, wurden beim Preußischen Telegraphen sechs Balken verwendet - damit waren 4.096 Einstellungen möglich. In England setzte man statt Balken achteckige drehbare Tafeln ein.

Die elektrische Telegraphie

Bevor elektrischer Strom effektiv und über weite Strecken genutzt werden konnte, war der optische Telegraph die schnellste Methode der Nachrichtenübermittlung. Dann erfand der Amerikaner Samuel Morse 1837 den elektrischen Schreibtelegraphen – den Morseapparat. Das Patent darauf meldete er 1840 an. Gegenüber der optischen Nachrichtenübermittlung hatte der elektrische Telegraph viele Vorteile: Zum Beispiel konnte er Tag und Nacht betrieben werden. Die übertragenen Zeichen waren nicht öffentlich sichtbar und konnten so besser geheim gehalten werden. Die optischen Telegraphenstationen wurden in der Folge nach und nach aufgegeben.

Die größte Orgel Europas steht im Passauer Dom. Sie besteht aus 233 Registern und 17.974 Pfeifen. Die einzelnen Orgelregister kann der Organist ein- und ausschalten. Durch die Kombination der Register erhält eine Orgel ihre besonderen Klangfarben.

Die größte Orgel Europas steht im Passauer Dom

Eine der größten und berühmtesten Orgeln der Welt steht in Deutschland. Sie befindet sich im Dom Sankt Stephan in Passau. Die Passauer Domorgel wurde 1928 als damals größte Orgel der Welt erbaut: mit 208 Registern und 17.974 Pfeifen. Heute ist sie immerhin noch die größte Orgel Europas – nur übertroffen von zwei Kirchenorgeln in den USA. Einzigartig ist, dass die Passauer Domorgel aus fünf unterschiedlichen Teilorgeln besteht: Sie setzt sich zusammen aus der Hauptorgel auf der Empore, der Evangelien- und Epistelorgel auf der Westempore der Seitenschiffe, der Fernorgel, die sich im mittleren Gewölbejoch des Langhauses befindet und aus der Chororgel im Altarraum.

Das Register macht die Klangfarben einer Orgel aus

Der Domorganist hat vom Hauptspieltisch auf der Empore des Doms Zugriff auf alle fünf Teilorgeln zusammen. Von dort kann er alle 233 Register und jede der 17.974 Pfeifen erklingen lassen. Die größte Orgelpfeife wiegt über 306 Kilogramm und hat eine Länge von über elf Metern; die kleinsten Pfeifen sind dagegen nur sechs Millimeter lang. Beide „Extreme“ lassen Töne erklingen, die an der oberen bzw. an der unteren Hörgrenze des Menschen liegen. Die Klangfarben, die eine Orgel ausmachen, ergeben sich aber aus der Zusammenstellung der Register.

Ein Register besteht aus Pfeifen gleicher Art und Klangfarbe

Doch was ist ein Register? Ein Register ist eine Reihe von Pfeifen jeweils gleicher Bauart und Klangfarbe. Ein Register kann vom Organisten als Einheit ein- oder ausgeschaltet werden. Das heißt: Bei einer mechanisch betriebenen Orgel schiebt der Musiker die Registerzüge am Spieltisch zum Einschalten heraus und schiebt sie zum Abschalten wieder hinein. Bei vielen Registern erklingt pro Taste genau eine Pfeife, aber es gibt auch die Möglichkeit, die Register unterschiedlich miteinander zu kombinieren - sogenannte gemischte Stimmen. Die Passauer Domorgel ist deshalb so einzigartig, weil sie mit ihren 229 Registern und vier Glockenspielen durch eine unzählige Variation an Klangfarben und Schattierungen besticht.

Die Barockzeit war Blütezeit der schönen Künste. Auch in der bildenden Kunst entwickelte man neue Stilrichtungen, die viele Menschen auch heute noch faszinieren. So zum Beispiel die „Trompe-l’Oeil-Malerei“. Aber was bedeutet dieser Begriff überhaupt und welche verblüffenden Tricks kommen dabei zum Einsatz?

Ein „Pau“, ein Stock, ist das einzige Hilfsmittel bei diesem Sport, der sich seit Jahrhunderten in Portugal großer Beliebtheit erfreut. Einst nutzten die Portugiesen den Holzstock, um ihre Rivalitäten auszutragen. Heute ist der Stockkampf ein moderner Sport. Wer darin Erfolg haben will, muss schnell und wendig sein und seine Treffer geschickt beim Gegner landen.

In früheren Zeiten, wenn ein Samurai sein Haus ohne Wachen zurückließ, übergab er seiner Frau eine Waffe, die "Naginata". Mit dieser Waffe sollte sie Haus und Leben verteidigen - so erzählt eine japanische Legende. Heute ist Naginata ein Frauenkampfsport; ein Stock hat die Samuraiwaffe ersetzt. Beim klassischen Naginata ist jeder Schritt, jeder Stockschlag festgelegt. Doch nicht nur die Technik ist wichtig; auch auf Ausdruck und Ausstrahlung der Kämpferinnen kommt es an.

Unter dem kritischen Blick einer Ernährungsexpertin wird auf dem Gelände des Alemannenmuseums Ellwangen ein typischer Eintopf aus der Zeit der Alemannen nachgekocht. Entspricht das Testgericht den heutigen Anforderungen einer ausgewogenen Ernährung? Und warum freuen sich Archäologen ausgerechnet über 1500 Jahre alte Küchenabfälle?

In der Barockzeit galten Tanzveranstaltungen als wichtiges gesellschaftliches Ereignis. Die Barocktänze waren allerdings nicht einfach zu erlernen. Wer es sich leisten konnte, engagierte einen Tanzmeister als Lehrer. Meistens brachte der eine Mini-Geige mit und gab im Unterricht den Takt vor.

Wo heute der Rhein durch die Ebene zwischen Schwarzwald und Vogesen fließt, rumorte es vor 65 Millionen Jahren gewaltig in der Erde. Es war der Beginn eines spannenden geologischen Prozesses, durch den der Oberrheingraben entstand. Was ging da genau vor sich?

Unsere Nase signalisiert uns Gestank genau so wie süße Wohlgerüche. Aber was genau tut sich in unserem Riechorgan? Wir wagen einen Blick hinein.

Süß oder salzig? Lecker oder nicht? Die Zunge ist unser "Vorkoster" und prüft, ob Speisen genießbar sind.

Zur Standard-Ausrüstung jedes Schiffes gehört ein Echolot. Wozu dient das Gerät und was „macht“ es genau?

Blinde Menschen können dank Braille-Schrift auch ohne Sehsinn lesen. Der Tastsinn macht's möglich.

Sie sind wahre Haftkünstler und gehen glatte Wände hoch - Geckos. Ihr Geheimnis liegt in den Zehen und ist nur mit dem Mikroskop sichtbar.

Die französische Kleinstadt Neuf-Brisach ist UNESCO-Weltkulturerbe und gilt als Meisterstück einer barocken Festungsanlage. Sie wurde zu Beginn des 18. Jahrhunderts von dem französischen Baumeister Vauban geplant. Das Besondere ist der geometrische Grundriss in Form eines Oktogons.

Neuf-Brisach: eine Festungsanlage in der Rheinebene

Das Meisterstück einer barocken Festungsanlage ist im französischen Neuf-Brisach, im Elsass, zu finden. Nahe der Stadt Colmar ließ Prestre de Vauban zu Beginn des 18. Jahrhunderts auf Geheiß des Sonnenkönigs, Ludwig XIV., eine ideale Festungsstadt erbauen. Die barocke Militäranlage entstand nicht ohne Grund in der Rheinebene: Sie sollte als Bollwerk gegen die Habsburger dienen, die oft das benachbarte Breisach angegriffen hatten. Vaubans barocke Festungsanlage zählt seit 2008 zum UNESCO-Weltkulturerbe.

Die barocke Festung war dem Militär untergeordnet

Das Besondere an Neuf-Brisach (Neu-Breisach) ist der regelmäßige Grundriss der Ortschaft. Aus der Luft besehen ist die barocke Stadt ein Oktogon, also ein Achteck. An jeder Ecke gibt es eine Bastion mit einem fünfeckigen Verteidigungsturm. Vorgelagerte Gräben, Wälle und Mauern sollten damals rund 4000 Soldaten und 2000 Zivilisten in der Festung schützen. Auch im Inneren plante Vauban die barocke Festungsanlage nach militärischen Gesichtspunkten: In der Mitte findet sich der frühere Exerzierplatz, heute Marktplatz, eine Kirche, Wohnhäuser, ehemalige Kasernen und zahlreiche Brunnen für die Wasserversorgung der einstigen Bewohner. Die Straßen verlaufen streng im Schachbrettmuster; vier Prunktore bilden den Zugang zum Stadtinneren.

Strenge Symmetrie und perfekte Verteidigung

Die barocke Festungsanlage ist streng symmetrisch und in der Form eines Sterns angelegt. Vauban versprach sich von dem geometrischen Grundriss einen maximalen Schutz vor Eroberungen. Durch das Oktogon ist die Festung von allen Seiten her gut zu verteidigen. Die Soldaten hatten überall eine optimale Sicht auf eventuell anrückende Feinde; es gab keinen einzigen „toten Winkel“. Von allen Seiten bot sich den Verteidigern ein gutes Schussfeld. Vauban gilt mit seiner ausgeklügelten Festungsanlage als einer der bedeutendsten Militärarchitekten der Barockzeit.

Mit ihren feinen Nasen sind Spürhunde nützliche Verbündete des Menschen im Kampf gegen den Drogenschmuggel.

Frisur, Mode, Make-up, Schmuck... Wie man sich am besten „stylt“ – das wussten schon die Alemannen, die einst die Gegend des heutigen Südwestdeutschland besiedelten. Und Seife kannten die Alemannen auch schon. Sie konnten sie sogar selbst herstellen. Aber wie?

Kann man sich auf ein Erdbeben vorbereiten? In Japan gehört das zum Alltag. Das Land wird häufig von Erdbeben heimgesucht und hat ein weitreichendes System der Erdbebenwarnung entwickelt.

In der Barockzeit war Kaffee ein Luxusgut. Das damals neue Modegetränk war vor allem bei Hofe „in“. Aber auch immer mehr Bürger aus der Mittelschicht wollten das begehrte Getränk genießen und rösteten in der heimischen Küche Kaffeebohnen. Warum aber mussten sie das heimlich tun und wieso galt es, sich vor „Schnüfflern“ in Acht zu nehmen?

Ein schwerer japanischer Sumoringer wird an einem mit Deckel versehenen Glas in die Höhe gezogen. Die Kraft des Luftdrucks entscheidet, ob der Ringer schwebt oder abstürzt.

Eine Glühbirne soll mit Hilfe des Erdmagnetfeldes zum Leuchten gebracht werden. Dazu schwingen unsere Leute Drahtseile entlang der Magnetbahnen. Können wir Kräfte der magnetischen Pole der Erde so nutzen, dass unsere Glühbirne angeht?

Kann man in Sandalen ein Weltreich erobern? Eine eigentlich plausible Frage, wenn man sich die leichten Riemchenschuhe der römischen Legionäre ansieht. Damit sollen sie über die Alpen gezogen sein, durch Wüsten, Wälder und Sümpfe, über hunderte, ja tausende Kilometer?

Gebündeltes Licht, das sehr energiereich ist - das ist ein Laserstrahl. Wie vielseitig Laser eingesetzt werden können, zeigt dieser Film.

Über einen langen Schlauch sollen zweitausend Liter Wasser von einem Wassertank in einen anderen gelangen und dabei eine Höhe von zehn Metern überwinden. Ob das gelingt?

Wir wollen ein 100 Kilogramm schweres Gefährt in Gang bringen, mit einem Antrieb aus Ballonluft. Dazu benötigen wir sehr viele Ballons und ein ideales Verhältnis von Antriebsluft und Gewicht.

Viele Menschen wackeln nervös mit dem Knie. Wir wollen die Energie dieser Bewegung nutzen, um 10 000 Leuchtdioden zu betreiben. Ein kleines Plättchen, das wir an den Knien unserer Testpersonen befestigen, soll uns dabei helfen.

Schimpansen sind unsere nächsten Verwandten und uns in vielen Dingen äußerst ähnlich. Aber sprechen können sie anscheinend nicht. Woran liegt das?

Ein Vulkanausbruch ist ein faszinierendes aber auch bedrohliches Naturspektakel. Glühende Lavaströme vernichten alles, was sich ihnen in den Weg stellt. Aber wir können auch von Vulkanen profitieren. Sie hinterlassen fruchtbare Böden, heilenden Schwefelschlamm und wertvolle Rohstoffe.

Alles ist fein gerichtet, der Tisch ist gedeckt. Und jetzt: ziehen wir mit einem Ruck die Tischdecke weg. Wie verhindern wir einen Scherbenhaufen?

Der Klimawandel verändert das Leben der Grönländer. Die Jagd wird schwieriger, mit Schnee und Eis verbundene Traditionen sterben aus. Das wärmere Klima bringt aber auch Chancen mit sich. Einige wagen den Schritt vom Jäger zum Bauern und sind inzwischen erfolgreiche Schafzüchter und Kartoffelbauern. Ob noch mehr geht, verrät der Film.

In der Evolution des Menschen gab es vor langer Zeit eine entscheidende Entwicklung - den Schritt zum aufrechten Gang. Welcher unserer Vorfahren hat ihn vollzogen? Und wann?

Bei älteren Menschen sind es vor allem hohe Töne, die nicht mehr wahrgenommen werden. Wir schauen nach, was im Ohr passiert.

Der Regenwurm führt ein Leben im Verborgenen. Man bekommt ihn nur selten zu Gesicht. Und wenn, dann meistens – wie der Name schon sagt – bei Regen. Aber eigentlich fühlt er sich nur unterirdisch so richtig wohl. Denn dort – im Boden - ist sein Zuhause. Aber was macht so ein Regenwurm eigentlich den lieben langen Tag und warum ist er so wichtig für fruchtbaren Boden?

Der Bodensee versorgt rund 4 Millionen Menschen in Baden-Württemberg mit Trinkwasser. Aber ehe es in bester Qualität aus den Wasserhähnen fließen kann, muss aus Schmelzwasser, Tiefenwasser und Rohwasser Leitungswasser werden. Und der Weg von den Alpengletschern durch Obersee und Überlinger See zum Filtrier-Werk bei Sipplingen ist weit...

Trinkwasserreservoir mit Alpen-Zufluss

Mit 536 Quadratkilometern ist der Bodensee einer der größten Seen Mitteleuropas; und mit einem Volumen von rund 50 Milliarden Kubikmeter Wasser ist er auch Europas bedeutendstes Trinkwasserreservoir. Das Wasser, das den Bodensee speist, stammt vor allem aus den Alpen. Hauptzufluss ist der bei Bregenz in den Obersee mündende Alpenrhein. Er führt Gletscher-Schmelzwasser, das aus mehr als 1.500 Metern Höhe kommt und kaum durch Besiedlung, Industrie und Landwirtschaft verunreinigt ist. Insgesamt sorgen die Zuflüsse für circa 11,5 Milliarden Kubikmeter frisches Wasser pro Jahr. Verglichen damit ist die Menge, die jährlich entnommen wird, vernachlässigbar: 17 Wasserwerke beziehen Trinkwasser für Menschen in den Anrainerstaaten Schweiz und Deutschland. Die Wassermenge, die das mit Abstand größte Einzelunternehmen - die deutsche Bodensee-Wasserversorgung (BWV) - entnimmt, entspricht etwas mehr als einem Prozent des Gesamtdurchflusses; das ist weniger als der Bodensee im gleichen Zeitraum durch Verdunstung verliert.

Wasser für Baden-Württemberg

Vom Mündungsgebiet des Alpenrheins bei Bregenz fließt das Wasser durch den stellenweise 254 Meter tiefen Obersee zum Überlinger See, dem nordwestlichen Teil des Bodensees. Dort steht bei Sipplingen das Werk der Bodenseewasserversorgung (BWV); Deutschlands größter Fernwasserversorger wurde 1954 gegründet, um den Bedarf in Baden-Württemberg, dem Bundesland mit den geringsten Wasservorkommen, zu decken. Besonders der Großraum Stuttgart und Teile der Schwäbischen Alb sind niederschlagsarm; die Böden speichern das Grundwasser schlecht. In der Vergangenheit mussten in heißen Sommern oft Tankwagen Trinkwasser liefern. Das weit verzweigte Leitungsnetz, dessen Ausbau in den 1960er und 1970er Jahren begann, hat heute eine Gesamtlänge von mehr als 1.700 Kilometern. Damit versorgt die BWV etwa vier Millionen Menschen in rund 320 Städten und Gemeinden. Vom Bodensee bis nach Stuttgart braucht das Trinkwasser zwei Tage.

Vom Rohwasser zum Trinkwasser

Das Werk liegt in einem Wasserschutzgebiet, das für Motorboote gesperrt ist. Dort wird das so genannte Rohwasser in sechzig Metern Tiefe abgesaugt und verarbeitet. Es hat eine Temperatur von vier bis fünf Grad. Über diesem kühlen Tiefenwasser liegt eine wärmere Schicht, die sich wegen ihrer geringeren Dichte kaum mit der darunter liegenden vermischt. Schadstoffe sinken nicht in die Tiefe ab; so ist das Tiefenwasser des Bodensees vor bakterieller Verunreinigung geschützt. Nur im Frühjahr kommt es zu einer kurzeitigen Umwälzung der Wasserschichten. Dies ist wichtig, damit Sauerstoff in die Tiefe gelangt. Die Qualität des Trinkwassers wird dadurch nicht beeinträchtigt. Im Werk durchläuft das Rohwasser mehrere Filter aus Kohle, Sand und Kies; danach ist es so sauber, dass man es bedenkenlos trinken kann. Tägliche Messungen bestätigen seine hohe Qualität.

Keine Gefahr durch Schadstoffe

Das große Wasservolumen des Bodensees sorgt dafür, dass Schadstoffe – etwa bei einem Schiffsunfall – schon im Rohwasser so stark verdünnt werden, dass sie die Trinkwasserversorgung nicht beeinträchtigen. Die Aufbereitung verhindert zusätzlich, dass solche Stoffe ins Trinkwasser gelangen. Auch die Klimaerwärmung ist keine unmittelbare Bedrohung, da durch den Bodensee das Hundertfache dessen fließt, was entnommen wird; allein das vorhandene Volumen des Bodensees ist so groß, dass es für vierhundert Jahre reichen würde.

Natürliche Auwälder sind in Europa selten geworden. Die Auenlandschaften entlang des Rheins verschwanden zum Beispiel, als der Fluss begradigt, vertieft und eingedeicht wurde. Diese Maßnahmen sind zwar praktisch für die Binnenschifffahrt, aber sie bringen auch Gefahren mit sich. Warum die Auwälder so nützlich sind, zeigt der Film.

Seit 2014 wird der ursprünglich im Mittelmeerraum beheimatete Lavendel in brachliegenden Weinbergen an der Mosel angebaut. Dort findet er infolge des Klimawandels günstige Standortbedingungen. Der Lavendel wertet die Landschaft auf, bietet aber auch eine alternative Einkommensquelle.

Lavendel - Herkunft und Eigenschaften

Der Lavendel – seine korrekte Bezeichnung lautet Echter oder Schmalblättriger Lavendel der Gattung Lavandula aus der Familie der Lippenblütler - ist eine beliebte Zierpflanze, wird aber auch zur Gewinnung von Duftstoffen und als Heilpflanze genutzt. Seine ursprüngliche Heimat sind die Küstenregionen des Mittelmeerraums. Lavendel wächst an trockenen, felsigen und warmen Hängen. In der Provence, deren Lavendelfelder ein beliebtes Reiseziel sind, hat sich die Lavendel-Anbaufläche zwischen 2002 und 2012 etwa halbiert. Als Ursachen gelten Schädlinge und einige Kälteperioden mit wenig Schnee. Schnee schützt den Lavendel vor strengem Frost. Der Echte Lavendel gilt als winterhart und kann den in Mitteleuropa üblichen Winter im Freien gut überstehen. In Deutschland findet man den Echten Lavendel zumeist nur angepflanzt in Gärten vor. Kommerzieller Lavendelanbau ist hierzulande - noch - wenig verbreitet. Aber das könnte sich ändern.

Das Weinbaugebiet Mosel

Die Region um die Mosel in Rheinland-Pfalz ist seit Jahrhunderten ein renommiertes Weinbaugebiet für Qualitätsweine aus besten Lagen. Es umfasst das Tal der Mosel, die Täler von Saar und Ruwer und Städte wie Trier, Traben-Trarbach, Cochem und Koblenz. 2017 produzierten mehr als 5.000 Winzer auf ca. 8.770 Hektar Rebfläche 668.000 Hektoliter Wein. In 91 Prozent der Weinberge wird Weißwein angebaut; mit über 5.393 Hektar ist die Region die größte Riesling-Anbaufläche der Welt. Etwa 40 Prozent der Weinberge befinden sich an Uferlagen mit Steigungen von 30 bis über 60 Prozent. Damit ist die Mosel weltweit das größte Steillagen-Weinbaugebiet.

Klimawandel und Weinbau

Die Prognosen klingen alarmierend: Stiege die Durchschnittstemperatur infolge des Klimawandels um zwei Grad an, könnten weltweit 56 Prozent der Weinbauflächen verloren gehen. Ein Wechsel auf andere Rebsorten könnte den Verlust auf 24 Prozent reduzieren. Allerdings fallen die Vorhersagen regional sehr unterschiedlich aus; die Folgen der globalen Erwärmung müssen für den Weinanbau nicht überall zwangsläufig negativ sein. Klar ist, dass sie Auswirkungen auf die Vegetationsdauer, das Rebsorten-Spektrum, die Ertragsmenge, die Traubenqualität und die Arbeit der Winzer haben wird. In Deutschland könnten steigende Temperaturen zu einem höheren Reifegrad der Trauben führen, was letztlich die Weinqualität verbessert. Denkbar ist, dass neue Weinanbaugebiete in nördlicheren Regionen erschlossen werden und wärmeliebende Trauben (z. B. Merlot), die aktuell kaum angebaut werden, bald eine größere Rolle spielen. Weintrauben reagieren sehr empfindlich auf klimatische Veränderungen, wobei manche Traubensorten widerstandsfähiger sind als andere. Witterungsschwankungen haben sich schon immer auf Menge und Qualität des Weines ausgewirkt, die je nach Jahrgang variieren können. Aber Wetterextreme, Trockenheit, die Gefahr von Spätfrost und neue Schädlinge erschweren den Winzern die Arbeit. Nehmen die Niederschläge zu, steigt die Gefahr von Pflanzenkrankheiten wie dem Falschen Mehltau. Als die Temperaturen im Sommer 2019 teilweise über 40 Grad Celsius kletterten, litten einige Sorten in einem bisher unbekannten Ausmaß unter Sonnenbrand: Die bräunlichen Stellen in der Schale der Trauben führen zur verstärkten Bildung bitterer Gerbstoffe, die den Geschmack des Weins beeinträchtigen. Manche Winzer belassen deshalb weniger Blätter an den Reben, um die Reife der Trauben zu verzögern. Andere verlegen den Weinanbau in höhere oder weniger sonnenreiche Lagen. Milde Winter schaden besonders dem Eiswein, denn die Trauben, aus denen er gekeltert wird, müssen vor der Ernte am Rebstock gefrieren.

