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  • Industrialisierung

    • 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.


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    • 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.


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    • 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.


    • 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.

      Schlagworte: Insekten, Käfer

    • 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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    • 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...


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    • 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.


    • 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 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.