Lavendelanbau an der Mosel

Der Klimawandel sorgt an der Mosel für zunehmend heiße Sommer. Manche Rebsorten wie der in der Region dominierende Riesling vertragen den Temperatur-anstieg nur schlecht. Zudem zieht die Hitze bis dato unbekannte Schädlinge an. Das stellt die einheimischen Winzer vor neue Herausforderungen. Während manche auf resistentere Rebsorten setzen, geben andere ihre Weinberge aus wirtschaftlichen Gründen auf. Zurück bleiben unansehnliche Brachen inmitten der imposanten Terrassen-Weinberge, dem Aushängeschild der Region.  Das rief die Mitglieder des gemeinnützigen Vereins Lehmer Razejunge auf den Plan. Der Name leitet sich von der „Raz“ ab, einer geflochtenen Kiepe, mit der die jungen Männer aus Lehmen einst im Winter den Stallmist zur Düngung der Reben in die Steillagen trugen. Der Verein, der sich der Heimatpflege und dem Umwelt- und Naturschutz verschrieben hat, setzte 2014 in nicht mehr genutzten Rebflächen über 3.000 Lavendelpflanzen aus, um die Verbuschung der Weinberge zu verhindern und die Landschaft optisch aufzuwerten. Inzwischen ist klar: Der Lavendel, der mit wenig Wasser auskommt, fühlt sich an der Mosel sehr wohl und gedeiht prächtig.

Neue Chancen für alte Weinberge

Heute wachsen auf 14 Felsterrassen in der Lehmener Würzlay, einer Steillage mit 70 Prozent Steigung, neben drei Arten Lavendel, 160 verschiedene Pflanzen, 60 Sorten Kräuter sowie Weinbergpfirsich- und Feigenbäume. Das lockt nicht nur mehr Bienen, Hummeln, Eidechsen und Nattern an denn je, sondern auch 27 Schmetterlingsarten, darunter den sehr seltenen Apollofalter. Umweltschutz- und Naturerfahrungsprojekte für Kinder – darunter ein Weinberg-Lehrpfad – ergänzen das Konzept. Nicht zuletzt haben die Lavendel-Bauern mit der Herstellung von Lavendelöl, Lavendelhonig und anderen Produkten neue Einkommensquellen erschlossen. Ihre von Geldern der EU und des Landes Rheinland-Pfalz unterstützte Initiative zeigt, dass der Klimawandel auch Chancen bietet, wenn man sie denn ergreift.

Moorlandschaften sind wichtig für den Erhalt der Artenvielfalt und den Klimaschutz. Viele Moore wurden zugunsten der Holzwirtschaft in den vergangenen Jahrhunderten trockengelegt. Heute weiß man um die Bedeutung der Moore als Wasser- und CO2-Speicher und versucht die einstigen Moorlandschaften aufwändig zu renaturieren.

Ökosystem Moor: wichtig für den Arten- und Klimaschutz

Die einzigartigen Moorlandschaften im Nationalpark Hunsrück sind an die 5000 Jahre alt. Moore sind besondere Lebensräume, ein spezielles Ökosystem zwischen Wasser und Land. Hier leben seltene Tierarten wie Libellen, Feuersalamander und Torfmosaikjungfer. Das Moor ist aber auch ein perfekter Lebensraum für bedrohte Pflanzen: beispielsweise für Wollgräser, die Moosbeere, den fleischfressenden Sonnentau und natürlich die wertvollen Torfmoose. Diese wirken wie riesige Schwämme, speichern große Mengen an Wasser. Manche Moore bestehen bis zu 95 Prozent aus Wasser. Das ist der Grund, warum Moorlandschaften nicht nur als einzigartige Ökosysteme gelten, sondern auch eine große Rolle für den Klimaschutz spielen. Die Pflanzenreste - sie bilden sich aus den Torfschichten im Moor - binden große Mengen des Treibhausgases CO2 und verhindern, dass bei Starkregen zu schnell zu große Mengen Wasser in die Umgebung abfließen können.

Profit mit Holz: Trockenlegung von Moorlandschaften

Vor rund 200 Jahren war es allerdings Mode, große Torflandschaften wie im Nationalpark Hunsrück trockenzulegen. Dort, wo einst wertvolle Moorlandschaften das Bild der Landschaft prägten, wurden Entwässerungsgräben gebaut. Durch die Trockenlegung der Moore gewannen die Menschen Flächen für die Holzindustrie. Die Forstarbeiter pflanzten vor allem schnell wachsende Fichten an. Das war aus wirtschaftlichen Gründen sicher profitabel, aber keine ökologische Glanzleistung, wie Wissenschaftler und Naturschützer heute wissen. Denn Moore sind wichtig für das Klima und den Erhalt der Artenvielfalt. Deshalb versucht man im Hunsrück ehemalige Moorgebiete wieder in ihren einstigen Zustand zurückzuversetzen. Dieser Prozess heißt in der Fachsprache Renaturierung und ist ein aufwändiges Unterfangen.

Aufwändig: Renaturierung von Moorlandschaften

Damit sich auf den Flächen des einstigen Fichtenwaldes wieder Moore bilden können, müssen zunächst die Entwässerungsgräben abgedichtet werden. Dies geschieht mit Holzbrettern, die in den Boden getrieben werden. Diese Holzkonstruktionen sind die Basis für eine gelungene Renaturierung. Die Holzwände sorgen dafür, dass das Wasser nicht ablaufen kann und an Ort und Stelle in den Torfboden zurückfließt. Unterstützt wird dieser Vorgang, indem der Boden in den Zwischenräumen mit Sägemehl und kleingeschnittenem Holz verfüllt wird. So können hier wieder Gräser und Torfmoose wachsen, die für das Torfwachstum notwendig sind. Denn Torfboden, die Grundlage eines jeden Moores, wächst sehr langsam – nur einen Millimeter pro Jahr. Bis die Renaturierung der Torfböden im Nationalpark Hunsrück abgeschlossen sein wird, wird es Jahrzehnte dauern.

Der Legende nach soll Markgraf Karl Wilhelm von Baden-Durlach eines Tages um das Jahr 1715 während einer Jagdpause im Hardtwald eingeschlafen sein und von der Gründung einer Stadt geträumt haben. Und genau an der Stelle, an der er sich ausruhte, sollte das Zentrum seiner neuen Residenzstadt entstehen: das Schloss.

Barocke Planstadt

Ob sich die Geschichte tatsächlich so zugetragen hat, ist nicht belegt. Sicher ist aber, dass der Markgraf vorhatte, eine neue Stadt bauen zu lassen. Bisher regierte er von seiner Residenz Durlach aus. Die kleine Stadt Durlach und das Schloss wurden Ende des 17. Jahrhunderts im Pfälzischen Erbfolgekrieg durch einen Brand schwer beschädigt. Karl Wilhelm entschloss sich, eine neue Residenz zu errichten. Eine Planstadt sollte es werden. Dabei wurde nichts dem Zufall überlassen. Die Anordnung der Bauwerke und Straßenzüge, die Höhe der Gebäude, die Entfernung der Häuser vom Schloss - das alles hatte seine Bedeutung und verdeutlichte die hierarchische Ordnung im Stadtbild. Der Herrscher grenzte sich klar ab von seinem Volk. Zum Beispiel wurde der Schlossgarten vor statt, wie üblich, hinter dem Schloss geplant. Das sorgte für gebührenden Abstand zu den Bewohnern der Stadt.

Der absolutistische Herrscher im Zentrum der Macht

Markgraf Karl Wilhelms großes Vorbild war der französische Sonnenkönig Ludwig der XIV. mit seinem prachtvollen Schloss Versailles. Ludwig der XIV. gilt als Begründer des Absolutismus in Frankreich. In dieser Staatsform im 17. Und 18. Jahrhundert war der König der uneingeschränkte Machthaber. Er betrachtete sich als auserwählt und stellte sich über Volk und Gesetz. Wie es sich für einen Herrscher im Absolutismus gehörte, plante auch der Markgraf seinen Wohnsitz genau im Zentrum seiner neuen Stadt „Karls-Ruhe“. Bevor mit dem Bau der Stadt begonnen werden konnte, mussten im Hardtwald erst einmal viele Bäume gefällt werden. Dann konnten sich Vermesser und Kartografen daran machen, die Pläne Karl Wilhelms umzusetzen.

Vom Jagdstern zur Fächerstadt Karlsruhe

Im Zeitalter des Barock blühten Musik, Kunst und Naturwissenschaften. So waren beim Bau der neuen Stadt viele gut ausgebildete Spezialisten am Werk. Ihnen standen modernste und sehr präzise Werkzeuge zur Verfügung. Der Stadtplan war nach dem Prinzip eines „Jagdsterns“ - eine spezielle Version barocker Landschaftsgestaltung - entworfen. 32 Straßen und Wege sollten strahlenförmig von einem zentralen Mittelpunkt ausgehen. Am 17. Juni 1715 wurde eben dort der Grundstein für den Schlossturm gelegt. Einige Straßenzüge sollten später von Häuserreihen gesäumt werden. Von oben betrachtet, erinnert der Stadtplan von Karlsruhe an einen Fächer. So bekam Karlsruhe den Namen „Fächerstadt“.

Die Römer verehrten ihre Götter und brachten ihnen Opfer dar. Und sie fragten die Götter um Rat, baten sie um ein Zeichen. Ob ein Feldherr in die Schlacht ziehen oder ein Händler eine Reise unternehmen wollte – zunächst holte er den Rat der Götter ein. Aber wie tat er das? Wie sahen die Götterzeichen aus und wie waren sie zu verstehen?

Was hat das Nördlinger Ries mit der Mondmission zu tun?

An der Grenze zwischen Baden-Württemberg und Bayern liegt das Nördlinger Ries. Die kreisrunde Region mit einem Durchmesser von etwa 25 Kilometern entstand vor 15 Millionen Jahren. War es ein Vulkanausbruch? Über lange Zeit rätselten Wissenschaftler über die Entstehung dieses imposanten Kraters. 1970 bekam das Ries hohen Besuch aus Amerika: Astronauten der Mondmission „Apollo 14“ nahmen die Region genauer unter die Lupe. Aber warum?

Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg zählt zu den bedeutendsten Fossilien-Fundstätten weltweit. Eine Besonderheit ist der Steinheimer Schneckensand – Sandschichten, in denen Schneckengehäuse gefunden wurden. Die Schnecken veränderten über die Zeit ihre Form und passten sich perfekt ihrer Umwelt an - ein Beweis für die Evolutionstheorie von Charles Darwin.

Das Steinheimer Becken entstand durch einen Meteoriteneinschlag

Das Steinheimer Becken in Baden-Württemberg entstand durch einen Meteoriteneinschlag vor (rund) 14 bis 15 Millionen Jahren. Ein gigantischer Gesteinsbrocken hinterließ einen Krater mit Zentralhügel von etwa vier Kilometern Durchmesser. Hier wurden auch erstmals besondere Gesteine, sogenannte Strahlenkalke gefunden. Der Steinheimer Einschlagskrater, auch Impaktkrater genannt, füllte sich im Laufe der Zeit mit Süßwasser, so dass ein rund 80 Meter tiefer, kreisrunder See entstand. Am Ufer des Sees tummelte sich die damals heimische Tierwelt, aber auch im See lebten viele Pflanzen und Tiere.

Das Steinheimer Becken – eine weltweit bekannte Fundstätte für Fossilien

Besonders häufig kamen in dem Kratersee kleine Süßwasserschnecken vor. Ihre Schneckenhäuser kann man heute noch in den Sandsedimenten des Steinheimer Beckens finden. Der See verlandete im Laufe der Zeit und zählt heute zu den interessantesten Fossilienfundstellen weltweit. Außer den typischen kleinen Schnecken haben Forscher Überreste von über 90 Pflanzenarten, 50 Vogelarten und über 55 verschiedenen Säugetieren wie Gabelhirschen, Nashörnern oder Raubtieren in der Pharionschen Kalksandgrube bei Steinheim gefunden.

Der Steinheimer Schneckensand – eine kleine, biologische Evolutionsgeschichte

Die Schneckengehäuse, die im Steinheimer Becken gefunden wurden, sind eine Besonderheit. Wissenschaftler stellten fest: Die Gehäuseformen in den jüngeren Sedimentschichten hatten sich gegenüber denen in den älteren Sedimentschichten langsam verändert. Über tausende Schneckengenerationen hinweg entwickelten sich – durch Mutation und Auslese – verschiedene Arten aus der ursprünglichen Art. So konnten sich die Steinheimer Schnecken über eine Millionen Jahre lang, solange der See existierte, perfekt an ihre Umwelt anpassen und im See überleben. Der Paläontologe Franz Hilgersdorf entdeckte 1866 zum ersten Mal die allmähliche Formveränderung der Schneckengehäuse. Damit lieferte er den Beweis für die Darwin‘sche Evolutionsgeschichte am Beispiel des Steinheimer Schneckensandes.

Die auf Eroberungszügen mehrere 100.000 Mann starken Truppen der Römer waren hervorragend organisiert. Unabhängigkeit, Flexibilität und Disziplin waren die Tugenden, die ihre Überlegenheit ausmachten. Doch wie genau waren die Truppen strukturiert?

Ein Entomologe ist ein Insektenforscher. Sein Fachgebiet ist der Zweig der Zoologie, der sich mit den Insekten (griech. éntomon, das „Eingeschnittene“), der artenreichsten Gruppe von Lebewesen, befasst.

Der Begriff Entomologie

Der seit dem 18. Jahrhundert gebräuchliche Begriff Insekt ist die Eindeutschung des lateinischen Insectum, was so viel bedeutet wie „eingeschnitten“. Das Wort verweist auf die stark eingekerbten Körperteile der Insekten, die auch als Kerbtiere bezeichnet werden. Auch das griechische Wort “éntomon” (das Eingeschnittene) bezieht sich auf den Körperbau der Insekten. Wissenschaftler, die die Welt der Insekten erforschen, heißen deshalb Entomologen. 

Geschichte der Entomologie

Die Erfindung des Mikroskops gibt der Insektenforschung seit dem 17. Jahrhundert entscheidenden Auftrieb; sie ermöglicht ein genaueres Studium der Morphologie und eine immer bessere Unterscheidung der Arten. Im 18. Jahrhundert erleben die Naturwissenschaften einen erstaunlichen Popularitätsschub. Unter Adligen wird das Sammeln von Insekten, speziell Schmetterlingen, ein beliebter Zeitvertreib. Fürsten mehren ihr Prestige, indem sie Gelehrte fördern und Naturalienkabinette und Insektensammlungen anlegen. Exotische Exemplare aus aller Welt finden den Weg nach Europa. Mit seiner Systema entomologiae sistens insectorum classes (Leipzig 1775) gilt Johann Christian Fabricius als Begründer der Entomologie als eigenständiger Wissenschaft. Seine Systematik, die ein halbes Jahrhundert Bestand hat, schafft eine Ahnung von der Artenfülle der Insekten; und das, obwohl die tropische Insektenfauna damals praktisch noch unbekannt ist. Im 19. Jahrhundert setzt sich ein naturwissenschaftlicher Ansatz durch, der v. a. die evolutionäre Entwicklung und die Verwandtschaftsbeziehungen untersucht. Die Forschung spezialisiert sich immer mehr, Entomologen befassen sich meist nur noch mit einer einzigen Insektenordnung. Neue Maßstäbe setzt das Werk von Charles Darwin (1809 – 1882). Es stellt der Entomologie die Aufgabe, durch den Vergleich der anatomischen Merkmale die Verwandtschaften der Arten als Ergebnis der Evolution zu erklären. Im 20. Jahrhundert ersetzt der deutsche Entomologe Will Heinrich die Taxonomie, die Insekten v. a. aufgrund von Ähnlichkeiten und Form-verwandtschaften klassifiziert durch eine Systematik, die der genealogischen, also der evolutionären Verwandtschaft folgt. Die Genetik spielt nun eine größere Rolle.

Insektenforschung – Arbeitsbereiche moderner Entomologen

Entomologen bestimmen, präparieren und konservieren Insekten, ordnen sie in die biologische Systematik ein und beschreiben neu entdeckte Arten. Ein wichtiges Arbeitsmittel für Entomologen sind Insektensammlungen: Sie helfen beim Bestimmen der unterschiedlichen Arten, dienen als Speicher für Typen und als Datenbasis für wissenschaftliche Studien. Die Belegexemplare, die Entomologen sammeln, stellen für die Populationen keine Bedrohung dar. Die Ergebnisse ihrer Forschungen publizieren Entomologen in Fachzeitschriften, Büchern oder im Internet. Sie halten Vorträge, richten, wenn sie in einem Museum angestellt sind, Ausstellungen aus und erweitern die Bestände ihrer Häuser durch die Integration von Sammlungen aus Schenkungen, Nachlässen und Ankäufen. Sie beraten aber auch die Öffentlichkeit über in Haus und Garten gefundene Insekten und arbeiten Behörden und Institutionen zu. So kommt ihnen in den Bereichen Umwelt- und Naturschutz eine wichtige Rolle als Botschafter für den Artenschutz zu. Aber auch Zoll und Polizei profitieren von ihrer Expertise.

Forensische Entomologie

Ein besonderer Teilbereich der Insektenkunde ist die Forensische Entomologie. Durch die Untersuchung von Insekten können Wissenschaftler - in Deutschland gibt es aktuell nur vier dieser Spezialisten - wichtige Hinweise zur Aufklärung von Mordfällen liefern. Die Abfolge der Larvenstadien und die Besiedelung durch verschiedene Insektenarten geben Hinweise auf die Liegezeit einer Leiche, auf die Todesursache, die Todesumstände und den Todeszeitpunkt.

Forschungsobjekt Insekten

Insekten sind die artenreichste Klasse der Tiere überhaupt. Zu ihr zählen u. a. Käfer, Ameisen, Fliegen, Heuschrecken, Läuse, Bienen und Schmetterlinge. In Deutschland gibt es etwa 33 000 Arten; das sind ca. 70 Prozent aller Tierarten im Land. Weltweit sind etwa 1,5 Millionen Insektenarten wissenschaftlich erfasst; mehr als 70 Prozent aller beschriebenen Tierarten sind Insekten. Man geht aber davon aus, dass vor allem in den tropischen Regenwäldern noch Millionen unentdeckter Arten leben. Zugleich ist aufgrund der fortschreitenden Zerstörung natürlicher Lebensräume zu befürchten, dass viele Arten aussterben könnten, bevor sie wissenschaftlich erfasst worden sind. Auch deshalb sind die Ökologie und der Artenschutzgedanke für viele Entomologen heute von zentraler Bedeutung: Denn die Insektenfauna spielt eine Schlüsselrolle beim Erhalt der Artenvielfalt.

Insektensterben

In Deutschland ist die Zahl der Insekten in rund dreißig Jahren um 76 Prozent zurückgegangen. Weltweit verschwinden pro Jahr 0,92 Prozent von ihnen, also fast ein Hundertstel aller Insekten. Auch wenn die Gründe von Fall zu Fall variieren, ist klar, dass den Insekten zunehmend Lebensraum und Nahrung verloren gehen. Eine zentrale Rolle beim Rückgang der Artenvielfalt spielt die Landwirtschaft. Wo Mono-kulturen zunehmen, verschwinden Ackerrandstreifen, Blumenwiesen und Raine. Die Versiegelung der Böden und die Zerstückelung der Landschaft gefährden das Überleben von Insekten ebenso wie Pestizide, Insektizide und andere Giftstoffe. Wenn die Insekten sterben, leiden Vögel, Fledermäuse und Kleinsäugetiere, die ausgewachsene Insekten oder ihre Larven, Maden oder Raupen fressen. 90 Prozent aller Wildblumen und 75 Prozent der Nutzpflanzen werden von Insekten bestäubt. Ohne Insekten gäbe es kein Obst, keine Kartoffeln und keinen Käse. Darüber hinaus transportieren Insekten Samen durch Wald und Flur, lockern die Böden auf, vernichten Aas, entsorgen tierischen Kot, bauen organische Masse (Laub, Totholz etc.) ab und erhalten so die Fruchtbarkeit der Böden. Mit anderen Worten: Insekten sind von überlebenswichtiger Bedeutung für viele Ökosysteme.

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In der Oberrheinischen Tiefebene bereichern zahlreiche Grundwasserseen Flora und Fauna. Ihre Existenz verdanken sie einem der größten Grundwasser-Reservoirs Europas, das von unterirdischen Zuflüssen aus den Alpen, dem Schwarzwald und den Vogesen gespeist wird.

Die Oberrheinische Tiefebene

Die zwischen 30 und 40 km breite Oberrheinische Tiefebene erstreckt sich auf etwa 300 km Länge zwischen Basel und Frankfurt am Main am oberen Mittellauf des Rheins. Im Osten wird sie vom Schwarzwald, im Westen von den Vogesen begrenzt. Links und rechts des Rheins gibt es zwar keine großen natürlichen Seen, dafür aber eine Vielzahl kleiner Weiher und Riede - feuchte Senken mit klarem Wasser und Schilfgürteln -, die vielen Tier- und Pflanzenarten als Rückzugsgebiet dienen. Dazu kommen - das mittlere Oberrheingebiet verfügt über die bedeutendsten europäischen Kiesvorkommen – zahlreiche, beim Abbau von Kies und Sand entstandene Baggerseen. Hier tummeln sich nicht nur allerlei Fische und Vögel, sondern an heißen Tagen auch die Menschen aus dem Umland; und heiße Tage gibt es hier viele, denn die Region ist nicht nur eine der fruchtbarsten in Deutschland, sondern auch die wärmste.

Grundwasserseen und Grundwasserleiter

Die zahlreichen stehenden Gewässer sind Grundwasserseen. Grundwasser gibt es in der Oberrheinischen Tiefebene mehr als genug, denn unter dem Rheingraben liegt ein riesiges unterirdisches Grundwasserreservoir. Wie ein unsichtbarer Fluss bewegt sich Wasser in diesem so genannten Aquifer oder Grundwasserleiter – von der deutsch-schweizerischen Grenze bei Basel aus - langsam nordwärts. An vielen Stellen dringt das Grundwasser, dessen Wasserspiegel nur wenige Meter unter der Erde liegt, an die Oberfläche, füllt die ausgebaggerten Kiesgruben, speist die Weiher und Riede und vernetzt unterirdisch die Feuchtgebiete und Auen rechts und links des Rheins. Punktuell vermischt sich das Grundwasser mit dem Oberflächenwasser aus lokalen Flüssen.

Der Oberrhein-Aquifer

Der Oberrheingraben, der neben dem ostafrikanischen Grabensystem und dem Jordangraben zu den geologisch weltweit markantesten Grabensystemen gehört, ist mit erdgeschichtlich sehr jungen Sedimenten bedeckt. Aus diesen hoch durchlässigen Sand- und Kies-Schichten und den weniger durchlässigen Schichten aus Ton, Schluff und Feinsand ist der Oberrhein-Aquifer aufgebaut; mit einem Volumen von geschätzt 45 Milliarden Kubikmetern Wasser ist er einer der bedeutendsten Grundwasserleiter Mitteleuropas. Gespeist wird der Grundwasserleiter von unterirdisch zufließendem Schmelzwasser aus den fernen Alpen und von Zuflüssen aus den Vogesen und dem Schwarzwald. Von beiden Mittelgebirgen fließen zahlreiche Bäche und kleine Flüsse in den Rhein; manche Niederschläge versickern aber auch bis sie auf undurchlässiges Felsgestein treffen und unterirdisch - wie in einen Trichter - Richtung Rheinebene fließen, wo sie das riesige unterirdische Grundwasserreservoir füllen. Zwischen Basel und Rastatt deckt das Wasser des Oberrhein-Aquifers drei Viertel des Trinkwasserbedarfs der Bevölkerung, das sind über drei Millionen Menschen im Elsass und in Baden-Württemberg. Zwar liegt sein Wasserspiegel nur wenige Meter unter der Erdoberfläche, und in Flussauen, und Seen auch oberirdisch, aber das Grundwasser aus den tieferen Lagen - 100 Meter und mehr - ist gut geschützt, von Umweltbelastungen nahezu frei und deshalb von hervorragender Qualität.

Kann eine Drehung allein durch Gewichtsverlagerung beeinflusst werden? Wir schicken vier Artisten in die Arena. Wird sich die Drehung eines großen Rads beschleunigen, wenn die Artisten von außen ins Innere des Rades klettern?

Wie entstand der Kaiserstuhl?

Der Kaiserstuhl in der Oberrheinebene im Südwesten Baden-Württembergs ist ein kleines Mittelgebirge Aber wie entstand der Kaiserstuhl eigentlich? Eine Zeitreise mehr als 40 Millionen Jahre zurück zeigt die Entwicklung dieser Region, die eine bewegte geologische Geschichte hat.

Wie entstanden die Höhlen der schwäbischen Alb?

Die Schwäbische Alb gilt als eine der höhlenreichsten Regionen in Europa. Weit über 2000 Höhlen sind bekannt und einige der schönsten sind für Besucher zugänglich. Aber wie entstanden die Höhlen eigentlich?

Wie entsteht ein Edelstein?

Edelsteine sind kostbar und faszinierend. Doch wie entstehen sie? Am Beispiel eines „Amethysten“ zeigt der Film, welche chemischen Prozesse über einen Zeitraum von zehntausenden von Jahren dazu geführt haben, dass sich dieser begehrte, violett glänzende, Stein gebildet hat.

Mit etwas Geduld und Glück kann man in einem Kalksteinbruch auf der schwäbischen Alb Fossilien finden. Zum Beispiel versteinerte Gehäuse oder Skelette von Meerestieren. Aber - ein Meer auf der schwäbischen Alb? Wie kann das sein? Und wie wird so ein Meerestier eigentlich zum Fossil?

Tropische Wirbelstürme entstehen über den Ozeanen durch die Verdunstung von warmem Meereswasser mithilfe der Corioliskraft. Sie erreichen Windgeschwindigkeiten von bis zu 250 Kilometer pro Stunde und verursachen nicht selten Überschwemmungen und Sturmfluten.

Tropische Wirbelstürme bilden sich über den Ozeanen

Ob Hurrikan, Taifun oder Zyklon – eines haben tropische Wirbelstürme trotz ihrer unterschiedlichen Bezeichnung in den verschiedenen Erdteilen gemeinsam: Die Stürme entstehen im Bereich der Tropen über den Ozeanen. Dabei verdunstet Meerwasser, so dass feuchtwarme Luft schnell nach oben steigen kann. Heftige Wirbelstürme können Schäden in Millionenhöhe verursachen und fordern mit ihrer gewaltigen Zerstörungskraft nicht selten viele Todesopfer, vor allem in den tropischen Küstenregionen.

Tropische Wirbelstürme sind abhängig von Wassertemperatur und Corioliskraft

Tropische Wirbelstürme können nur unter ganz bestimmten Bedingungen entstehen. Dazu muss die Temperatur der Meeresoberfläche mindestens 27 Grad Celsius betragen und die Corioliskraft mitwirken. Die Corioliskraft wird durch die Drehung der Erde erzeugt und lenkt die Luftmassen ab: auf der Nordhalbkugel nach rechts, also nach Osten, auf der Südhalbkugel nach links, also nach Westen. Treffen diese Faktoren - warmes Meerwasser und Corioliskraft - zusammen, kann daraus bei bestimmten Bedingungen ein Wirbelsturm entstehen. Das funktioniert aber nur innerhalb der tropischen Zone auf beiden Erdhalbkugeln - zwischen dem 5. und dem 20. Breitengrad. Am Äquator selbst sind die Ozeane zwar warm genug, aber die Corioliskraft fehlt. An den Polen ist es umgekehrt: Hier ist die Corioliskraft stark, jedoch das Meerwasser zu kalt.

Wirbelstürme entstehen durch Verdunstungen an der Meeresoberfläche

Ein tropischer Wirbelsturm entsteht immer gleich: Zunächst verdunstet Wasser an der Meeresoberfläche, die feuchtwarme Luft steigt auf und kondensiert in der Höhe. Durch die Kondensation entstehen Cumulus-Wolken, die mit ihrer Verdunstungswärme Energie für den Sturm liefern. Die Folge: Die Windgeschwindigkeit nimmt zu, es entstehen Gewitterwolken, die ringförmig angeordnet sind und durch die Corioliskraft zu rotieren beginnen. Diese spiralförmige Form eines Wirbelsturms bezeichnet man auch als Augenwall (eyewall) – hier treten die höchsten Windgeschwindigkeiten und die stärksten Niederschläge auf. Die sich drehenden Luftmassen können bis zu 250 Kilometer pro Stunde erreichen. Im Zentrum des Sturms, im sogenannten Auge (eye), ist es dagegen nahezu windstill. Hier herrscht ein Unterdruck, durch den feuchtwarme Meeresluft nachgesaugt wird. Diese steigt spiralförmig in den Eyewall und liefert weitere Energie für Wirbelsturm.

Folgen tropischer Wirbelstürme

Tropische Wirbelstürme entfalten bei zunehmender Stärke zerstörerische Kräfte. Auf See sorgen sie für hohen Seegang und gefährden die Schifffahrt. An Land zerstören Hurrikane, Taifune und Co. mit ihren enormen Windgeschwindigkeiten Gebäude, Straßen, Häfen. Hinzu kommen oft Schäden durch Starkregen, Überschwemmungen und Sturmfluten an den Küsten. Zum Glück besteht heutzutage mithilfe von Wettersatelliten und modernster Technik die Möglichkeit, tropische Wirbelstürme und ihren Zugweg genau zu bestimmen und die Bevölkerung rechtzeitig zu warnen.

Der Vulkan Stromboli auf der gleichnamigen Insel ist der aktivste Vulkan Europas. Mehrmals am Tag bricht er aus. Stromboli gehört zu den liparischen Inseln nördlich von Sizilien, wie auch die Vulkaninseln Vulkano, Lipari und Salina. Sie alle sind durch die Kollision von Kontinentalplatten entstanden. Aber wie genau ging das vor sich?

Ein Kind im Mutterleib ist eingeschlossen in einer Wasserblase. Wie kommt es dort an Sauerstoff und Nahrung? Die Natur hat für ein ausgeklügeltes Versorgungssystem gesorgt.

Lebewesen wollen sich verbreiten und einen möglichst großen Teil ihrer Umwelt besiedeln. Doch wie soll das den Pflanzen gelingen, die fest verankert im Boden stecken?

Wer im Wald durchs Unterholz streift, läuft Gefahr von Zecken attackiert zu werden. Die kleinen Blutsauger, die zu den Spinnentieren zählen, haben erstaunliche Anpassungen entwickelt, um ihre Beute zu finden.

Wir planen einen ganz großen Wurf. Von einem fahrenden Lastwagen aus, schleudern wir mit einer Wurfmaschine einen Ball senkrecht und sehr hoch in die Luft. Wird der Ball wieder auf den fahrenden Lastwagen zurückfallen?

Zwei Parabolspiegel stehen sich gegenüber. Die Verbindung zwischen den Spiegeln folgt festen Gesetzen. Wie funktioniert die Übertragung von Licht- und Schallwellen?

Immer mehr Autos haben Navigationsgeräte, die dem Fahrer helfen, sich zu recht zu finden. Aber wie kann das Navi wissen, wo sich ein Fahrzeug befindet? Worauf stützen sich die „Anweisungen“, die es gibt?

Wie auf der Straße, so muss auch auf dem Meer der Verkehr geregelt werden, damit es keine Unfälle gibt. Dazu wird Radar eingesetzt. Aber wie sieht so ein Radargerät aus und was „macht“ es genau?

Ein Erfolgsrezept der Römer war sicherlich ihre Waffentechnologie. Doch wie funktionierte ihre Waffen- und Kampftechnik? Und welche Durchschlagskraft hatten ihre Fernwaffen?

Grillen und Heuschrecken zirpen. Sie verständigen sich also mit Schall, dabei haben sie gar keine Ohren am Kopf. Was ist ihr Geheimnis?

Der Hegau im Süden von Baden-Württemberg hat eine spannende geologische Geschichte. Charakteristikum der Region sind die Hegauer Kegelberge wie der Hohentwiel oder der Hohenhewen: vor 14 Millionen Jahren spien diese Vulkanruinen Feuer, ehe sie in der Eiszeit von Gletschern abgeschliffen wurden und ihre heutige Form erhielten.

Kegelberge im Süden Baden-Württembergs

Im südlichen Baden Württemberg erstreckt sich - westlich von Konstanz und Schaffhausen über Singen bis nach Stockach - auf 570 Quadratkilometern der Hegau. Die Region zwischen Schwarzwald, Schwäbischer Alb und Bodensee bezeugt ein spannendes Kapitel Erdgeschichte. Charakteristisch für die - manche Besucher an die Toskana erinnernde - Hügellandschaft des Hegau sind einige längst erloschene und heute völlig ungefährliche Vulkane wie der Hohentwiel, der Hohenstoffeln, der Hohenkrähen und der Hohenhewen; westlich von Singen ragen sie mit Höhen zwischen 643 und 867 Metern kegelförmig aus der Landschaft heraus. Sein geologisches Profil erhielt der Hegau vor etwa 14 Millionen Jahren.

Feuer und Eis - der Hegau vor 14 Millionen Jahren

In der Mitte des Miozäns sorgte die Kollision der europäischen und afrikanischen Kontinentalplatten für eine - für erdgeschichtliche Verhältnisse - schnelle Absenkung des Oberrheingrabens. Verstärkte Vulkantätigkeit war die Folge: aus den Tiefen des Erdinneren drängte geschmolzenes Gestein nach oben. Traf das brodelnde Magma auf Grundwasser, kam es zu heftigen Explosionen. So entstand ein knappes Dutzend Vulkane, deren Eruptionen die Umgebung unter pyroklastischen Sedimenten wie Tephra (griech. Asche) begruben; es bildete sich eine 100 Meter dicke Schicht aus weichem Tuffgestein. Einige Millionen Jahren später wälzte sich in den Vulkanen glühend heißer Melilithit („Hegauer Basalt“) und Phonolith-Gestein nach oben, ohne jedoch die Erdoberfläche zu durchstoßen. Nach dem Erkalten blieben die ausgehärteten Gesteinsmassen wie Pfropfen in den Vulkanschloten stecken; darüber bildete die Tuffschicht riesige Hügel. Im Pleistozän vor etwa 150.000 Jahren wurde der Hegau von einem dicken Eispanzer bedeckt. Die aus den Alpen herandrängenden Gletscher führten Geröll und Gestein mit sich, die das weiche Tuffgestein im Verlauf von zehntausenden Jahren abschliffen, während die harten Phonolith- und Basalt-Kerne den Eismassen standhielten. Als die Gletscher schmolzen, wurden die erstarrten Magma-Pfropfen freigelegt. Diese prägnanten, aus Feuer und Eis geborenen Kegelberge prägen die Landschaft des Hegau bis heute.

Einzigartige Boden- und Klimaverhältnisse

Die besondere Geologie des Hegau schafft einzigartige Boden- und Klimaverhältnisse. So steht auf dem bekanntesten einstigen Vulkan, dem Hohentwiel bei Singen, nicht nur die größte Festungsruine Deutschlands, dort liegt auch das höchstgelegene Weinanbau-Gebiet Deutschlands. An den steilen Hängen herrscht ein ganz eigenes Mikroklima, das seltene Orchideenarten gedeihen lässt, die sich sonst nur am Schwarzen Meer und im Rhône-Delta finden; auch seltene Kräuter wachsen hier, deren Vorfahren einst im Klostergarten der Festung angepflanzt wurden. Da auch die anderen Hegau-Vulkane im Mittelalter als Standorte für Burgen und kleinere Befestigungen genutzt wurden, ist der Hegau eine der burgenreichsten Regionen Deutschlands.

Die evangelische Kirche entstand durch die Bewegung der Reformation im 15. Jahrhundert. Die Reformation wurde von dem Mönch Martin Luther angestoßen, der den Ablasshandel der katholischen Kirche kritisierte. Bis dahin war die katholische Kirche die einzige Kirche der Christen.

Die römisch-katholische Kirche - lange einzige Kirche der Christen

Die römisch-katholische Kirche hat ihren Ursprung vor über 2000 Jahren. Manche Theologen glauben sogar, dass Jesus Christus selbst mit dem sogenannten „Felsenwort“ an den Apostel Petrus die Kirche gegründet hat. Das ist aber unter römisch-katholischen Theologen umstrit-ten. Jedenfalls war die katholische Kirche lange Zeit die einzige Kirche der Christen und wirk-te allumfassend. Sie prägte die Wertevorstellungen der Menschen und begleitete ihr Leben von der Geburt bis zum Tod. Zudem war die Kirche zuständig für Kranken-, Armenhäuser und Schulen und betrieb zahlreiche Klöster. Insbesondere im Mittelalter waren die Klöster Zen-tren der Bildung, der Kultur und des Handels.

Die römisch-katholische Kirche: Fegefeuer und Ablasshandel

So wurde die römisch-katholische Kirche sehr einflussreich und mächtig war. Im Mittelalter verfügte sie über große Schätze und Reichtümer. Genau wie die Adligen besaßen die Kir-chenmänner bäuerliches Land und verfügten über politische Macht, indem sie beispielsweise an der Königswahl beteiligt waren. Auch die Wissenschaft an den Universitäten war der Kir-che untergeordnet. Diese Machtfülle führte dazu, dass die katholische Kirche ihre Stellung missbrauchte. Sie jagte den Gläubigen Angst vor der Hölle und dem Fegefeuer ein und er-fand ein zweifelhaftes Geschäftsmodell: Durch den Kauf von sogenannten Ablassbriefen konnten sich die Gläubigen von ihren Sünden freikaufen und dadurch der Hölle entgehen. Das machte die Kirche ungemein reich.

Martin Luther und die Reformation

Der Mönch und Theologe Martin Luther, der Ende des 15. bis Mitte des 16. Jahrhunderts lebte, fand den Ablasshandel unredlich. Er suchte in der Bibel nach Argumenten, die diesem Geschäftsmodell der katholischen Kirche widersprachen. Und er wurde fündig: Im Jahr 1517 nagelte Luther seine 95 Thesen an die Tür der Wittenberger Schlosskirche – so die Legende. Die Thesen belegen, dass die der Ablasshandel sich gar nicht mit der Bibel vereinbaren lässt. Die Gläubigen sollten frei sein, Gottes Gnade sei nicht käuflich. Die katholische Kirche war von Luthers Thesen nicht begeistert und bekämpfte den Theologen und seine Anhänger. Aber Luther bot der katholischen Kirche die Stirn, übersetzte die lateinische Bibel ins Deutsche und gewann immer mehr Anhänger für seine Ideen. Luthers Bewegung nennt man heute Reformation (Erneuerung). Aus der reformatorischen Bewegung entstand schließlich die evangelische Kirche.

Der Seefahrer und Entdecker Christoph Kolumbus erreichte als erster Europäer 1492 Amerika. Allerdings wurde das von ihm neu entdeckte Land nicht, wie man vermuten könnte, nach ihm benannt. Wieso eigentlich nicht?

Dorothea Seitz ist Gedächtnissportlerin. Sie ist in der Lage, sich weitaus mehr Dinge viel schneller einzuprägen als der Durchschnittsmensch. Aber auch "Normaldenker" können ihre Merkfähigkeit trainieren und von den Tipps und Tricks der Meisterin profitieren.

Grenzen der konventionellen Landwirtschaft

Für die konventionelle Landwirtschaft ist die intensive Nutzung der Böden durch Monokulturen und den Einsatz von Chemie problematisch. Dort, wo moderne Landwirtschaft auf hohe Erträge setzt, sind die Äcker oft ausgelaugt und vertrocknet, das Gleichgewicht der Böden ist zerstört. Die Folge: Die Landwirte setzen immer mehr Pflanzenschutzmittel und Dünger ein, damit die Erträge einigermaßen stabil bleiben. Dadurch verliert der für die Böden so wichtige Humus mit zahlreichen Mikroorganismen und Kleinstlebewesen kontinuierlich an Nährstoffen. Kommen zu den vorhandenen Problemen noch klimatische Schwankungen, beispielsweise lange Trockenperioden, dörren die Böden weiter aus, sind anfälliger für Schädlinge und weniger fruchtbar. Ein Teufelskreis.

Naturverträglich: Komposttee

Einige Landwirte machen sich Gedanken, wie man diesen Kreislauf durchbrechen und naturverträglicher wirtschaften kann. Landwirt Michael Reber aus Baden-Württemberg setzt zum Beispiel auf Komposttee. Auch seine Ackerböden sind durch den jahrelangen Einsatz von Pestiziden und synthetischen Düngemitteln ausgedorrt. Der Komposttee ist ein natürlicher Dünger, eine spezielle Mixtur aus Wasser, Kompost und anderen organischen Stoffen. In der Flüssigkeit vermehren sich wichtige Mikroorganismen, die die Pflanzen nicht nur schützen, sondern auch bei ihrer Aufnahme von Nährstoffen unterstützen. Bringt man den Komposttee auf den Äckern aus, regeneriert sich der Boden, Kleinstlebewesen siedeln sich wieder an. Tausendfüßler, Milben, Regenwürmer und anderes Getier sorgen - genauso wie Bakterien, Pilze und Mikroorganismen - dafür, dass der Boden gesund bleibt. Denn in einem humusreichen Boden, können Pflanzen viel besser mit Wasser und Nährstoffen versorgt werden.

Günstig und self-made

Der Komposttee hat auch noch weitere Vorteile: Landwirte wie Michael Reber können den biologischen Dünger selbst herstellen und in der Folge den Bodenlebewesen die Arbeit überlassen. Werden diese regelmäßig mit wertvollem Komposttee auf den Anbauflächen gefüttert, sorgen sie von allein dafür, dass der Boden gestärkt wird. Außerdem ist der Komposttee nicht nur eine natürliche, sondern auch eine preiswerte Lösung im Vergleich zu teuren Pflanzenschutzmitteln und Kunstdüngern.

Der Experimentalarchäologe Rudolf Walter demonstriert, wie Steinzeitmenschen schon vor 40.000 Jahren Feuer entzünden konnten.

Welche Möglichkeiten gibt es eigentlich, die Strömungsgeschwindigkeit in einem Fluss zu messen? Unser Team testet verschiedene Methoden und erläutert, wann welche Methode am besten eingesetzt wird.

Ein Riesenpendel schwingt durch eine Sporthalle. Eine Bahngeschwindigkeit von 100 Kilometer pro Stunde ist unser Ziel.

Katzen sehen im Dunkeln sehr viel besser als Menschen. Das liegt an einer reflektierenden Schicht im Katzenauge, dem sogenannten „Tapetum Lucidum“. Diese Schicht wirkt wie ein Lichtverstärker und ist der Grund, warum dafür, dass Katzenaugen im Dunkeln aufleuchten.

In der Dämmerung sehen Katzen mehr als Menschen

Menschen sehen in der Nacht viel weniger als Katzen. Sie sind auf elektrisches Licht oder Reflektoren an Leitpfosten entlang der Straßen angewiesen. Diese „Katzenaugen“ tragen ihren Namen nicht umsonst: Denn die Augen der Katzen können – im Gegensatz zu den menschlichen Augen – Licht reflektieren und deshalb in der Dunkelheit viel besser sehen. Hinzu kommt, dass Katzen ein größeres Gesichtsfeld als Menschen haben. Die nachtaktiven Tiere nehmen an der Peripherie ihres Gesichtsfeldes mehr wahr, als Menschen dies tun.

Die Rezeptoren: Zapfen und Stäbchen

Was passiert, wenn Licht ins Auge fällt? Sowohl bei der Katze als auch beim Menschen trifft das Licht auf die Netzhaut. Diese besteht wiederum aus Millionen winziger Rezeptoren. Es gibt zwei Arten von Rezeptoren: Die Zapfen sind für die Farben zuständig, die lichtempfindli-cheren Stäbchen für die Hell-Dunkel-Wahrnehmung. Wichtige Unterschiede zwischen Katze und Mensch dabei sind: Katzen haben eine deutlich höhere Anzahl von lichtempfindlichen Stäbchen und eine andere Farbwahrnehmung als wir. Bisher gehen Wissenschaftler davon aus, dass Katzen die Welt eher blau-violett und grün-gelb sehen.

Das „Tapetum Lucidum“

Der entscheidende Unterschied aber, warum Katzen in der Dämmerung besser sehen als Menschen, ist eine reflektierende Schicht hinter der Netzhaut. Diese Schicht, Fachleute nen-nen sie „Tapetum Lucidum“, wirkt wie ein Lichtverstärker. Fällt das Licht ins Katzenauge, so wird es wie von einem Spiegel noch einmal auf die Rezeptoren zurückgeworfen. Das hilft den Vierbeinern aus wenig Licht sehr viel mehr zu machen. Leuchten Katzenaugen im Dunk-len auf, ist der Grund das „Tapetum Lucidum“. Die schlitzförmig, senkrecht stehenden Pupil-len der Katze ermöglichen darüber hinaus, dass der Vierbeiner einfallendes Licht, auch bei schlechter Beleuchtung, maximal nutzen kann.

Eine Stubenfliege zu fangen ist beinahe ein Ding der Unmöglichkeit. Das liegt an ihren Facettenaugen und ihrem flinken Gehirn. Im Gegensatz zum Menschen sieht sie um ein Vielfaches schneller und kann deshalb Gefahren rechtzeitig erkennen.

Die Facettenaugen der Stubenfliege bewahren sie vor Gefahren

Jeder kennt die Situation: Eine Stubenfliege schwirrt hartnäckig umher, es ist aber beinahe unmöglich sie mit der Hand zu fangen. Die Fliege ist einfach schneller – und das, obwohl sie im Durchschnitt nur sieben Millimeter groß ist und 20 Tage lang lebt. Von weitem betrachtet, scheint die Stubenfliege, genau wie der Mensch, nur zwei Augen zu haben. Tatsächlich hat sie zwei Facettenaugen, die aber jeweils aus tausenden sechseckigen Einzelaugen bestehen. Jedes Einzelauge hat Sinneszellen, die das Licht aus unterschiedlichen Blickwinkeln verarbeiten. Die Stubenfliege hat sozusagen einen eingebauten Rundumblick, während der Mensch ein begrenztes Gesichtsfeld hat.

Das Gehirn der Stubenfliege sorgt für eine schnelle Wahrnehmung

Doch das ist nicht der einzige Grund, warum die Stubenfliege reaktionsschneller ist als der Mensch. Aus Sicht der Fliege bewegen sich die Menschen vier Mal so langsam wie sie selbst und das liegt am flinken Gehirn der Stubenfliege. Die Wege im Fliegengehirn sind kurz, weshalb die kleinen Brummer Gefahren sehr viel schneller wahrnehmen als andere Lebewesen. Wie genau die Stubenfliege sieht, ist allerdings unklar. Sieht sie die Welt als zusammenhängendes Mosaik oder in tausend Einzelbildern? Das ist für die Wissenschaft noch zu erforschen.

Fernsehen ist für Stubenfliegen wie Zeitlupe

Bekannt ist jedoch, dass die Stubenfliege ein Vielfaches mehr an Bildern pro Sekunde sieht als der Mensch. Die Fliege kann etwa 200 einzelne Bilder pro Sekunde erkennen; der Mensch dagegen nur rund 18 Bilder. Das macht sich vor allem das Fernsehen zunutze: Ein Film besteht in der Regel aus 25 einzelnen Bildern pro Sekunde, die der Mensch als fließende Bewegungen wahrnimmt. Das Gehirn baut einzelne Bilder, die vom Auge an das Gehirn gesendet werden, zu einer fließenden Abfolge zusammen. Bei der Fliege geht das sehr viel schneller als beim Menschen. Deshalb sieht die Stubenfliege Fernsehen wie in Zeitlupe oder wie ein viel zu langsam ablaufendes Daumenkino.

Entstehung von Karsthöhlen

Auf der Schwäbischen Alb prägen Kalksteinfelsen das Landschaftsbild. Ihnen verdankt diese Region Baden-Württembergs ihre zahlreichen Karsthöhlen. Die Höhlen sind durch Regenwasser entstanden, das über tausende von Jahren durch Risse und Spalten in das Felsgestein eingesickert ist. Da Regenwasser leicht sauer ist - es enthält Kohlendioxid – löst es den Kalkstein und formt immer neue Höhlengänge und Kammern. Dabei „arbeitet“ das Wasser regelrecht: Es gräbt sich tief in den Kalk hinein und tritt wieder aus, wobei es trockene Gänge und Höhlen formt. Dabei sucht sich das Wasser wieder neue unterirdische Wege, verändert stetig die Formen und Strukturen der unterirdischen Karstlandschaft. So auch in der Falkensteiner Höhle.

Die Falkensteiner Höhle

Die Falkensteiner Höhle zwischen Grabenstetten und Bad Urach ist mit einer Länge von rund 5 Kilometern eine der längsten der Schwäbischen Alb. Die Höhle ist eine aktive Wasserhöhle; sie besteht aus trockenen und überfluteten Bereichen. Bei starken Regenfällen oder Schmelzwasser wird die Höhle sogar komplett geflutet. Das Wasser der Höhle ist gleichzeitig auch die Quelle des Flüsschens Elsach. Die Falkensteiner Höhle ist keine Schauhöhle, sondern eine sogenannte „wilde Höhle“. Bis auf 150 Meter im Anfangsbereich darf sie nur mit fachkundigen Höhlenführern und Spezialausrüstung betreten werden. Ohne Neoprenanzug und Höhlenlampen können die Siphons, die unter Wasser stehenden Höhlenteile, nicht begangen werden. Die Wassertemperatur der Elsach hat hier maximal 6 Grad Celsius, die Lufttemperatur liegt gerade mal 8 bis 9 Grad Celsius.

Faszinierende Gebilde

Besonders faszinierend sind die Formen und Strukturen, die das Bild der Karsthöhle prägen. In größeren Kammern entweicht Kohlendioxid aus dem Wasser und wird an die Luft abgegeben, sodass sich der gelöste Kalk an den Höhlenwänden und der Decke absetzen kann. Durch die Ablagerungen entstehen Tropfsteine, Säulen oder so genannte „Sintervorhänge“, „Maccaroni“ und „Wasserfälle“. Beeindruckend dabei ist auch das Farbenspiel. Je nachdem, welche Mineralien im Lauf der Jahre im Kalkwasser gelöst wurden, wechseln die Farben des Kalkgesteins: von Beige, Grau und Blau zu reinem Weiß. Als die schönsten Abschnitte der Falkensteiner Höhle gelten die sogenannte „Reutlinger Halle“ und die „Wasserfallstrecke“, die beide allerdings im hinteren Bereich der Höhle liegen und durch die davorliegenden Siphons nur schwer zugänglich sind.

600 Kugeln, dicht an dicht aufgereiht. Einmal darf der Billardspieler stoßen. Wird es ihm gelingen, seine Stoßenergie bis zur letzten Kugel weiter zu geben?

Bis ins Rheinland und in den Donauraum dringen die Römer in das Land vor, das sie Germania nennen. Auf dem Gebiet des heutigen Deutschland errichten sie drei Provinzen: Germania inferior, Germania superior und Raetia. Doch wie gelingt es den Römern, diese Provinzen über Jahrhunderte gegen Angreifer aus dem freien Germanien zu sichern?

Linsen werden auf sandigen und kalkhaltigen Böden in Mischkultur mit einem Getreide angebaut, das als Rank-Hilfe dient. Ausgesät wird die eiweißhaltige Hülsenfrucht zwischen April und Mai, geerntet per Mähdrescher im Spätsommer.

Herkunft und Verbreitung

Seit den Anfängen des Ackerbaus ist die zur Familie der Hülsenfrüchtler und der Unterfamilie der Schmetterlingsblütler gehörende Linse (Lens culinaris) - auch Küchen-Linse genannt - eine der wichtigsten Nutzpflanzen. Ursprünglich stammen Linsen aus dem Mittelmeerraum und Kleinasien. Heute sind Kanada und Indien die weltweit größten Produzenten, in Europa werden Linsen v. a. in der Türkei, in Spanien und in Frankreich erzeugt. Im Jahr 2017 wurden weltweit etwa 7,6 Millionen Tonnen Linsen geerntet. Es gibt verschiedenste Arten wie etwa Rote und Gelbe Linsen, die Beluga-Linsen und die Puy Linsen. Allein in Indien sind über 50 Sorten verbreitet. Verzehrt werden ausschließlich die Samen. Linsensamen sind braun, schwarz oder grau-grün; nach dem Schälen je nach Sorte gelb oder rot-orange.

Anbau und Ernte

Die Renaissance der Linse in Deutschland

In Deutschland sind die Ernteerträge zu gering und der technische Aufwand ist zu hoch, als dass man Linsen zu international konkurrenzfähigen Preisen anbauen könnte. Aber immerhin werden sie wieder angebaut! Zwischen den 1960er und den 1980er Jahren war die Produktion vollständig zum Erliegen gekommen; dann besann man sich auf der Schwäbischen Alb eines Besseren. Das war nicht einfach. Da die heimischen Sorten vermeintlich ausgestorben waren, musste man auf französisches Saatgut zurückgreifen. Erst 2006 wurden Späths Alblinse I und Späths Alblinse II in der Wawilow-Saatgutbank im russischen St. Petersburg wiederentdeckt. 2007 erhielten die Bauern der seit 2001 bestehenden Öko-Erzeugergemeinschaft „Alb-Leisa“ wenige hundert Linsensamen, die sie zwischen 2008 und 2011 im Gewächs-haus, unter Hagelschutznetzen und zuletzt im Freiland vermehrten. Seit 2012 bieten sie die beiden historischen Alblinsen-Sorten wieder zum Verkauf an. 2019 betrug die Anbaufläche in Baden-Württemberg 640 Hektar, davon wurden ca. 80 % ökologisch bewirtschaftet. Der Vertrieb spezieller Sorten als regionale Spezialität geschieht über Erzeugergemeinschaften oder im Direktverkauf in Hofläden. Ein Teil dieser Linsen wird in der regionalen Küche – z. B. „Linsen mit Spätzle und Saitenwürstle“ in Schwaben - oder als Spezialität in der gehobenen Gastronomie angeboten. Linsen sind leichter verdaulich als Erbsen und Bohnen. Ihr hoher Eiweiß- und Zink-Gehalt macht sie besonders für Vegetarier zu einem wertvollen und preiswerten Nahrungsmittel.

Ziegelsteine dienen seit tausenden von Jahren überall auf der Welt als wichtiger Baustoff. Für ihre Herstellung braucht man Ton, Lehm und heiße Öfen. Für die richtige Form sorgen Strangpressen. Moderne Ziegel haben Hohlräume, die eine bessere Schall- und Wärmedämmung bewirken.

Ziegel, Mauerziegel, Backstein oder Ziegelstein?

Die Bezeichnungen variieren regional. In der Schweiz und in Süddeutschland werden nur Dachziegel als Ziegel bezeichnet, während Mauerziegel üblicherweise Backsteine heißen. Aber egal, ob man von Ziegeln, Ziegelsteinen, Backsteinen oder Mauerziegeln spricht, immer sind es aus keramischem Material künstlich hergestellte Steine, die zum Bau von Mauerwerk genutzt werden.

Ziegel – ein Baustoff mit langer Geschichte

Lehmziegel gehören zu den ersten, schon in der Jungsteinzeit (8000 bis 6000 v. Chr.) verwendeten Baumaterialien und sind weltweit das älteste vorgefertigte Bauelement. Sie wurden in allen frühen Hochkulturen genutzt. Die ersten Lehmziegel waren - da handgeformt - unregelmäßig in der Form. Um das Jahr 3000 v. Chr. wurden erstmals in großem Umfang gebrannte Tonziegel verwendet; sie sind härter und wetterbeständiger. Die Römer verbreiteten diese Ziegel (lat. tegula für Dach-ziegel) im ganzen Römischen Reich. In der vorindustriellen Zeit wurde gereinigter Lehm oder Ton mit Sand versetzt und in einen Formrahmen gepresst. Überstehendes Material wurde abgestrichen und die Form gestürzt; diese Handstrichziegel wurden mehrere Wochen luftgetrocknet oder kamen in Trockenschuppen. Das Brennen im Meiler dauerte etwa 14 Tage, wobei für drei Tage eine Temperatur von 600 – 900 °C auf die Ziegel einwirkte. Ihre Qualität war uneinheitlich, der Ausschuss groß. Deutlich besser wurde die Ausbeute in ausgemauerten Schachtöfen, ehe die Herstellung im Zuge der Industrialisierung mechanisiert wurde; das Formen und Abstreichen erledigten nun Maschinen, gebrannt wurde in Ringöfen. Mit den neuen Methoden der Fertigung und des Brennens konnten die Herausforderungen der Industrialisierung - Fabrikhallen, Arbeitersiedlungen und repräsentative Bürgerhäuser - gemeistert werden. In Berlin wurden zahlreiche Mietskasernen mit Mauerziegeln aus dem Umland gebaut. Noch in der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden große Industriebauten wie Kraftwerke, Stahlwerke und Kokereien aus Ziegeln errichtet. Heute verdrängen Stahl, Beton und Glas Ziegel als Baumaterial; sie bieten ein günstigeres Verhältnis von Belastbarkeit und Eigengewicht und sind ökonomischer.

Ziegel-Brennen heute

Heute wird der Lehm in Strangpressen zu einem langen rechteckigen Strang geformt und von einem Drahtmesser in kleine Quader geschnitten. Stranggepresste Ziegel haben eine sehr glatte Oberfläche. Da sie größer und schwerer als traditionelle Ziegel sind, werden sie „durchlöchert“: Eine Lochform am Ausgang der Presse gibt dem Inneren des Lehmstrangs eine Wabenstruktur. So besitzt der Lochziegel bei gleicher Stabilität Hohlräume, die ihn leichter und in größeren Formaten handhabbar machen. Die Luft in den Hohlräumen bewirkt eine bessere Schall- und Wärmedämmung. Außerdem wird der rohe Lehm mit brennbaren Zuschlagstoffen wie Sägemehl oder Kunststoffkügelchen vermengt. Wenn die getrockneten Quader in Tunnelöfen geschoben werden, brennen diese Stoffe bei etwa 1000 Grad Celsius aus und hinterlassen Poren im Lehmgemisch. Während des Brandes bewegen sich die Ziegel auf Wagen durch den Ofen. Die Hitze sorgt für chemische Veränderungen im Material, was die Ziegel besonders widerstandsfähig und stabil macht. Ihre Farbe hängt von den im Ton enthaltenen Mineralien ab. Ein hoher Eisengehalt führt durch die Oxidation des Eisens zu hell- bis dunkelroten und braunen Farbtönen. Ein hoher Kalk- und geringer Eisengehalt führen zu gelben Farbtönen. Nach dem Abkühlen werden die Kanten der Ziegel in einer Schleifanlage geglättet. Dann sind sie fertig für den Einsatz.

Ein Hochzeitskleid wird gemacht. Das Material des Kleides: Salz. Damit das kristalline Kleid entstehen kann, müssen Salzgehalt, Temperatur und Experimentdauer exakt aufeinander abgestimmt werden.

Bei den Römern gab es in jeder größeren Stadt öffentliche Badehäuser, die Thermen. Diese standen allen Bevölkerungsschichten offen. Ein Besuch in den Thermen diente mehr als nur der Reinlichkeit: Man traf sich dort gerne zu Gesprächen und Handelsgeschäften. Aber wo machten die Römer ihre "anderen" Geschäfte?

Das weltweite Phänomen des Klimawandels verschont auch den Schwarzwald nicht. Die Zunahme von heißen Sommern, milden Wintern und Extremwetterlagen werden die Flora und Fauna des größten deutschen Mittelgebirges in den kommenden Jahrzehnten verändern. Erste Auswirkungen sind schon jetzt spürbar.

Der Schwarzwald

Der Schwarzwald Im Südwesten von Baden-Württemberg ist das größte und mit Gipfeln wie dem Feldberg (1.493 m) und dem Belchen (1.414 m) auch das höchste deutsche Mittelgebirge. Zudem ist er eines der größten geschlossenen Waldgebiete in Deutschland, das heute zu 80 Prozent aus Tannen und Fichten besteht. Ursprünglich war der Schwarzwald ein Mischwald aus Laubbaumarten und Tannen; Fichten wuchsen nur in den Höhenlagen. Die intensive Nutzung (Rodungen, Erzabbau, Glashütten, Köhlerei) führte dazu, dass der Baumbestand Mitte des 19. Jahrhunderts in manchen Gegenden fast vollständig abgeholzt war. Vor allem im Nordschwarzwald bestimmten Busch- und Grünland die Vegetation. Das machte umfangreiche Aufforstungen notwendig, bei denen überwiegend Fichten gepflanzt wurden; denn Deutschlands wichtigste Wirtschaftsbaumart wächst schnell und gedeiht auch in kargen Gegenden gut.

Klimawandel –Temperaturanstieg und Wetterextreme

Der Weltklimarat erwartet, dass die Zahl, Dauer und Intensität von Hitzewellen und Dürren, aber auch von Wetterextremen wie Starkregen und Hochwasser in den nächsten Jahrzehnten zunehmen werden. Auch Baden-Württemberg wird davon nicht verschont bleiben. Erste Folgen des Klimawandels sind schon jetzt nicht mehr zu übersehen. Deshalb hat das Land 2015 ein Klimaschutzgesetz verabschiedet, das eine laufende Berichterstattung zum Thema vorschreibt. Der erste Bericht widmet sich vor allem dem drastischen Temperaturanstieg der vergangenen Jahrzehnte. Der März 2014 war in Baden-Württemberg der wärmste März seit Beginn der Wetteraufzeichnungen vor 130 Jahren. Die durchschnittliche Jahrestemperatur in allen Regionen des Landes ist binnen 30 Jahren um ein Grad Celsius auf 10,1 Grad Celsius gestiegen. Die Zahl der warmen Tage (über 25 Grad Celsius) hat von 31 auf 42, die der heißen Tage (über 30 Grad Celsius) von fünf auf neun pro Jahr zugenommen. So genannte Eistage sind seltener geworden. Der vergleichsweise höchste Temperaturanstieg wurde auf dem Feldberg gemessen: Dort stieg die Jahrestemperatur seit den 1950er Jahren im Durchschnitt um 1,6 Grad Celsius und lag 2015 im Mittel bei 5,4 Grad Celsius. Im Murgtal hat die Obstblüte in den vergangenen 25 Jahren im Schnitt 13 Tage früher eingesetzt als im Vergleichszeitraum zuvor. Kommt es dann zu Spätfrösten, ist der Ertrag erheblich bedroht. Je nach Szenario könnte die Durchschnittstemperatur in Baden-Württemberg bis zum Ende des Jahrhunderts um 2,5 bis 3,6 Grad Celsius ansteigen. Wasserversorger im Land sind schon jetzt alarmiert, da lokale Trinkwasserquellen in besonders trockenen Jahren wie 2018 an ihre Grenzen kamen.

Klimawandel im Schwarzwald – Folgen für die Flora

Auch im Schwarzwald hinterlassen trocken heiße Sommer und milde Winter ihre Spuren. Normalerweise bestimmen geringe Temperaturschwankungen und hohe Niederschläge, vor allem im Winter, das Klima dieses Naturraumes. Jetzt leiden die Skipisten der wichtigsten Tourismus-Region Baden-Württembergs unter Schnee-mangel. Die sommerliche Trockenheit und der damit einhergehende Befall durch Borkenkäfer setzen vor allem Fichten, aber auch Tannen und Kiefern zu. Kommt noch starker Wind hinzu, führt das zu regelrechten Kahlschlägen. Ganze Waldstücke sind bereits abgestorben. Das Erscheinungsbild und die Pflanzenwelt des Schwarzwalds werden sich in den kommenden Jahrzehnten verändern. Baumarten, die heute in tieferen Lagen beheimatet sind, drängen in höhere Regionen, wo sie besser mit dem sich verändernden Klima zurechtkommen. Der Anteil an Fichten wird langfristig sinken, der Anteil an hitzeresistentem Mischwald (Buche, Bergahorn, Vogel- und Mehlbeere) wird steigen. Wachsen könnte auch der Bestand an einheimischen Weißtannen und aus Nordamerika eingeführten Douglasien, da beide Arten mit der sommerlichen Hitze und Trockenheit vergleichsweise gut zurechtkommen. Die anspruchslosen und schnell wachsenden Douglasien gelten als die produktivere Ersatzbaumart; es gibt jedoch Zweifel, ob das Ökosystem Schwarzwald sie in großer Zahl verträgt. Forscher bevorzugen für die Hochlagen Weißtannen, denen sie eine vorteilhaftere Wirkung auf die Biodiversität zuschreiben.

Klimawandel im Schwarzwald – Folgen für die Fauna

Wetterextreme setzen nicht nur der Flora, sondern auch der Fauna zu. Starkregen im Frühling zerstört die Nester offen brütender Vögel wie des Zitronenzeisigs, dessen Bestand in kurzer Zeit von 300 Paaren auf Null gefallen ist. Auch kälteliebende Vogelarten wie die Ringdrossel leiden unter dem Temperaturanstieg. Winterschläfer wie etwa der Gartenschläfer sind gefährdet, weil milde Winter ihren Winterschlaf stören: Die Tiere, die im Herbst ihre Körpertemperatur senken, nehmen während des Winterschlafs keine Nahrung auf. Die Energie für die verlangsamten Stoffwechselaktivitäten stammt aus den im Sommer angefressenen Fettdepots. Kommt ihr Stoffwechsel zu früh wieder in Gang, können die Fettreserven zu schnell verbraucht werden und die Tiere im schlimmsten Fall verhungern. Während die einen leiden, verbessern sich die Lebensbedingungen anderer: Zecken, die Krankheiten wie Hirnhautentzündung oder Borreliose übertragen, haben kein Problem mit Wärme und Feuchtigkeit. Sie kommen inzwischen auch in den höheren Lagen vor, die sie früher mieden, weil sie zu kalt und zu trocken für sie waren. Und im Oberrheingraben wurde schon die asiatische Tigermücke gesichtet, die das gefährliche Dengue-Fieber übertragen kann.  Pessimistische Prognosen sehen den Nordschwarzwald bis 2100 in Klimazonen rutschen, wie sie derzeit in Südfrankreich zu finden sind. Die Optimisten setzen darauf, dass sich die Wälder dem Klimawandel anpassen und mit der Zeit stabiler gegenüber Klimaveränderungen und sogar artenreicher werden.

In unserem Experiment schießen wir einen Ball rückwärts aus einem fahrenden Auto. Ball und Auto haben entgegengesetzt gleiche Geschwindigkeit. Heben sich die Geschwindigkeiten gegenseitig auf? Verharrt der Ball in der Luft? Die Hochgeschwindigkeitskamera wird es zeigen…

Wir schicken einen Rennwagen mit Elektromotor an den Start - betrieben mit Batterien aus Zitronensaft und Kupfer- oder Magnesium-Elektroden. Eine Strecke von 200 Metern soll er bewältigen. Ob das zu schaffen ist?

Eine Batterie lässt sich aus Kohle, Metall, Papier, Flüssigkeit und Draht basteln. Unser Team belädt einen Anhänger mit solchen Batterien, um damit eine richtige Lokomotive anzutreiben. Die Lok ist zwar klein aber richtig schwer. Kann sie mit diesem Antrieb auf große Fahrt gehen?

An den Seiten eines Buches ziehen wir einen Sumoringer in die Höhe. Die Reibungskräfte der ineinander verschränkten Buchseiten sollen ihn in der Luft halten. Wird er schweben oder zu Boden stürzen?

Wir untersuchen eine Flüssigkeit mit erstaunlichen Eigenschaften. Wird sie unter Druck gesetzt, fließt sie nicht davon, sondern verfestigt sich, wird dann aber gleich wieder flüssig. Wir lassen mehrere Sportler ein Becken durchqueren, das mit dieser Flüssigkeit gefüllt ist. Läufer, Weitspringer und Turner müssen heftigen starken Druck ausüben; nur dann kann das Flüssige fest werden.

Wir erhitzen Wasser in einem verschlossenen Rohr: Großer Druck entsteht. Wenn wir das Rohr öffnen, wird das Wasser zu Dampf und dehnt sich explosionsartig aus. Ob wir mit Hilfe einer solchen Dampfexplosion einen Ball aus dem Rohr herausschießen können?

Professionelle Sänger und Sportler versuchen mit bloßer Stimmgewalt ein Glas zerspringen zu lassen. Ob sie das schaffen?

Ein Lied zum Anfassen und immer wieder neu Abspielen ist das Ziel dieses Experiments. Dazu gießen wir die Vibration der Töne in eine Form. Es entsteht eine Welle. Mit einem Wagen, einer selbstgebauten Lautsprecherbox und einer kleinen Nadel wollen wir dieser Welle wieder die ursprünglichen Töne entlocken.

Ein langes, schweres Stahlrohr soll zum Wippen gebracht werden. Die erlaubten Hilfsmittel sind ein paar Gasbrenner und mehrere Kugeln, die in das Rohr gefüllt werden. Wir erhitzen eine Seite und lassen die andere abkühlen. Wie verhalten sich dabei die Kugeln und kann dieses Verfahren das schwere Stahlrohr in Bewegung setzen?

Einen Elektromagneten selbst zu bauen, ist kein Problem. Aber kann so ein Magnet auch das Gewicht eines erwachsenen Mannes halten?

Rosa Gefieder, lange dünne Beine und ein einzigartiger Schnabel. Flamingos sind außergewöhnliche und elegante Vögel. Bekannt sind vor allem die großen Flamingokolonien in salzigen Flachwasserzonen, wo sich die Tiere von Salinenkrebschen ernähren. Aber Flamingos kommen auch mit Süßwasser gut zurecht. Sie wurden sogar schon am Chiemsee und am Bodensee gesichtet. 

Uralte Verwandtschaft  

Innerhalb der Klasse der Vögel gehören Flamingos zur Ordnung der Phoenicopteriformes und der Familie der Phoenicopteridae. Sechs verschiedene Arten sind bekannt: Rosaflamingo (Phoenicopterus roseus), Kubaflamingo (Phoenicopterus ruber), Chileflamingo (Phoenicopterus chilensis), Zwergflamingo (Phoeniconaias minor), Andenflamingo (Phoenicoparrus andinus) und James-Flamingo (Phoenicoparrus jamesi). Evolutionär betrachtet stammen Flamingos von einer sehr alten Vogelgruppe ab. Fossilfunde belegen, dass diese bereits vor 30 Millionen Jahren im erdgeschichtlichen Zeitintervall Oligozän lebten.

Majestätisch und gesellig 

Flamingos sind große, majestätische Vögel. Bei einem Gewicht von zwei bis vier Kilogramm werden sie bis zu 160 cm groß. Sie fallen vor allem durch ihr ganz in Rosa gefärbtes Federkleid, den langen Hals, den nach unten abgeknickten Schnabel und die langen Beine auf, mit denen sie sowohl durch seichtes als auch durch tieferes Gewässer waten können. Flamingos sind sehr gesellige Tiere und leben oft in großen Kolonien. Besonders faszinierend ist der Balztanz. Dabei präsentieren sich die Männchen - dicht an dicht – mit synchron ausgeführten und komplex kombinierten Tanzfiguren, wie zum Beispiel dem "Head Flagging” (Hin- und Herbewegen des Kopfes bei gestrecktem Hals), “Marching” (geschlossenes Marschieren der Gruppe mit abruptem Richtungswechsel) oder dem “Wing salute” (Stillstehen und Ausbreiten der Flügel). 

Der Schnabel – ein hochspezialisierter Filterapparat 

Zum Fressen tauchen Flamingos den Schnabel mit der Oberseite nach unten ins Wasser und schwenken dabei den Kopf hin und her. Manchmal trippeln sie dabei auch im Schlamm, um ihn mit allem, was sich an Kleinstlebewesen so darin tummelt, aufzuwühlen. Das schlammige Gemisch wird in den Schnabel durch Bewegungen der Zunge eingesaugt und dann gleich wieder herausgepresst. An den Seiten besitzt der Schnabel kurze Zähnchen, Lamellen genannt. Kleine Krebse und Muscheln, Insekten, Weichtiere, Wasserpflanzen, Pflanzensamen, Algen und andere Kleinstlebewesen (Größe zwischen 0,6 und 6 Millimeter) bleiben darin hängen und werden dann heruntergeschluckt. Diese Art Schnabel wird wegen seiner Filterfunktion auch “Seihschnabel” genannt (seihen = sieben, aussieben). Manchmal nutzen Flamingos ihren Schnabel aber auch wie eine Zange, um etwas größere Beutetiere wie Fische oder Krebse zu ergreifen. 

Farbgebendes Futter – gut gesalzen 

nsgesamt haben Flamingos ein breites Nahrungsspektrum. Eine Besonderheit ist ihre Spezialisierung auf extrem salzhaltige Gewässer. Dort haben sie wenig Nahrungskonkurrenten und ernähren sich von Salinenkrebsen (Artemia salina) und Algen. Über Salzdrüsen im Schnabel können sie zu viel aufgenommenes Salz wieder ausscheiden. Die Krebse und manche Algen enthalten Carotinoide, natürliche Farbstoffe, die rötlich färben. Diese werden in der Leber des Flamingos mithilfe von Enzymen in Farbpigmente umgewandelt, die in die Federn eingelagert werden. Dadurch wird das Gefieder rosa. Ohne diese Pigmente entfärbt es sich nach einiger Zeit wieder. Die Pigmente färben auch die nahrhafte Kropfmilch rot, mit der die Eltern ihren Nachwuchs in den ersten Lebenswochen füttern. Auch wenn Flamingos sehr gut an das Leben in salziger Umgebung angepasst sind – sie finden auch in Süßgewässern Nahrung und können dort brüten.   

Lebensräume 

Flamingos haben ihren Lebensraum je nach Art in Südamerika, Mittelamerika, Nordamerika, Afrika und Asien. Der Rosaflamingo kommt auch in Europa vor. In Südeuropa gibt es Flamingokolonien in Spanien, Portugal, Italien und Südfrankreich. In der Camargue an der französischen Mittelmeerküste befindet sich eines der wichtigsten europäischen Brutgebiete. In manchen Jahren brüten dort über zwanzigtausend Flamingo-Paare. Die nördlichste europäische Brutkolonie befindet sich in Nordrhein-Westfalen an der Deutsch-Niederländischen Grenze im Naturschutzgebiet “Zwilbrocker Venn”.  

Flamingos am Bodensee 

Von Ende Dezember 2014 bis Mitte Januar 2015 wurden fünf Rosaflamingos am Untersee zwischen Hegne und Konstanz gesichtet. Ornithologen konnten mit dem Fernglas die Ringnummer erkennen und die Herkunft der Tiere feststellen. Die Flamingos am Bodensee waren keine Zooflüchtlinge, sondern Wildvögel, die aus Italien kamen. Die Tour von Italien an den Bodensee war aber auch keine Zugroute; vielmehr vermuten Ornithologen in der ungewöhnlichen Reise einen Erkundungsflug, bei dem die Vögel nach neuen Nahrungsangeboten oder gar Brutgebieten suchten. Das Klima am Bodensee ist eigentlich zu kalt für Flamingos. Mit den wärmeren Temperaturen, die durch den Klimawandel in Zukunft zu erwarten sind, könnte die Bodenseeregion für sie aber interessant werden. Die Frage, ob Flamingos am Bodensee tatsächlich erfolgreich brüten können, ist schwer zu beantworten. Nahrung gäbe es genug, aber da Starkregenereignisse und Schneeschmelze einen starken Anstieg des Wasserpegels mit sich bringen können, wäre die Gefahr groß, dass die Schlammhügel, die die Flamingos als Nest anlegen, vollständig überschwemmt würden. 

Wacholderheiden gehören zu den artenreichsten Biotopen in Mitteleuropa. Ihre besondere Beschaffenheit verdanken die offenen, von Wacholderbäumen dominierten Graslandschaften, den Schafherden, die sie über Jahrhunderte beweideten. Der Rückgang der Wanderschäferei bedroht die Existenz der alten Kulturlandschaften.

Die Entstehung von Wacholderheiden

Wacholderheiden gibt es überall in Europa und Deutschland, z. B. auch auf der Schwäbischen Alb. Sie liegen zumeist weit entfernt von Ortschaften, in trockenen, stickstoff- und nährstoffarmen, oft steilen und nach Süden exponierten Hanglagen. Die Südlage und der fehlende Schatten sorgen dafür, dass es auf den Heiden im Sommer sehr heiß werden kann; die Luftfeuchtigkeit ist gering. Verantwortlich für ihre Entstehung sind zwar auch die Menschen, die Bäume fällten und große, sonnige Weideflächen für ihre Nutztiere schufen. Entscheidend waren aber die kulinarischen Vorlieben der Ziegen und Schafe, die sie im Laufe der Jahrhunderte beweideten. Während die Herden die wohlschmeckenden und gut erreichbaren jungen Triebe von Waldbäumen mit Genuss verspeisten, verschmähten sie deren Konkurrenten, den namengebenden, stacheligen Wacholder und andere Pflanzen mit unangenehm piksenden Blättern und Dornen.

Flora und Fauna

Da Bäume klein gehalten wurden, nahmen Gräser, Kräuter, Moose und Flechten die wenig fruchtbaren Flächen in Besitz. Neben dem Wacholder finden auch dornige Holzgewächse wie Schlehe, Berberitze und Weißdorn ideale Bedingungen. Silberdisteln, Küchenschellen, Schwalben- und Nieswurz gedeihen ebenso wie verschiedene Enzianarten, scharf schmeckender Feldthymian, Wermut oder die Zypressenwolfsmilch, deren Milchsaft giftig ist. Eine Besonderheit sind seltene Orchideenarten wie die geschützten Knabenkräuter und die Fliegenragwurz, die im Juni blüht. Diese Pflanzenarten locken zahlreiche Insekten und Schmetterlinge an. Auch auffällig viele Heuschreckenarten und wärmeliebende Wirbeltiere wie Kreuzottern und Eidechsen sind hier heimisch. Für viele Tier- und Pflanzenarten sind Wacholderheiden ein Paradies – und zugleich sind sie eines der artenreichsten Ökosysteme Europas.

Eine besondere, aber bedrohte Kulturlandschaft

Da es heutzutage immer weniger Wanderschäfer gibt, drohen Wacholderheiden wieder waldartig zuzuwachsen; manche holt sich der Wald – durch die so genannte Sukzession - auf natürliche Weise zurück, andere wurden nach der Aufgabe der Schäferei mit Kiefern und Fichten gezielt wiederaufgeforstet, fielen der Intensivierung der Landwirtschaft zum Opfer oder mussten Besiedelung, Straßen oder Steinbrüchen weichen. Da aber extensiv genutzte, so genannte Magerstandorte – im Unterschied zu fettem Grünland - selten geworden sind, werden Wacholderheiden heute aus Gründen des Natur- und Landschaftsschutzes wieder verstärkt offengehalten. Für ihre Beweidung erhalten Schäfer in ganz Deutschland Gelder aus Naturschutz- oder Landwirtschafts-Programmen. Die meisten Wacholderheiden, insbesondere die großflächigen, sind heute in Deutschland und anderen europäischen Ländern als Naturschutzgebiete oder Naturdenkmale ausgewiesen. Denn die besondere Landschaft hat nicht nur eine kulturhistorische Bedeutung wegen ihrer Nutzung für die Weidewirtschaft; sie ist auch als Erholungsgebiet und als Insel-Biotop inmitten intensiv genutzter Flächen wichtig und spielt eine große Rolle für den Artenschutz, da viele seltene Tier- und Pflanzenarten sie als Rückzugsort nutzen.

Parabolantennen empfangen Radiowellen aus den Tiefen des Alls. Um herauszufinden, wie das funktioniert, lassen wir Bälle in einen Parabolspiegel fallen.

Was ist das Pessach-Fest?

Die 16-jährige Taja und ihre Familie sind in Vorfreude und im Vorbereitungsstress. Denn Pessach steht vor der Tür, eines der wichtigsten Feste im Judentum. Woran erinnern die Juden mit Pessach? Welche Riten und Gebote spielen dabei eine Rolle?

Der zur Familie der Lappentaucher gehörende Haubentaucher war in Deutschland Vogel des Jahres 2001. Das hat seine Gründe: Er sieht gut aus, hat ein spektakuläres Balzverhalten und ist ein perfekter Unterwasserjäger!

Federhauben und Schwimmlappen

Der Haubentaucher (Podiceps cristatus) ist der bekannteste, größte und häufigste Vertreter einer der ältesten Vogelfamilien, der Podicipedidae, auch Lappentaucher genannt. Sein Familienname verdankt sich dem Umstand, dass er an den Zehen Schwimmlappen hat und keine Schwimmhäute wie Enten. Weitere illustre Familienmitglieder sind Rothals- und Schwarzhalstaucher, Ohren- und Haarschopftaucher. Haubentaucher sind etwa so groß wie Stockenten, haben aber viel längere Hälse; sie werden zwischen 800 und 1400 g schwer. Die Männchen und die etwas kleineren Weibchen sind gleich gefärbt, das Gefieder an Hals und Bauchunterseite ist weiß, der spitze Schnabel rötlich. Namensgeber und auffälligstes Merkmal im Prachtkleid ist die rotbraun und schwarz gefärbte Federhaube. Im Schlichtkleid, das vom Herbst bis in den Januar getragen wird, ist der Kopfschmuck stark reduziert.

Verbreitung und Lebensraum

Haubentaucher sind weit verbreitet; sie kommen in Europa, Asien und Nordafrika ebenso vor wie in Australien und Neuseeland. Je nach geographischer Lage sind sie Zug- oder Standvögel. In Deutschland sind Haubentaucher überwiegend Standvögel, die aber, wenn die Seen länger zugefroren sind, zum Überwintern auch an Küsten wandern. Zu den europäischen Seen, wo sie sich im Winterhalbjahr zahlreich einfinden, gehören Genfer See, Bodensee und Neuenburger See. Der Haubentaucher brütet auf Süßwasserseen mit ruhigen Schilfgürteln; am liebsten sind ihm fischreiche Gewässer, die mindestens fünf Hektar groß sind; auf kleineren Seen ist er nur selten zu finden. Vor der Brut kommt aber die Balz; und dabei legen sich Haubentaucher und Haubentaucherin mächtig ins Zeug.

Spektakuläres Balzverhalten

Ihre Balz macht die Haubentaucher zu Showstars im Vogelreich. Der ritualisierte Flirt, auch Paarbildungsverhalten genannt, besteht aus mehreren festen Elementen, die zu Balzzeremonien kombiniert werden: Beim Kopfschütteln verharren beide Partner in geringem Abstand voneinander und schütteln mit steil nach oben gerecktem Hals ihre Köpfe; beim Scheinputzen werden mit geschlossenem Schnabel wenige Federn angehoben; beim Material-Präsentieren zeigen die Partner sich gegenseitig einige Sekunden lang Pflanzenteile, ehe sie diese ins Wasser fallen lassen; die Geister- und Pinguin-Pose wiederum ist durch rasches Paddeln und den steil aus dem Wasser aufgerichteten Körper beider Partner charakterisiert, während die Katzen-Pose sich durch ein - scheinbar drohendes - Abwinkeln der Flügel auszeichnet. Das ausgeprägte gestische Balzverhalten wird akustisch von einem harten "kröck-kröck-kröck" untermalt.

Kernkompetenz Unterwasserjagd

Haubentaucher haben kräftige Beine, die - verglichen mit denen anderer Wasservögel - sehr weit hinten am Körper liegen. So kommen sie zwar an Land eher mühsam voran, aber für den Antrieb und die Steuerung unter Wasser sitzen die Beine ideal. Dort ist der Haubentaucher - wie sein Name schon andeutet - in seinem Element. Da er vergleichsweise wenig Luft in den Knochen hat, ist er relativ schwer und sein Auftrieb ist gering. Unter Wasser bewegt er sich sehr geschickt. Er kann bis zu einer Minute lang tauchen – dann muss er zum Luftholen an die Wasseroberfläche. Da ein erwachsener Haubentaucher pro Tag bis zu 200 Gramm Fisch benötigt, muss er einen halben Tag für die Nahrungsbeschaffung einplanen. Haubentaucher fressen hauptsächlich kleine Fische, die sie tauchend jagen und noch unter Wasser verzehren. Zur typischen Süßwasser-Beute gehören Flussbarsch und Rotauge, aber auch Wasserinsekten, Frösche, kleine Krebse und - in Küstengewässern - Garnelen werden nicht verschmäht.

Das Purpurweidenjungfernkind (Boudinotiana touranginii) ist eine Schmetterlingsart, die 2015 in den Auwäldern am Oberrhein wiederentdeckt wurde, nachdem sie zuvor als ausgestorben galt. Seinen Namen verdankt der Schmetterling der Purpurweide, an der er bevorzugt lebt.

Name, Vorkommen und Aussehen

Das Purpurweidenjungfernkind (Boudinotiana touranginii) gehört zu den Jungfern-kindern (Archiearinae), einer kleinen Unterfamilie der Spanner (Geometridae), die zu den Nachtfaltern gerechnet werden. Allerdings stellt es eine Ausnahme dar, denn das Purpurweidenjungfernkind ist tagaktiv. Die Jungfernkinder werden so genannt, weil sie nach dem Winter als Vorboten des Frühlings in der noch jungfräulichen Natur erscheinen. Das Purpurweidenjungfernkind wurde 1870 von den Franzosen Maurice Sand und Jean Étienne Berce als eigene Art beschrieben, nachdem sie festgestellt hatten, dass die Raupen dieses Jungfernkindes ausschließlich an der Purpurweide lebten. Die Rinde des Busches und die Weidenkätzchen sind purpurfarben. Die drei anderen, in Europa heimischen Jungfernkinder-Arten leben an Birken oder Pappeln. Das Purpurweidenjungfernkind wurde lange Zeit als eigene Art ignoriert, weil es sehr selten gefunden wird. Das liegt auch daran, dass es nur eine extrem kurze Zeit lang als Falter auftritt, und zwar schon im März, bevor die Weiden aufblühen. Noch im selben Monat legen die Falter ihre grünen Eier. Die Raupen ernähren sich vom Purpurweiden-Busch. Die Vorderflügel des ausgewachsenen Purpurweidenjungfernkinds sind graubraun gefärbt; mit dunklen gezackten Querbinden in der hinteren Flügelhälfte. Die Hinterflügel sind orange gefärbt, dunkel umrahmt und zeigen zusätzlich eine dunkle schlingenförmige Zeichnung. Die Flügelspannweite beträgt 21 – 27 Millimeter.

Die Entdeckung – ein Highlight für die Schmetterlingsforschung

Im März 2015 entdecken Schmetterlingsforscher vom Naturkundemuseum Karlsruhe in den Auwäldern am Oberrhein erstmals ein Exemplar des Purpurweidenjungfernkinds in Deutschland. Zuvor galt der zuletzt 1935 im Elsass gesichtete Schmetterling als ausgestorben. Wegen dieses Nachweises hatten die Karlsruher Biologen jedoch vermutet, dass es die seltene Schmetterlingsart auch auf der deutschen Rhein-Seite noch bzw. wieder geben könnte. Aber sie mussten – unterstützt von ehrenamtlichen Forschern der Entomologischen Arbeitsgemeinschaft Karlsruhe - zehn Jahre lang suchen, ehe ihnen der Falter am Ufer des südlichen Oberrheins ins Netz ging; denn, solange er sich nicht bewegt, ist er perfekt getarnt. Für die Schmetterlingskundler war es ein Highlight ihres Berufslebens. Gerade in einem gut erforschten Gebiet wie Deutschland, das eine 200-jährige Geschichte der Insekten- und Schmetterlings-Forschung hat, sind überraschende Neuentdeckungen eine Seltenheit.

Überleben oder Aussterben?

Die Purpurweidenjungfernkinder und ihre Raupen, die im Holz der Purpurweiden leben, haben sich den Lebensbedingungen in den Auwäldern am Oberrhein gut angepasst. Selbst Schneefälle und Hochwasser, die den Weidenbüschen zusetzen, übersteht die widerstandsfähige Art unerwartet gut. An einem Tag konnten die Forscher 53 Exemplare beobachten: Die erstaunliche Zahl ist in Zeiten des Insektensterbens ein kleiner Lichtblick. Um sicher zu gehen, dass es sich um die gesuchten Purpurweidenjungfernkinder handelt, fangen die Schmetterlingsjäger sie ein. Die Falter werden bestimmt, gezählt und begutachtet. Einige wenige werden als Belegexemplare für die Nachwelt präpariert und im Staatlichen Naturkundemuseum in Karlsruhe fachmännisch verwahrt. Die Biologen fürchten, dass die Art, die auch in Nordspanien und Zentralfrankreich heimisch ist, schon bald wieder verschwunden sein könnte. Denn auch die Zahl anderer Schmetterlingsarten, die weit häufiger vorkommen, geht zurück. Nicht wenige Arten sind vom Aussterben bedroht.

Können wir Töne unter Wasser hören? Pflanzt sich der Schall dort genauso fort wie in der Luft? Ein Versuch auf dem Meer soll Klarheit bringen. Wir lassen einen Lautsprecher ins Wasser, der einen Ton sendet und ein Mikrofon, das diesen Ton empfangen soll. Der Abstand zwischen beiden beträgt mehr als einen Kilometer. Mal hören, was passiert!

Ralf ist Bildmischer. Während der Aufzeichnung der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“ sitzt er im Ü-Wagen und beobachtet die Aufnahmen von sechs Kameras. Er ist in ständiger Verbindung mit den Kameraleuten und entscheidet blitzschnell, welche Einstellungen in die Sendung kommen.

Hardy ist Kameramann. Mit seinem Team dreht er diesmal auf einem Hühnerhof. Seine Ausrüstung ist immer dabei: Kameras, Objektive und Stative. Zusammen mit der Filmredakteurin plant Hardy die unterschiedlichen Motive und Kameraeinstellungen, denn Aufbau und Wirkung seiner Bilder sind am Ende ausschlaggebend für den Film.

„Mit Licht malen“, so beschreibt Lichttechniker Glenn seinen Beruf. Unzählige Scheinwerfer müssen die Lichttechniker im SWR-Studio bedienen. Vor jeder Sendungsaufzeichnung legen sie die passenden Lichteinstellungen fest: So können sie Moderationen, Showeinlagen oder Interviews ins rechte Licht rücken…

Juri ist Regisseur bei einer der Doku-Soap. Mit seinem Team begleitet er eine Schülerin bei einem Krankenhauspraktikum. Ein aufregender Tag, den Juri mit den richtigen Bildern in Szene setzen muss – denn seine Geschichte soll spannend, interessant und unterhaltsam sein.

Gert ist Requisiteur und richtet die Drehorte für Fernsehsendungen ein. Manche Requisiten kann Gert aus dem Lager des Senders holen; vieles aber muss er erst organisieren, das heißt leihen, kaufen oder auch selbst herstellen...

Stefan ist Sounddesigner beim SWR-Jugendradio „DASDING“. Sein Job ist es, originelle Toneffekte und Soundcollagen zu erzeugen. Stefan kann mit Tönen und Effekten nahezu alles simulieren, von Tropfsteinhöhlen bis zu Autorennen…

Stefan, Jan und Reinhard sind Tontechniker bei der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“. Sie bedienen und kontrollieren bei dieser Studiosendung alle Mikrofone und Reglerpulte. Alle Töne sollen gut verständlich und im richtigen Verhältnis zueinander aufgenommen und gesendet werden. Da ist Teamarbeit gefragt.

Bea ist Aufnahmeleiterin bei der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“. Sie koordiniert die Proben und Aufzeichnungen und sorgt dafür, dass Team und Gäste rechtzeitig an ihrem Platz sind. Der Zeitplan bei den Dreharbeiten ist eng, Bea hat immer die Uhr im Blick.

Claudia ist Cutterin. Sie arbeitet an einem digitalen Schnittplatz. In Zusammenarbeit mit einer Redakteurin wählt sie Bilder und Töne aus dem Drehmaterial aus, stellt sie neu zusammen, gestaltet Übergänge und schneidet so den Film. Dazu braucht Claudia technisches Know-how und noch einiges mehr…

Christiane ist Maskenbildnerin. Sie schminkt und frisiert Schauspieler für ihre Auftritte vor der Kamera. Christiane hantiert aber nicht nur mit Bürste und Puderquaste, sie knüpft auch falsche Bärte oder Brusthaartoupets und darf die Akteure hässlich machen – wenn das Drehbuch es so will.

Katja ist Social-Media-Redakteurin. Sie arbeitet für unterschiedliche Sendungen und Shows und ist ständig in Kontakt mit den Zuschauern. Über die Plattformen Facebook und Twitter versorgt sie die Fans der Sendungen mit den neuesten Informationen.

Muschda ist Moderatorin bei der SWR-Kindersendung „Tigerentenclub“. Zusammen mit ihrem Kollegen Lukas führt sie durch die Sendung. Sie interviewt die Studiogäste, kündigt Showeinlagen an und moderiert Gespräche. Vor der Kamera stehen, ist aber noch längst nicht alles.

Wir wollen wissen, was die Luft aus einem Klassenzimmer wiegt. Wir sammeln die Luft in Plastiktüten ein und versuchen sie zu wiegen. Doch das geht schief. Vielleicht klappt es, wenn wir die Luft komprimieren?

Fressen und gefressen werden - ein ewiges Gesetz der Natur. Aber wer frisst eigentlich wen? Und was geschieht mit den Lebewesen am Ende ihres Lebens?

Kuhfladen und Pferdeäpfel sind der Lebensraum vieler Insekten wie Fliegen und Käfer. Manche – wie der Dungkäfer – ernähren sich friedfertig vom Dung, andere, räuberische Arten, nutzen den Dung als Jagdrevier. Aber alle leisten einen wichtigen Beitrag für den Nährstoffkreislauf und das Ökosystem.

Käfer, Fliegen und ihr Beitrag zum Ökosystem

Für manche Tiere ist der Kot anderer Tiere ein Festmahl. Was Pferde und vor allem Rinder beim Stoffwechsel als unbrauchbar ausscheiden, ist für Insekten und anderes Getier notwendige Lebensgrundlage. Sie nutzen den Dung, bei dessen Zersetzung Wärme entsteht, als Eiablage und finden darin Nährstoffe. In Kuhfladen und Pferdeäpfeln gedeihen zahlreiche Fliegen- und Käfer-Arten, die sich – wie der Stierkopf-Dungkäfer aus der Familie der Blatthornkäfer - im Laufe der Evolution auf die Ausscheidungen großer Haus- und Wildtiere spezialisiert haben. Zusammen mit anderen Dung-Liebhabern sorgen sie dafür, dass Weideflächen nicht im Mist versinken, denn eine Kuh hinterlässt dort täglich etwa zehn Fladen von je zwei Kilogramm Gewicht. Tausende Kuhdung-Besucher helfen mit, einen Fladen binnen 40 Tagen abzubauen und aus dem Kuhmist wertvollen Humus zu machen. Die Biomasse, also das Gesamtgewicht von Insektenlarven und ausgewachsenen Insekten, die sich im Laufe eines Jahres in den Ausscheidungen einer Kuh finden, beläuft sich auf 120 Kilogramm. Indem sie Nährstoffe in den Boden bringen und ihn durchmischen, leisten Dungkäfer und ihre Helfer und Gegenspieler einen wichtigen Beitrag zum Nährstoffkreislauf. Ohne ihr produktives Recycling würde das Ökosystem Weideland nicht funktionieren. Wie geht das im Einzelnen vor sich?

Ein Kuhfladen wird zersetzt...

Die verschiedenen Verfallsstadien eines Kuhfladens locken jeweils unterschiedliche Lebewesen an, die in ihrem Zusammenspiel eine komplexe Leistung vollbringen. Solange der Fladen noch weich ist, deponieren z. B. die Weibchen der Gelben Dungfliegen ihre Eier darin. Nach zwei Tagen tummeln sich unzählige Maden und Larven im Fladen. Dungkäfer verbringen hier ihr ganzes Leben: Sie vertilgen den Kuhdung, machen die darin noch enthaltenen Nährstoffe für Pflanzen verfügbar und geben den Weiden so etwas von dem zurück, was die Kühe abgegrast haben. Einige Dungkäfer-Arten arbeiten den Kot in den Boden ein: Dafür graben sie Gänge, die sie mit Dung füllen, in dem sie wiederum ihre Eier ablegen. Wenn ihre geschlüpften Larven den Dung verzehren, lockern die nun leeren Gänge den Boden auf und versorgen ihn mit Sauerstoff und Nährstoffen. Das kommt dem Wachstum der Pflanzen zugute. Die Dungkäfer bringen Pflanzensamen, die die Weidetiere ausgeschieden haben, unter die Erde; dort können die Samen keimen. So helfen die Käfer, Pflanzenpopulationen zu erhalten. Parasiten, die über den Verdauungstrakt der Weidetiere in deren Dung gelangen, vermehren sich nur begrenzt, weil Dungkäfer den Kot schnell in den Boden bringen. Bliebe der Dung zu lange liegen, würde die Zahl der Parasiten problematisch anwachsen. In dem noch feuchten und von Gängen durchzogenen Kuhfladen entwickeln sich Pilze, Hefen und Bakterien, die ihn weiter abbauen. Das lockt Milben, Hundertfüßer und Regenwürmer an, aber auch Fadenwürmer, Schwingfliegen oder die goldgelb behaarte Mistfliege. Nur ihre Larven sind Dungfresser, die Fliegen selbst leben zum Teil räuberisch und machen Jagd auf andere Kotbewohner. Das tun auch Käfer aus der Familie der Kurzflügler und ihre Larven, während die Hornissen-Raubfliege wiederum Käfer jagt. Nicht zuletzt ernähren sich auch Vögel und Schlangen von den Insekten. Der „alternde“ Fladen wird von verschiedenen Pilzarten besiedelt, die den Dung – u. a. im Zusammenspiel mit dem Zwergkäfer Ptenidium pusillum - weiter abbauen, ehe in der letzten Phase zum Beispiel der Kleine Wiesenwurm seinen Auftritt hat. Täglich verdaut er ein Prozent seines Gewichtes an Dung.

Wenn Kuhfladen fehlen...

Da in Deutschland die Massentierhaltung die Weidehaltung vielerorts abgelöst hat, gibt es immer weniger Kuhfladen auf Wiesen. So schwindet der natürliche Lebensraum von Mistkäfern, Gemeinen Dungkäfern und weiteren Insekten. Ein anschauliches Beispiel geben die Fliegen, deren Weibchen in den Sommermonaten alle drei Tage im Schnitt 150 Eier im Kuhmist ablegen. Bei guten Bedingungen sind bis zu 15 Fliegen-Generationen pro Jahr möglich: 150 Eier in der ersten Generation,10 250 in der zweiten, 843 750 in der dritten und über 63 Millionen in der vierten Generation. So kommt ein Fliegenpärchen theoretisch auf Billionen von Nachkommen mit Millionen Tonnen Biomasse. Diese Fliegen sind ein wichtiges Nahrungsmittel für Schwalben, die früher in jeder Scheune ihre Nistplätze hatten. Mit dem Aussterben der Viehhaltung und dem Verschwinden der damit verbundenen Stallungen, Weiden und Misthaufen bleiben die Fliegen fern und damit auch die Schwalben. In Zeiten des Insektensterbens ist jeder Misthaufen deshalb ein Zeichen der Hoffnung.

Tiere fressen Pflanzen oder andere Tiere. Aber wovon ernähren sich eigentlich Pflanzen? Können sie von Wasser, Luft und Licht alleine leben?

Welchen Gesetzen folgen fallende Kugeln? Unser Team beobachtet das Verhalten verschiedener Kugeln und beschließt, mit den gewonnenen Erkenntnissen einen Großversuch zu starten.

Vor 200 Jahren war der Rhein ein wilder, reißender Fluss. Ihn zu zähmen, war Anfang des 19. Jahrhunderts die große Vision des Karlsruher Ingenieurs Johann Gottfried Tulla. Aber wie konnte ein Mammutprojekt wie die „Rheinbegradigung“ damals überhaupt gelingen?

Eine Schatzkiste liegt am Grund eines Schwimmbeckens. Unsere Leute wollen sie bergen. Als Hilfsmittel haben sie nur ein mit Luft gefülltes Kissen zur Verfügung. Kann die Auftriebskraft ihnen vielleicht helfen?

Wir wollen wissen: Verändern sich Töne, wenn sie beschleunigt werden – wenn die Tonquelle also zum Beispiel in einem Flugzeug mitfliegt? Oder ist das eine Frage des Standorts? Unser Team gibt alles, um diese bewegende Frage zu beantworten.

Elektrostatische Ladung und Toner sind entscheidend, damit ein Kopierer kopieren kann. Ob wir elektrostatische Ladung selbst erzeugen und damit ein Poster drucken können?

Der Rhein entspringt bekanntlich in den Alpen, fließt in den Bodensee, durch diesen hindurch und auf der anderen Seite, bei Stein am Rhein, wieder heraus. Aber wie lange braucht das Rheinwasser von der Quelle bis zur vollbrachten Seedurchquerung?

Ein Versuch mit einer Plastikente: Sie wird an der Rheinquelle in den Alpen zu Wasser gelas-sen und auf die Reise geschickt. Verfolgt man die Ente, so müsste man die Zeit stoppen kön-nen, die das Rheinwasser braucht: von der Quelle bis zur Mündung in den Bodensee und durch diesen hindurch bis nach Stein am Rhein, wo der Rhein seinen Weg in Richtung Nor-den fortsetzt. Dafür müsste die Plastikente allerdings einmal durch den ganzen Bodensee schwimmen. Doch wird sie überhaupt in Stein am Rhein ankommen?

Rheinbrech: Treffpunkt von Alpenrhein und Bodensee

Die Quelle des Rheins liegt in den Alpen, im Gotthard-Massiv. Dort entspringen Vorder- und Hinterrhein. Der auf zweieinhalbtausend Meter liegende Toma-See gilt offiziell als Rhein-quelle. Das Wasser fließt viele Kilometer durch die Schweiz, bevor es als Alpenrhein bei Hard in den Bodensee fließt. Diese Stelle, an der Alpenrhein und Bodensee aufeinandertreffen, heißt Rheinbrech.

Das Wasser des Bodensees ist wärmer als das Rheinwasser

Doch zurück zum Versuch: Am Rheinbrech strauchelt die Plastikente schon, kurz bevor sie überhaupt den Bodensee erreicht hat. Da es nicht weiter geht, wird die Ente aus dem Was-ser genommen und erst hinter dem See wieder in den Rhein hineingesetzt. Doch welchen Rückschluss lässt das Enten-Experiment auf den Weg des Rheinwassers im Bodensee zu? Strömungsforscher Ulrich Lang erklärt, was dort passiert: Das grautrübe Wasser des Alpen-rheins mischt sich nicht sofort mit dem bläulichen Wasser des Bodensees; es setzt sich ab - deutlich sichtbar anhand einer farblichen Trennlinie. Der Grund dafür ist die unterschiedliche Temperatur. Das Wasser des Alpenrheins ist kälter als das des Bodensees. Außerdem enthält das bräunliche Flusswasser gelöste Schwebeteilchen. Beide zusammen, die niedrige Temperatur und die Sedimentfracht, machen das Wasser des Alpenrheins schwerer als das Oberflächenwasser des Sees.

Das Rheinwasser fließt nicht durch den Bodensee hindurch

Die Ente kommt genauso wenig voran wie das Rheinwasser. Der Grund: Das kalte Alpen-rheinwasser füllt den Bodensee nur, die Wassermassen wabern im See und fließen nicht durch diesen hindurch. Daher gibt es praktisch kaum Strömung, erklärt Strömungsforscher Lang. Wie schnell sich das Rheinwasser nach dem Rheinbrech im See weiter bewegt, hängt daher von anderen Faktoren ab: Zum Beispiel vom Wind. Im besten Fall würde die Plastiken-te bei starken Herbstwinden in Richtung Westen rund 21 Tage für die Überquerung des Bo-densees benötigen. Im schlechtesten Fall – wenn der Wind abflaut – könnte sie jahrelang auf dem Bodensee herumirren. Ob die Ente dann jemals die Ausmündung bei Stein am Rhein erreichen würde, bleibt offen. Mit der Plastikente ist die Frage, wie lange der Alpenrhein durch den Bodensee fließt, jedenfalls nicht zu lösen.

Wir lassen eine Plastikente den Rhein hinunterschwimmen, um herauszufinden, wie lange das Wasser von der Quelle bis zur Mündung braucht. Eine spannende Reise, denn die Ente muss große Herausforderungen meistern: Das Gefälle des Rheins, die Gestalt des Flussbettes und der Wasserstand sind ganz unterschiedlich - je nachdem., auf welchem Flussabschnitt die Ente unterwegs ist.

Im Frühling erwachen die Königinnen der Erdhummeln aus ihrem Winterschlaf und suchen Nektar. Dabei tanken sie Energie und bauen auch einen neuen Insektenstaat auf. Dazu nisten die Königinnen vorzugsweise in verlassenen Mäusenestern oder Maulwurfbauten, die bis zu 1,50 Meter tief unter der Erde liegen.

Die Erdhummel, ein Ubiquist

Am häufigsten kommt in Europa die Dunkle Erdhummel vor, auch Bombus terrestris genannt. Sie lebt in Feldern, Wiesen, an Waldrändern, in Parks und Gärten – sowohl im Flachland als auch im Mittelgebirge. Man erkennt diese Hummelart an ihrer schwarzen Farbe mit zwei gelben Querbinden und einem weißen Hinterteil. Dennoch ist sie in freier Wildbahn nur schwer von anderen Erdhummelarten wie der Hellen Erdhummel oder der Großen Erdhummel zu unterscheiden.

Die Königin gründet einen neuen Hummelstaat

In ihren Nestern formen die Königinnen aus Wachs kleine tonnenartige Zellen, die sie mit Nektar befüllen. In diese Wachskammern legen die Erdhummeln ihre Brut. Bei der Wahl ihres Baus achten die Hummeln darauf, dass es in der Umgebung genügend nektarreiche Blumen gibt. Denn: Die Königin besucht bis zu 6.000 Blüten, um ihre erste Brut aufzuziehen. Aus den geschlüpften Larven entwickeln sich die Arbeiterinnen für den neuen Hummelstaat. Die Hummelkönigin ist mit einer Länge von 2,5 Zentimetern die Größte im Nest, gefolgt von den Drohnen und den sehr viel kleineren Arbeiterinnen. In einem Nest können bis zu 500 Erdhummeln zusammenleben.

Erdhummeln schützen ihre Brut vor Hitze und Regen

Die Erdhummeln haben faszinierende Strategien entwickelt, um sich vor Gefahren zu schützen: Wird es zu heiß im Hummelnest, werfen die Arbeiterinnen ihre eigene „Klimaanlage“ an: Sie kühlen die Luft mit heftigem Flügelschlagen. Wird es zu nass, fächeln die Erdhummeln ihre Brut trocken und saugen das Regenwasser ab. Auf diese Weise wird die Brut gerettet.

Jungköniginnen sichern den Bestand der Erdhummeln

Im Herbst, wenn der Blütennektar rar wird, verenden die Königinnen und ihre Völker. Nur die ab Juni geschlüpften Jungköniginnen können den Winter überleben. Die Erdhummeln stärken sich an den letzten Nektarquellen und suchen sich ein sicheres Versteck für den Winter. Damit ist die neue Population der Erdhummeln für das kommende Jahr gesichert.

Einen Lichtstrahl wollen wir durch ein Gebäude über mehrere Stockwerke lenken, 350 Meter weit! Die einzigen Hilfsmittel: Laserlicht und Spiegel. Ob das gelingt?

Eine Welt ohne lästige Insekten mag im ersten Moment eine angenehme Vorstellung sein. Tatsächlich wäre das aber eine Katastrophe; das Leben auf der Erde wäre schnell am Ende, wenn es keine Insekten mehr gäbe. Und ihre Zahl geht schon jetzt weltweit signifikant zurück.

Omnipräsente Insekten

Insekten bevölkern schon seit 400 Millionen Jahren die Erde. Die wirbellosen Gliedertiere mit ihrem dreigeteilten Körper und den sechs Beinen sind die bei weitem artenreichste Klasse der Tiere. Fast eine Million Arten sind wissenschaftlich erfasst. In Deutschland sind es etwa 33.000. Damit sind mehr als 60% aller Tierarten Insekten. Hochrechnungen gehen davon aus, dass es sogar Millionen mehr sind, denn in den tropischen Regenwäldern werden noch zahllose unentdeckte Arten vermutet. Dort gibt es auch die größte Vielfalt, während in extremen Lebensräumen wie den Polargebieten oder in Hochgebirgen nur wenige, aber hochangepasste Insektenarten leben, und auf hoher See gar keine. Prominente Vertreter wie Honigbienen, Schaben, Ameisen und Termiten sind Kosmopoliten.

Schädlinge und Krankheitsüberträger

Wer an Insekten denkt, dem kommen schnell Unannehmlichkeiten aller Art in den Sinn. Sie übertragen Krankheiten wie der Rattenfloh die Pest, die Tse-Tse-Fliege die Schlafkrankheit oder die Anopheles-Mücke Malaria, schädigen als Ungeziefer Kulturpflanzen und Ernten und übertragen Pflanzenkrankheiten wie Virosen und Pilzerkrankungen. Sie machen sich über Nahrungsvorräte und Kleider her wie Motten oder über Holz und Möbel wie Holzwürmer; Schnaken stören beim Baden am See und vermiesen den Grill-Abend im Garten. Kurzum: Sie sind oft eine Plage, allerdings eine, die vielen anderen Tieren vorzüglich schmeckt.

Insekten? Hm, lecker!

Insekten sichern die Ernährung zahlloser Tiere. Bei Süßwasserfischen stellen sie 40 bis 90 Prozent der Nahrung; auch Amphibien wie Salamander oder Kröten und Reptilien wie Eidechsen oder Chamäleons bevorzugen Insekten. Bei Federwild und Singvögeln stellen Insekten und ihre Verwandten ein Drittel der Nahrung. Wahre Liebhaber sind etwa Schwalben, Meisen oder Spechte. Ein Vogel verspeist im Durchschnitt etwa 100 Insekten pro Tag; selbst eingefleischte Körnerfresser werden, wenn sie frisch geschlüpft sind, mit Insekten aufgepäppelt. Auch bei vielen Säugetieren - Igeln, Maulwürfen, Ameisenbären und Fledermäusen - stehen Insekten auf dem Speiseplan. Gorillas und Schimpansen holen mit Stöcken Termiten und Ameisen aus ihren Nestern. Für die menschliche Ernährung spielen sie dagegen, auch wenn Würmer, Heuschrecken und anderes Getier hier und da als Delikatesse gelten, keine direkte Hauptrolle; indirekt sichern Insekten aber das Überleben der Menschheit. Bestäubung – Flugdienste zum Wohle der Menschheit und der Pflanzenwelt Rund 75 Prozent der Welternährung hängen von der Bestäubung der Pflanzen durch Insekten ab. Die bunten Blüten locken Insekten an; wenn sie in die Blüten hinein krabbeln, um den süßen Nektar zu ergattern, bleiben Pollen an ihrem Körper hängen; den streifen sie in der nächsten Blüte wieder ab; danach kann die bestäubte Blüte Früchte und Samen bilden. Rund ein Drittel aller Nahrungsmittel in der westlichen Welt geht direkt auf die Bestäubung durch Insekten zurück. So zum Beispiel Steinobst, Beeren, Äpfel, Birnen und Mandeln ebenso wie Spargel, Bohnen, Paprika, Kürbis und Tomaten. Zwiebeln und Knoblauch, aber auch Kaffee, Tee, Kakao und Baumwollpflanzen. Dazu kommen Futterpflanzen wie Luzerne und Klee, von denen sich Rinder und Schafe ernähren.

„Aufräumarbeiten“

Auch am anderen Ende der Nahrungskette sind Insekten unverzichtbar, denn ohne sie würden Dung- und Aas-Berge bedenklich wachsen. Nur wenige Organismen können wie Insekten Kuhfladen verarbeiten. Schmeißfliegen zählen zu den wenigen Arten, die über das Enzym Kollagenase verfügen, mit dem sie Bindegewebe abbauen und Kadaver zersetzen können. Insekten verwerten Holz, durchackern den Erdboden, belüften ihn und bauen Pflanzenreste zu Humus ab.

Fazit

Entomologen sind sich einig: Im Kreislauf der Natur sind Insekten unersetzlich. Ohne Insekten würde das menschliche Leben, wie wir es kennen, wahrscheinlich enden. In Deutschland ist die Zahl der Insekten in den letzten Jahren stark zurückgegangen. Besonders betroffen sind Wiesen, die von landwirtschaftlich genutzten Ackerflächen umgeben sind, denn der Einsatz von Pestiziden trifft nicht nur Schädlinge, sondern auch Nützlinge wie Bienen, Fliegen und Schmetterlinge. Das Verschwinden der Insekten beeinflusst auch die übrige Tierwelt: So ist die Zahl der Vögel in Deutschland in den vergangenen Jahren schon signifikant zurückgegangen. Einige Arten sind regional völlig verschwunden.

Flaggenschwenker reihen sich auf einer langen Straße auf. Ein Signal ertönt. Jeder hebt seine Flagge genau dann, wenn er dieses Signal hört. Ob sich der Weg des Schalls so verfolgen und die Schallgeschwindigkeit messen lässt?

Der Ebenemooshof ist ein traditioneller Bauernhof und ein typisches Schwarzwaldhaus. Hinter seiner Fassade verbirgt sich eine raffinierte Balkenkonstruktion. Die Bauern brauchten viel Platz, denn Küche, Stube, Schlafräume, Stall und Heuboden waren unter einem Dach.

Im Sonnenlicht wirft ein Turm einen Schatten. Einen Tag lang bleiben wir ihm auf den Fersen und dokumentieren, wie er wandert.

Um herauszufinden, wieso Windeln große Mengen Flüssigkeit aufnehmen können und trotzdem trocken bleiben, basteln wir eine Riesenwindel. Wir lassen vier Probanden an den Start gehen. Sie sollen pinkeln, was die Windel hält…

Ein Solarballon in Form eines Wals: Wenn die Sonne ihn erwärmt hat, soll er mit Ballonfahrerin aufsteigen. Wird die Kraft der Sonne dafür reichen?

Nein! Salamander und Eidechsen sind nicht verwandt. Sie ähneln sich zwar in Körperform und Körperbau, aber Salamander sind Amphibien, Eidechsen Reptilien. Sie unterscheiden sich in Vielem, von der Beschaffenheit ihrer Haut über die Fortpflanzung bis hin zum bevorzugten Lebensraum.

Nicht verwandt und nicht verschwägert: Salamander und Eidechsen

Sowohl Salamander als auch Eidechsen sind vierbeinige Bodenbewohner. Die Ähnlichkeit ihres Körperbaus und ihrer Körperform könnte eine Verwandtschaft vermuten lassen. Aber der Augenschein trügt. Bei genauerem Hinsehen offenbaren sich wichtige Unterschiede:

Eidechsen sind Reptilien

Die Echten Eidechsen (Lacertidae) sind eine Reptilienfamilie innerhalb der Schuppenkriechtiere (Squamata). Im Deutschen werden sie zumeist einfach als „Eidechsen“ bezeichnet. Aktuell unterscheidet man rund 350 Arten in mehr als 40 Gattungen. Ihre bevorzugten warmen und trockenen Lebensräume finden sie in Europa, Afrika und Asien. In Australien sowie in Nord- und Südamerika kommen sie dagegen nicht vor. In Deutschland und der Schweiz werden fünf Arten gezählt: Die Zauneidechse, die Mauereidechse, die Waldeidechse sowie die Westliche und die Östliche Smaragdeidechse; im Süden Österreichs ist die Kroatische Gebirgs-eidechse heimisch. Andere einheimische Reptilien oder Kriechtiere (von lateinisch reptilis „kriechend“) - in Deutschland leben 15 Reptilienarten - sind z. B. Schlangen und Schildkröten. Eidechsen sind schlanke, flinke und bodenbewohnende Tiere. Ist ihr Körper aufgewärmt, können sie sich sehr schnell bewegen. Ihre Größe variiert von 12 bis 90 cm, wobei kleinere Formen überwiegen. Sie haben eine trockene Schuppenhaut, vier Beine mit jeweils fünf Zehen mit Krallen und einen langen Schwanz. Sie atmen nur über die Lunge. In der Regel ernähren sie sich von wirbellosem Getier, gelegentlich auch von Samen und Früchten; ihre Eier legen sie an einem warmen und trockenen Ort. Wasser spielt in ihrem Leben eine untergeordnete Rolle; ganz anders als bei den Salamandern.

Salamander sind Amphibien

Salamander sind Amphibien aus der Ordnung der Schwanzlurche. Dazu gehören ständig im Wasser lebende Arten wie der Japanische Riesensalamander, aber auch permanent an Land lebende Arten wie der Alpensalamander. Als typische Amphibien sind Salamander in beiden Elementen zuhause. Das signalisiert schon das Wort Amphibien, das eine Substantivierung des altgriechischen Adjektivs amphibios ist, was auf Deutsch doppellebig heißt. Salamander sind mit Molchen und Fröschen verwandt. Die meisten Salamander bevorzugen eine humide und schattige Umgebung, wie sie Laub- und Mischwälder mit Gewässern bieten. Letztere brauchen sie für ihren Nachwuchs. Nach der Paarung an Land bleiben die befruchteten Eier bis zu zehn Monate lang im Mutterleib, ehe sich die Salamander-Weibchen im Frühjahr aufmachen, um die schon weit entwickelten Larven in einem langsam fließenden Bach oder einem Weiher mit kühlem und sauberem Wasser abzusetzen. Die Larven erinnern an Kaulquappen, haben aber vier Beine und außenliegende Kiemen. Nach etwa drei Monaten vollzieht sich die Metamorphose: Dabei werden die Kiemen durch Lungen ersetzt; aus der Larve wird ein Salamander, der fortan an Land lebt. Ihre glatte Haut müssen Salamander stets feucht halten. Über Hautdrüsen am Rücken und hinter den Ohren können sie ein giftiges Sekret absondern, das natürliche Feinde wie Greifvögel, Füchse und Hunde abschreckt. An ihren beiden hinteren Extremitäten haben Salamander jeweils fünf, an den beiden vorderen aber nur vier Zehen ohne Krallen. Am Tag verkriechen sie sich unter Baumstämmen, im Laub auf dem Boden, in Erdhöhlen oder Felsspalten. In der Nacht gehen sie auf Nahrungssuche, wobei die eher behäbigen Tiere Tausendfüßler, Asseln, Regenwürmer und Schnecken „jagen“. Trockene Hitze mögen sie nicht. Im Winter suchen sich die wechselwarmen Kaltblüter ein lauschiges Plätzchen unter der Erde oder in einem Komposthaufen, wo sie in Winterstarre verfallen.

Pumpen wir mit einer Luftpumpe Luft in einen Ball, entsteht ein hoher Druck in der Pumpe, denn die Luft wird beim Pumpen komprimiert. Diese Druckluft wollen wir nutzen, um ein Auto zum Fahren zu bringen.

Wenn sich ein gedehntes Gummiband wieder zusammen zieht, übt es Kraft aus - Spannkraft. Mit der Spannkraft gebündelter Gummibänder wollen wir einen Propeller starten: Als Erstes gilt es, Tausende von Gummibändern zusammenzuknüpfen…

Kamele besitzen große, flache Sohlen, die das Körpergewicht hervorragend verteilen. Unser Eiertest soll zeigen, wie gut diese Gewichtsverteilung tatsächlich ist: Ein Kamel wird auf 500 Eier gestellt.

Wer etwas Schweres anheben möchte, braucht starke Muskeln – oder einen Flaschenzug. Was aber, wenn ein Klavier zu stemmen ist und nur ein einzelner Mann am Zugseil steht? Wird er es schaffen, das Klavier hochzuziehen, nur mit Hilfe mehrerer Flaschenzüge?

Der Schal einer Dame klemmt fest unter dem Rad eines Lastwagens. Kann ein einzelner Mann, nur mit Hilfe eines Hebels, einen so gewichtigen Wagen anheben?

Unterschiedliche Magnetpole ziehen sich an, gleiche Pole stoßen sich ab. Diese Abstoßungskraft werden wir nutzen: Wir wollen eine mit Magneten bestückte Platte über einer zweiten, ebenso bestückten, Platte schweben lassen – wie einen fliegenden Teppich.

Exkremente sind so ziemlich das Letzte, was man sich als Leckerei vorstellt. Manche Tiere fressen allerdings ihren eigenen Kot oder den anderer - aus gutem Grund. Und auch der Mensch verzehrt durchaus gelegentlich Fäkalien.

Wir wollen mit einer schönen Unbekannten telefonieren. Die Ausrüstung: zwei Becher und eine sehr lange Schnur. Die Verbindung kommt nur zustande, wenn Becher und Schnur die Stimmen übertragen können. Und bis es soweit ist, geht so einiges schief.

Dass man mit einer Lupe Feuer machen kann, ist bekannt. Dabei wird das Sonnenlicht im Brennpunkt der Linse gebündelt, das Papier dahinter fängt durch die entstandene Hitze Feuer. Aber funktioniert das Ganze auch mit einer Linse aus Eis? Denn: Feuer und Eis sind doch Gegensätze. Planet Schule macht das Experiment mit einer selbst gebauten Eis-Linse.

Im Brennpunkt der Linse entsteht Feuer

Folgende „Zutaten“ sind für das Feuer-Eis-Experiment notwendig: eine Lupe aus Eis, brennbares Material wie Papier, trockene Äste oder Blätter und natürlich Sonnenlicht. Ohne das geht gar nichts. Hält man ein Lupenglas zwischen Sonne und ein Stück Zeitungspapier, so fällt ein heller Fleck auf dem Papier auf. Mithilfe der Lupe werden die Sonnenstrahlen konzentriert und gleichzeitig wird Hitze gesammelt. Die Energiedichte des Lichtes steigt. Und noch etwas fällt auf: Verändert man die Entfernung von Lupe und Papier, wird der helle Lichtfleck je nachdem größer oder kleiner. Erst wenn der Punkt sehr klein ist, beginnt die Zeitung zu qualmen. Dieser Punkt heißt Brennpunkt. Hier kreuzen sich die Sonnenstrahlen, die parallel zur optischen Achse einfallen. Die Linse „verbiegt“ quasi das parallel einfallende Sonnenlicht.

Ohne Lupe, Brennglas oder Linse kein Feuer

Doch warum muss es eine Lupe sein? Vielleicht tut es auch ein durchsichtiges Glas? Die Antwort lautet nein. Das Glas muss eine besondere Form aufweisen: In der Mitte ist es dicker als am Rand. Diese Wölbung der Linse ist der Grund dafür, dass Sonnenstrahlen gebündelt werden können. In der Optik heißt eine solche Linse auch Sammellinse oder Konvexlinse. Oft spricht man auch von Brennglas, da das Glas einen Brennpunkt liefert. Linsengläser sind beispielsweise Lupen, Brillengläser, Objektive oder Ferngläser. Fest steht: Damit Feuer entstehen kann, muss die Linse durchsichtig und gekrümmt sein. Aber muss sie auch zwingend aus Glas bestehen? Oder kann man auch mit einer Linse aus Eis Feuer machen?

Das Experiment: Feuer machen mit einer Lupe aus Eis

Für das Experiment wird ein 200 Kilo schwerer Eisblock mit einer Kettensäge und einem Schaber bearbeitet. Nach einer Stunde ist aus dem Eisblock eine gigantische Lupe aus gefrorenem Wasser entstanden. Gut poliert wird sie schräg gegen die Sonne gestellt, das Brennmaterial dahinter positioniert, der Brennpunkt justiert. Und tatsächlich: Nach kurzem Zündeln fängt das Brennmaterial Feuer. Eis taugt folglich genauso wie Glas als Material für eine Linse.

Tipps für das Experiment mit Brennglas und Feuer

Ein Windrad dreht sich, wenn sich ein Wärme abstrahlendes Objekt darunter befindet. Die erwärmte Luft steigt nach oben, Aufwind entsteht und setzt das Windrad in Bewegung. Ob wohl auch Körperwärme Aufwind erzeugen kann?

Auf einer großen Wand wollen wir einen Regenbogen erzeugen - mit Hilfe der Sonne und mit Glasperlen statt Regentropfen. Wenn das gelingt, sollen unsere Leute über diesen Regenbogen spazieren - ein ehrgeiziges Vorhaben!

Mit hohem Wasserdruck und einem scharfen Wasserstrahl rücken wir einem Apfel auf die Pelle. Mal sehen, ob er sich zerschneiden lässt.

Aus kreisförmig angeordneten Spiegeln bauen wir einen Solarkocher. Die Spiegel bündeln die Sonnenstrahlen auf den Boden einer Pfanne. Ob sich darin ein Steak braten lässt?

Ein Team von Radprofis will genügend Strom erzeugen, um ein Karussell in Schwung zu bringen. Ob das mit reiner Muskelkraft gelingt?

Wer Dinge "hamstert" legt umfassende Vorräte an. Tun Hamster das tatsächlich auch? Und wenn ja, warum?

Ein Bumerang fliegt von selbst wieder zurück – meistens jedenfalls. Wie müssen wir ihn werfen und wie muss er beschaffen sein, damit das klappt? Wir lassen ein extragroßes Exemplar anfertigen, um das Geheimnis des Bumerangs zu lüften.

Der Alpenbock ist ein auffällig hellblau-schwarz gezeichneter Käfer aus der Familie der Bockkäfer. Er nistet bevorzugt in abgestorbenen Buchen. Er ist in Südeuropa, den Alpenländern und einigen anderen Regionen heimisch. In Deutschland steht er unter Naturschutz.

Aussehen und Erscheinungsbild

Mit einer Körperlänge von etwa drei Zentimetern gehört der Alpenbock zu den größeren Mitgliedern der Familie der Bockkäfer. Dank seiner großen und kräftigen Beine ist der längliche Käfer ein gewandter Kletterer. Die Männchen sind im Durchschnitt etwas kleiner als die Weibchen. Im Aussehen unterscheiden sich die Geschlechter aber nur in Nuancen. Der größte Teil des Körpers ist blau, wobei die Farbe zwischen Himmelblau, Hellgrau und einem hellen Blauviolett changiert. Unter dem Mikroskop lässt sich erkennen, dass die blau gefärbten Körperteile sehr fein und dicht behaart sind. Die Körperteile ohne Behaarung sind samtig Schwarz. Auch die langen Fühler sind blau und schwarz gestreift. Sein schmuckes Aussehen und seine markante Zeichnung haben dem Alpenbock eine Karriere als Model eingetragen; in verschiedenen Ländern ziert sein Bild Briefmarken oder die Logos von Zeitschriften und Naturparks.

Name, Vorkommen und Verbreitung

In seiner Systema naturae hat der Naturforscher Carl von Linné den Alpenbock (Rosalia alpina) 1758 zum ersten Mal wissenschaftlich beschrieben. Den Art-Namen „alpina" (lat. in den Alpen lebend) und den deutschen Namen Alpenbock erhielt der Käfer vermutlich, weil seine langen, gegliederten Fühler an die Hörner eines Ziegenbocks erinnern und Linné die Schweizer Alpen für seinen bevorzugten Lebensraum hielt. Tatsächlich kommt der Alpenbock sowohl im Flachland als auch in Höhen bis über 1600 Meter in vielen getrennten Populationen vor: Von Spanien, Frankreich (inklusive Korsika), Nord- und Süd-Italien über die Alpenländer bis nach Griechenland (einschließlich Peloponnes) und dem Schwarzen Meer. Weitere Bestände gibt es in Polen, Tschechien, in Bayern und Baden-Württemberg, z. B. auf der Schwäbischen Alb und im oberen Donautal. Sie gehen allerdings überall zurück. In Skandinavien, aber auch in einigen deutschen Bundesländern (Sachsen-Anhalt, Thüringen, Brandenburg) gilt der Alpenbock als ausgestorben. In Europa ist er durch die Berner Konvention des Europarats geschützt. In Deutschland steht er seit 1936 unter Naturschutz und wird heute auf der Roten Liste der gefährdeten Arten als stark gefährdet geführt. Im Gegensatz zu anderen gefährdeten Arten fehlt es dem Alpenbock in Mitteleuropa nicht an potentiellem Lebensraum. Vielmehr machen ihm die intensive Bewirtschaftung von Buchenwäldern und der Mangel an abgestorbenen Bäumen zu schaffen.

Eiablage und Entwicklung

Das Männchen folgt dem Weibchen, bis dieses in die Paarung einwilligt. Wird das Männchen abgewiesen, zieht es sich in der Regel zurück. Die Paarung dauert etwa eine Stunde. Mit Hilfe seines Legebohrers, der bis zu vier Zentimeter tief ins Holz eindringen kann, legt das Weibchen seine Eier einzeln in Ritzen und Spalten von toten oder absterbenden Buchenstämmen ab. Aus den Eiern entwickeln sich Larven, die sich vom Holz ernähren, wobei sie sich mit der Zeit immer tiefer in den Stamm hineinbohren. Im Frühsommer legen sie unter der Rinde eine Kammer an, die so genannte Puppenwiege. Bevor sie sich verpuppen, verschließen die Larven den Ausgang mit Holzspänen. Einmal gewählte Bruthölzer werden über Jahre immer wieder belegt, bis sie als Nahrungsressource aufgebraucht sind. Während die Larven je nach Nährstoffgehalt des Baumes zwei bis vier Jahre brauchen, um sich zu entwickeln, ist das erwachsene Leben eines Alpenbocks kurz. Ihm bleiben nur zehn Tage bis wenige Wochen, um einen Partner zur Fortpflanzung und einen Platz für die Ablage der Eier zu finden. Bei gutem Wetter legt er bei seinen Erkundungsflügen bis zu einem Kilometer zurück. Ab Mitte August trifft man keine Tiere mehr an.

Gefährdung und Artenschutz

Der Bestand an Alpenböcken geht überall stark zurück. Da sonnenbeschienenes Alt- oder Totholz in den intensiv bewirtschafteten Wäldern rar geworden ist, weichen die Käferweibchen häufig auf gelagertes Buchenholz aus. Eine fatale Entscheidung, wenn das Holz weiterverarbeitet oder verfeuert wird. Für den Schutz der Art wäre es hilfreich, alte, geschädigte oder abgestorbene Buchen an sonnigen Standorten stehen zu lassen oder in Regionen mit gesichertem oder vermutetem Alpenbock-Vorkommen etwa zwei Meter lange, mindestens 25 Zentimeter dicke Buchenstämme an gut besonnten Orten aufzustellen. Waldbesitzern wird empfohlen, für den Verkauf bestimmte Buchenstämme vor dem Sommer, der Flugzeit der Alpenböcke, wegzubringen oder im Schatten zu lagern. Naturschützer und Forstwirte ergreifen auch andere Maßnahmen: Sie „ringeln“ Buchen, d.h. sie kerben den Stamm rundum mit der Motorsäge ein, sodass er langsam abstirbt und zum idealen Habitat für Alpenböcke wird. So könnten sie Alpenböcke dem Ökosystem Wald länger erhalten bleiben.

Der schwarz-gelb gefleckte Feuersalamander – er war 2016 Lurch des Jahres in Deutschland - zählt zu den Amphibien; seine ersten Lebensmonate verbringt er im Wasser, ehe er nach einer Metamorphose an Land geht, wo er seinen idealen Lebensraum in feuchten Mischwäldern findet. Er ist in Europa weit verbreitet.

Der Feuersalamander - Aussehen und Name

Der Feuersalamander (Salamandra salamandra) gehört zur Familie der Echten Salamander. Er hat einen breiten Kopf, einen plumpen Körper und einen kurzen Schwanz. Er wird etwa 20 Zentimeter lang und 15 bis 25, in Einzelfällen auch 40 Jahre alt. Der schwedische Naturforscher Carl von Linné hat die Spezies 1758 in die moderne zoologische Nomenklatur eingeführt. Dabei übernahm er den aus der Antike und dem frühen Mittelalter überlieferten Namen, der auf einen Aberglauben zurückgeht. Dem Feuersalamander wurde die Fähigkeit zugeschrieben, durch sein Gift Feuer zum Erlöschen zu bringen oder – aufgrund seiner inneren Kälte - gar im brennenden Feuer leben zu können. Tatsächlich können Feuersalamander aus Hautdrüsen am Rücken und hinter den Ohren ein weißliches Sekret (Salamandrin) versprühen. Während es bei Menschen nur ein Brennen auf der Haut verursacht, schützt es Salamander vor natürlichen Feinden wie Hunden, Füchsen und Greifvögeln. Das Gift reizt die Mundscheinleim-häute der Fressfeinde, die den Salamander deshalb verschmähen. Seine auffällige schwarz-gelbe Zeichnung ist eine Warnfärbung, die signalisiert: Ich bin ungenießbar! Je nach regionaler Mundart wird der Feuersalamander – nicht immer in scharfer Abgrenzung zum Alpensalamander - auch als Feuermolch, Erdsalamander, Regenmolch, Regenmännchen, Gelber Schneider, Berg-Narr, Regenmolli oder Tattermandl (bayerisch) bezeichnet. Der – zumindest bei Kindern - bekannteste Vertreter der Spezies dürfte allerdings Lurchi sein, der es als Werbefigur einer Schuhfirma zeitweise zu großer Beliebtheit brachte.

Fortpflanzung und Metamorphose

Feuersalamander werden mit vier Jahren geschlechtsreif. Nach der Paarung an Land* bleiben die befruchteten Eier bis zu zehn Monate lang im Mutterleib. Im Gegensatz zu anderen Lurchen legen Feuersalamander keine Eier, sondern setzen bis zu 70 relativ weit entwickelte Larven in einem langsam fließenden Bach oder einem kleinen See mit kühlem, sauberem und Sauerstoffreichem Wasser ab. Die braun gefärbten Larven werden im März oder April geboren und sind von ihrer ersten Lebensminute an auf sich allein gestellt. Sie sehen wie Kaulquappen aus, haben aber vier Beine, mit denen sie durchs Wasser paddeln. Sie fressen herumschwimmende Insektenlarven und atmen mit Kiemen, die außen am Kopf deutlich zu sehen sind. Nach zwei bis sechs Monaten vollzieht sich die so genannte Metamorphose: Die Haut nimmt die typische schwarz-gelbe Musterung an, die Kiemen werden nach und nach durch Lungen ersetzt. Nach Abschluss der Metamorphose ist der Feuersalamander bereit für ein Leben an Land.

Verbreitung

Feuersalamander sind in Mittel- und Südeuropa weit verbreitet, leben aber auch in Nordafrika, in Israel, in Kleinasien und im Iran. Insgesamt sind mehr als zehn Unterarten bekannt. In Deutschland gibt es deren zwei: Der "Salamandra salamandra salamandra" hat Flecken auf dem Rücken und wird deshalb auch "gefleckter Feuersalamander" genannt. Im Gegensatz dazu ist der "Salamandra salamandra terrestris" auf dem Rücken gestreift, weshalb er als "gebänderter Feuersalamander" bezeichnet wird. Feuersalamander bevorzugen feuchte, kühle Plätze in Laub- und Mischwäldern mit Bachläufen. Am Tag verkriechen sie sich unter Baumstämmen, im Laub auf dem Boden, in Erdhöhlen oder Felsspalten. Aktiv werden sie vor allem nachts und bei Regenwetter. Sie jagen hauptsächlich Insekten wie Tausendfüßler, Spinnen oder Asseln, aber auch Würmer und Schnecken. Im Sommer verlassen sie ihre Verstecke nur nach Regenfällen. Je nachdem wie kalt ein Winter ausfällt, suchen sich Salamander einen Platz unter der Erde oder in einem Komposthaufen, wo die Luftfeuchtigkeit hoch genug ist und die Temperatur nicht unter Null Grad Celsius fällt. Dort verharren sie als typische Kaltblüter, deren Körpertemperatur sich der Umgebung anpasst, reglos in der Winterstarre, aus der sie erst wieder erwachen, wenn es wärmer wird.

In Büchern und Geschichten, auf Rittermärkten und beim Spielen - überall begegnen wir Rittern. Doch in welcher Zeit lebten die echten Ritter? Wie wurde man Ritter und wie sah das Leben eines Ritters aus?

Der Wattwurm ist das „heimliche Wappentier“ des Wattenmeeres. Bei einem Experiment im Versuchslabor zeigt er, was er mit dem Wattboden macht und warum er so wichtig für das Ökosystem Wattenmeer ist.

Burgen zieren viele Berge und Städte. Sie sind Ausflugsort und Abenteuerspielplatz. Aber was war ihr ursprünglicher Zweck? Wann wurden sie errichtet? Und wie waren sie aufgebaut?

Amphibien (dt. Lurche) sind Kriechtiere, die sowohl im Wasser als auch an Land leben. Fast alle Amphibien machen im Lauf ihres Lebens eine Metamorphose durch: Ihre Gestalt verändert sich und sie wechseln den Lebensraum, vom Wasser zum Land. Die ersten Amphibien lebten vor etwa 400 Mio. Jahren.

Evolution

Amphibien sind die älteste Gruppe – bzw. das älteste Taxon - der landlebenden Wirbeltiere, d. h. sie haben eine Wirbelsäule. Die ersten Amphibien lebten vor etwa 400 Mio. Jahren. Da sie als erste Lebewesen vom Wasser aufs Land übersiedelten, stellen sie das Bindeglied zwischen wasserlebenden und landlebenden Arten dar. Das signalisiert schon der Name, der eine Substantivierung des altgriechischen Adjektivs amphibios ist, was auf Deutsch doppellebig heißt. Die heute existierenden Amphibien werden in drei Ordnungen unterteilt: Froschlurche (Frösche, Kröten), Schwanzlurche (Salamander, Molche, Grottenolme, Axolotl) und Schleichenlurche (Ringelwühle). Die größten lebenden Amphibien der Welt sind die chinesischen Riesensalamander, die bei einem Gewicht von mehr als 40 Kilogramm bis zu zwei Meter lang werden. Da sie seit 170 Millionen Jahren auf der Welt sind und sich kaum verändert haben, gelten die vom Aussterben bedrohten Tiere als lebende Fossilien. In Deutschland sind 21 Arten von Amphibien - auf Deutsch nennt man sie auch Lurche – heimisch; dazu gehören Salamander, Molche, Unken, Kröten und Frösche.

Entwicklung und Metamorphose

Das Leben der Amphibien ist eng an das Wasser gebunden. Im Frühjahr suchen sie ihre Laichgewässer auf, wo sie Eier (Laich) ablegen. (Nur der Alpensalamander bringt schon voll entwickelte Jungtiere zur Welt.) Dieser Laich wird im Wasser befruchtet; anders als bei Säugetieren geschieht dies ohne Kopulation. Aus dem Laich schlüpfen die Larven, die im Wasser leben ehe sie eine Metamorphose zum erwachsenen Tier durchlaufen. Dabei verändert sich ihre Gestalt; sie verlieren ihre Kiemen und bilden eine Lunge aus. Das bekannteste Beispiel dafür ist der Frosch: Aus dem befruchteten Laich entwickeln sich zunächst Kaulquappen, die sich binnen einiger Wochen in Frösche verwandeln. Während die Kaulquappen als Wasserbewohner durch Kiemen atmen, atmen Frösche über ihre Lungen, die sich während der Metamorphose herausbilden. Nach Abschluss der Metamorphose wechseln die meisten Amphibien den Lebensraum. Ausgewachsene Amphibien leben an Land und im Wasser, sind aber stark an Feuchtbiotope gebunden.

Merkmale

Im Gegensatz zu Säugetieren, deren Körpertemperatur immer gleich ist, sind Amphibien wechselwarme Tiere, deren Körpertemperatur sich der Temperatur ihrer Umgebung anpasst. So wird ihnen im Wasser – oder auch im Gebirge - nicht kalt. Zudem werden Amphibien von ihrer dicken, kaum verhornten und wasserdurchlässigen Haut warm gehalten. Sie wird über spezielle Schleimdrüsen ständig befeuchtet und hat – anders als Reptilien wie Eidechsen und Schlangen - kein Schuppenkleid. Viele Amphibien-Arten sind mit Giftdrüsen auf der Haut ausgestattet, die sie vor ihren Feinden schützen. Amphibien verfügen über zwei Vorder- und zwei Hinterbeine, wobei die vorderen Füße nur vier Zehen haben. Bei manchen Arten treten die Extremitäten in verkümmerter Form auf. Amphibien besitzen nur einen einzigen Ausgang für Anus und Harnröhre, die sogenannte Kloake. Fast alle Amphibien haben einen gut ausgeprägten Sehsinn. Sie ernähren sich hauptsächlich von Würmern, Schnecken, Insekten und anderen Gliedertieren. Im Winter halten Amphibien Winterstarre; sie erstarren, indem sie alle Flüssigkeit aus ihrem Körper abgeben. Ihre sonst glitschige und feuchte Haut wird trocken und rau.

Schutzbedürftigkeit

In Deutschland sind die Amphibien-Bestände in den letzten fünfzig Jahren stark zurückgegangen, weil die Lebensräume der Tiere zerstört werden. Viele kleine Gewässer sind Baumaßnahmen zum Opfer gefallen. Auch die Zunahme des Verkehrs und die Dichte des Straßennetzes stellen eine Gefährdung dar. Zahllose Erdkröten werden bei ihren Wanderungen zu den Laichgewässern Opfer des Straßenverkehrs. Deshalb stellen Naturschützer im Frühjahr entlang von Straßen, die in Gegenden mit intensiver Amphibienwanderung liegen, niedrige Zäune auf und graben Fangeimer ein. So können sie Kröten vor dem Unfalltod retten und zu ihren Laichgewässern bringen. Effektiver als solche Krötenzäune, die über einen Zeitraum von zwei bis drei Monaten betreut werden müssen, sind Straßensperrungen oder Amphibientunnel. Seit 1980 stehen alle Amphibienarten gemäß Bundesartenschutzverordnung unter besonderem Schutz. Die Renaturierung von Kleingewässern hilft, Lebensräume für Amphibien zu schaffen; das kann auch ein Gartenteich sein.

Brot isst fast jeder von uns täglich. Aber wie wird eigentlich Mehl zu Brot? Wir werfen einen Blick in einen traditionellen Holzofen und in eine moderne Großbäckerei.

Ohne unsere Knie geht gar nichts. Denn nur sie ermöglichen uns das Beugen und Strecken der Beine, eine Grundvoraussetzung des Laufens. In der Werkstatt baut der Schreiner ein Holzmodell des Knies. Und entdeckt dabei, dass das wertvolle Gelenk sehr viel mehr ist, als nur die Verbindung von Ober- und Unterschenkel.

Die Hüfte ist ständig im Einsatz. Besonders beim Tanzen wird ihr einiges abverlangt. Das Hüftgelenk muss sich drehen, beugen, wenden und darf dabei nicht kaputt gehen. Um zu sehen, wie dieses Wunderwerk genau funktioniert, baut die Schreinerin ein hölzernes Hüftgelenk und zeigt, wie die einzelnen Bestandteile ineinandergreifen.

Ein Schmied braucht kräftige Schultern, sonst kann er seine Arbeit nicht verrichten. Um zu verstehen, wie das Schultergelenk arbeitet, wird in der Schmiede ein metallenes Schultergelenk konstruiert. Funktionieren kann das Schultergelenk nur, wenn alle Elemente gut verbunden sind und perfekt ineinandergreifen.

Wie findet man Trüffel?

Hauchdünn über ein Pastagericht geraspelt... so liebt sie der Feinschmecker! Trüffelpilze gelten als Delikatesse und sind nichts für den schmalen Geldbeutel. Das Kilogramm kann bis zu mehrere hundert Euro kosten. Nicht nur der Anbau, sondern vor allem auch die Suche nach den Edelpilzen gestaltet sich als echte Herausforderung.

Das traditionelle Köhlerhandwerk ist weitgehend ausgestorben, doch eine Gruppe experimentierfreudiger Schwarzwälder versucht sich im Bau eines eigenen Meilers. Ob es ihnen gelingt, Holzkohle herzustellen wie die Köhler früherer Zeiten?

Früher musste Weizen mühsam in Handarbeit geschnitten, gedroschen und die Spreu vom Weizen getrennt werden. Heute übernimmt all das eine einzige Maschine - der Mähdrescher.

Weinbergschnecken brauchen Kalk

Die Weinbergerschnecke ist die größte einheimische Landschnecke. Sie gehört zur Familie der Schnirkelschnecken und heißt auf Lateinisch Helix promatia. Ihr Markenzeichen ist ein fein straffiertes Schneckenhaus, das bis zu 5 cm groß werden kann. Weinbergschnecken haben es gerne warm; sie leben vorwiegend in Gärten, Hecken oder in lichten Wäldern. Dabei bevorzugen sie Untergründe aus Kalkgestein. Denn Kalk ist lebenswichtig für die Weinbergschnecke: Kalk ist der Baustoff ihres Gehäuses; sie löst ihn direkt mithilfe ihres Schleims aus dem Gestein oder nimmt ihn über die Nahrung auf. Weinbergschnecken vertilgen großen Mengen an Grün, ihre Leibspeise sind jedoch welke Pflanzenteile. Daher richten sie in Gärten kaum Schaden an.

Tricks zum Überwintern

Die wärmeliebenden Weinbergschnecken sind besonders im Frühling und Sommer aktiv. Bei bewölktem Himmel und nach ausgiebigen Regenfällen sind sie in ihrem Element. Doch im Herbst, wenn die Tage kürzer werden, treffen die großen Landschnecken Vorkehrungen für den Winter. An einer windgeschützten Stelle gräbt die Weinbergschnecke ein Loch und buddelt sich ein. Dann bereitet die Schnecke sich selbst vor: Sie sondert aus den Drüsen ihres Mantels ein kalkhaltiges Sekret ab. Mit diesem Sekret bildet sie einen luftdurchlässigen Kalkdeckel, mit dem sie ihr Gehäuse von innen verschließt. Allerdings reicht der Kalkdeckel nicht allein, um den frostigen Temperaturen zu trotzen. Die Weinbergschnecke fährt im Winter alle Körperfunktionen und ihren Sauerstoffverbrauch runter. Im Frühling lockt junges Grün-zeug, die Schnecke bricht den Kalkdeckel auf und beginnt ihr neues Lebensjahr. In freier Wildbahn können die größten einheimischen Landschnecken bis zu 20 Jahre alt werden.

Ein geschütztes Tier

Die Weinbergschnecke zählt zu den geschützten Tierarten in Deutschland. Warum das so ist, verrät ein Blick auf die Speisekarte exquisiter Restaurants. Weinbergschnecken gelten als Delikatesse. Das Sammeln der großen Landschnecken in der Natur hat dazu geführt, dass die helix promatia fast ausgestorben wäre. Heute steht die Weinbergschnecke unter Naturschutz und darf nur noch von Zuchtbetrieben an die Gastronomie verkauft werden.

Waschen geht nicht, weil das Getreide sonst keimen würde. Aber wie kriegt man es dann trotzdem sauber?

Wie stellten die Alemannen ihr Geschirr her?

Vor etwa 1500 Jahren siedelten Alemannen auf dem Gebiet des heutigen Baden-Württemberg. Sie verstanden es meisterhaft, ihr Geschirr für den täglichen Bedarf selbst zu fertigen. Wie gingen die Alemannen genau vor, um ihre Gebrauchskeramik herzustellen?

Fichte und Tanne gehören zu den am häufigsten vorkommenden Nadelbäumen in Deutsch-land. Auf den ersten Blick fällt der Unterschied nur aus der Ferne auf. Tannen überragen oft mit einer Größe bis zu 70 Metern die kleineren Fichten. Ihre Baumkronen sind abgerundet während die Fichten einen spitzeren Wipfel haben. Doch es gibt noch weitere Unterschiede: Die Zapfen zum Beispiel.

Kleine Baumkunde: Zapfen bei Tanne und Fichte

Findet man bei einem Waldspaziergang Zapfen, so kann man eines sicher sagen: Die Zapfen stammen nicht von einer Tanne – auch wenn es im Volksmund „Tannenzapfen“ heißt! Im Gegensatz zu der Fichte wirft die Tanne ihre Zapfen nicht als Ganzes ab. Tannenzapfen zerfallen und geben ihre Samen frei. Bei der Fichte hingegen findet man intakte Zapfen auf dem Waldboden. Die Zapfen der Fichte hängen von den Zweigen herab. Bei der Tanne stehen die Tannenzapfen aufrecht auf den Ästen. Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal.

Nadelbäume: Die Fichte piekst, die Tanne nicht

„Die Fichte sticht, die Tanne nicht.“ Dieses Sprichwort verweist auf die Beschaffenheit der Nadeln. Während die Nadeln der Tanne zwei weiße Streifen haben und stumpf sind, hat die Fichte spitze, pieksende Nadeln. Beim Abreißen der Nadeln zeigt sich ein weiterer Unter-schied: An den Fichte bleibt ein bräunliches Fähnchen hängen, das Tannen nicht haben.

Die Baumbestimmung zeigt: Fichte und Tanne sind eng verwandt

Beide Baumarten gehören zur Familie der immergrünen Kieferngewächse, auf Lateinisch: „Pinaceae“. Tannenbäume zählen zur Unterfamilie der „Abietoideae“, Fichten zur Unterfamilie der „Piceoideae“. Beide Nadelbäume unterscheiden sich auch an der Rinde. Die Baumstruktur der Fichte ist schuppig und weist eine rote bis graubräunliche Farbe auf. Die Tanne hat dagegen einen glatten Stamm, der später rissig wird und von grauer bis weißlicher Farbe ist. Nicht unmittelbar sichtbar, aber dennoch verschieden ist das Wurzelsystem. Während die Tanne pfahlförmig wurzelt, ist die Fichte ein Flachwurzler. Dieser Unterschied wird besonders deutlich, wenn ein Sturm über die Wälder zieht. Fichten sind aufgrund der flachen Wurzeln weniger sturmresistent. Sie knicken eher um als Tannenbäume.

Nutzung von Tanne und Fichte

Große Tannen aus dem Schwarzwald waren früher die Exportschlager. Für die Herstellung von Schiffsmasten brauchte man ihr stabiles Holz. Baumkenner unterscheiden über 40 Tannenarten, darunter ist die Weißtanne die Bekannteste in Mitteleuropa. Heutzutage prägen vor allem Fichten das Bild unserer Nadelwälder. Der Grund ist einfach: Sie wachsen schneller und sind pflegeleichter als Tannen. Als Nutzholz findet Fichtenholz vor allem Verwendung in der Papier-, Bau- und Möbelindustrie. An Weihnachten jedoch läuft die Tanne der Fichte den Rang ab. Denn: Wer will schon einen Weihnachtsbaum mit stechenden Nadeln?

Bevor das Getreide im Spätsommer geerntet wird, ist einiges auf dem Feld passiert. Wir beobachten genau wie Weizen keimt, wächst und blüht.

Kartoffelchips sind weltweit ein beliebtes Produkt der Lebensmittelindustrie. Der herzhafte Snack wird aus frischen Kartoffeln hergestellt. In den Fabriken werden die Kartoffeln unter strengen Qualitätskontrollen zu hauchdünnen Chips aller Geschmacksrichtungen verarbeitet.

Kartoffelchips – ein weltweit beliebter Snack

Kartoffelchips gehören zu den beliebtesten Snacks auf der ganzen Welt. Jeder Deutsche ver-zehrt pro Jahr im Durchschnitt ein Kilo Kartoffelchips. Die Grundzutat für die knusprige Leckerei sind natürlich die Kartoffeln selbst. Frisch geerntet werden die Knollen in die Fabrik gebracht und dort zu Chips verarbeitet.

Wie stellt die Lebensmittelindustrie Kartoffelchips her?

In der Fabrik werden die Kartoffeln zunächst gründlich gewaschen und wandern danach in eine große Schältrommel. Dabei wird geprüft, ob Qualität und Größe der Kartoffeln den Vorgaben der Lebensmittelindustrie entsprechen. Dann kommt der entscheidende Schritt der Chips-Verarbeitung: Die Knollen werden in hauchdünne Scheiben geschnitten. Wichtig ist, dass die Maße exakt stimmen, damit die Chips ihr unverkennbares Aussehen und ihren knusprigen Geschmack erhalten. In großen Fritteusen werden die Kartoffelscheiben an-schließend in heißem Öl ausgebacken und je nach gewünschter Geschmacksrichtung – zum Beispiel mit Paprika oder Chili – gewürzt. Jetzt müssen die fertigen Kartoffelchips nur noch verpackt und in den Geschäften ausgeliefert werden.

Kartoffelchips sind Kalorienbomben

Kartoffeln zählen als gesundes Lebensmittel. Als Chips verarbeitet, sind die frittierten Kartof-felscheiben allerdings wahre Kalorienbomben. Ein Blick auf die Nährwerttabelle einer Chips- tüte zeigt, dass 175 Gramm Kartoffelchips je nach Hersteller rund 30 bis 35 Gramm Fett ent-halten. Isst man eine halbe Tüte Chips (ca. 100 Gramm), nimmt man damit rund 500 Kalo-rien zu sich. Viele Hersteller fügen zudem noch Salz, Gewürze, Geschmacksverstärker oder Hefeextrakt hinzu. Den Effekt kennt jeder: Man kann nicht aufhören zu knabbern, bis die Tüte leer ist.

Die Wiege des Kaffeeanbaus liegt in Äthiopien. Die Früchte der Kaffeesträucher werden geerntet, wenn sie tiefroten Kirschen gleichen. Aus den reifen Früchten gewinnt man die Kaffeebohnen, die in den zahlreichen Röstereien auf der Welt zu feinem Kaffee vermahlen werden.

Äthiopien – Heimat des Kaffeeanbaus

Ohne den morgendlichen Kaffee würde vielen Menschen nicht nur das belebende Koffein, sondern auch das liebgewonnene Ritual des Kaffeetrinkens fehlen. Kaffee ist eines der beliebtesten Genussmittel in Europa. Angebaut wird die Kaffeepflanze allerdings vor allem in tropischen Ländern rund um den Äquator. Äthiopien gilt als die Wiege des Kaffeeanbaus, doch wird heute der Großteil des Kaffees auf Plantagen in Brasilien, Vietnam und Kolumbien produziert. Zwei Kaffeepflanzen sind besonders verbreitet: der Arabica-Kaffee und der Robusta-Kaffee, wobei der erste der Wertvollere ist.

Die Frucht der Kaffeepflanze ähnelt einer roten Kirsche mit zwei Bohnen

Kaffeepflanzen sind sehr empfindlich und tragen das erste Mal frühestens nach fünf Jahren Früchte. Die Blüten der Kaffeesträucher sind weiß und bilden später grüne Früchte aus. Erst wenn die kugelförmigen Kaffeekirschen tiefrot sind, sind sie reif für die Ernte. Die roten Kaffeekirschen werden meist einmal pro Jahr geerntet. Nach dem Pflücken legen die Kaffeebauern die reifen Früchte zum Trocknen in der Sonne aus. Nachdem das Fruchtfleisch ganz hart ist, werden die Schalen entfernt, so dass nur die Kerne der Kirschen, die Kaffeebohnen, übrig bleiben. Meist findet man in jeder Kaffee-Kirsche zwei Bohnen. Nach dem Schälen und Reinigen sind die Kaffeebohnen noch ganz hell. Sie erhalten ihre dunkle Farbe erst im bevorstehenden Röstprozess.

Ohne Röstung, kein guter Kaffee

Der wichtigste Schritt bei der Verarbeitung der Kaffeebohnen ist die Röstung. Wie der Kaffee geröstet wird, bestimmt seine späteren Geschmackseigenschaften. Das Kaffeerösten ist ein kreativer Prozess, wobei auch verschiedene Kaffeesorten miteinander kombiniert werden können. Der Röstmeister weiß genau, wie lange die Bohnen in der Röst-Trommel verweilen müssen, um entweder ein kräftiges oder mildes Aroma zu gewinnen. Die erste Röst-Stufe ist erreicht, wenn man ein typisches Knack-Geräusch beim Aufplatzen der Bohnen hört, den sogenannten „First Crack“. Sind die Kaffeebohnen nach dem Rösten abgekühlt, können die Bohnen zu feinem Pulver vermahlen und mit Wasser zu einem guten Kaffee aufgebrüht werden.

Wir wollen einen Elefanten wiegen, indem wir ihn auf ein Floß bugsieren: Mit dem Dickhäuter verändert sich der Tiefgang des Floßes. Ob sich so sein Gewicht feststellen lässt?

Wie wird Allgäuer Käse gemacht?

Wer Käse liebt, weiß den Allgäuer Käse besonders zu schätzen. Aber wie wird eigentlich aus der Milch der Kühe, die auf den Bergwiesen saftige Gräser und Kräuter weiden, ein Käselaib mit dem ganz besonderen, würzigen Aroma?

Dass man aus Kartoffeln alle möglichen Lebensmittel herstellt, ist bekannt. Aber Plastikbesteck? Kartoffeln sind anscheinend noch vielseitiger als gedacht.

Zucker ist aus unseren Lebensmitteln kaum noch wegzudenken. Anfangs wurde er fast ausschließlich aus Zuckerrohr gewonnen. Später entdeckte man, dass auch bestimmte Rüben Zucker liefern können. Doch wie kriegt man den Zucker aus der Rübe heraus?

Es ist eines unserer Grundnahrungsmittel - Weizenmehl. Wir kennen die goldenen Ähren auf dem Feld und das weiße Mehl in der Backschüssel. Welche Schritte liegen dazwischen?

Ein Wassertropfen fällt zu Boden. Ein alltäglicher Vorgang. Aber betrachtet man den Tropfen dabei durch die Linse einer Zeitlupenkamera, bietet er ein Schauspiel von majestätischer Schönheit. Beim Aufprall bildet sich eine Krone aus Wasser. Wie muss sie beschaffen sein, damit sie einem König passt?

Dass die Kuckucksuhr aus dem Schwarzwald kommt, ist allgemein bekannt. Aber was hat es mit dem Kuckucksruf auf sich? Und wer hat sich die anderen Motive ausgedacht, die das holzgeschnitzte Stück schmücken?

Schmetterlinge flattern meist so schnell und hektisch über die Wiesen, dass man gar nicht erkennt, wie sie ihre Flügel bewegen. Unsere Zeitlupenkamera macht den Flug verschiedener Schmetterlingsarten sichtbar.

Wie leben Nacktmulle?

Eine Safari in den Savannen Kenias unternehmen und dabei Elefanten und Zebras „live“ beobachten zu können, ist ein unvergessliches Erlebnis. Mindestens ebenso spannend - allerdings für die meisten Besucher unsichtbar - ist das Leben im Untergrund. Im Erdreich der Savanne herrscht eine Königin über ihre bis zu 300 Untertanen. Es ist der Staat der Nacktmulle. Wie funktioniert das Leben im Nacktmullstaat?

Eine wurmförmige, kriechende, blätterfressende Raupe und ein eleganter, fliegender, nektarsaugender Schmetterling. Dass diese beiden ein und dasselbe Lebewesen sein sollen, ist schier unglaublich - aber wahr!