Douglas Palmer - Big Ideas. Das Wissenschafts-Buch

SPÄTER

ab 1780James Hutton gelingt es, mit Stenos Prinzipien geologische Prozesse zeitlich zu datieren.

ab 1810Georges Cuvier und Alexandre Brongniart in Frankreich sowie William Smith in Großbritannien erstellen anhand von Stenos Prinzipien geologische Karten.

1878Beim ersten Internationalen Geologischen Kongress in Paris wird die Vorgehensweise für die Erstellung einer stratigrafischen Standardskala festgelegt.

Die Sedimentschichten im Gestein bilden auch die Basis der geologischen Erdgeschichte, die man sich normalerweise als eine Abfolge von Schichten vorstellt, die ältesten unten und die jüngsten ganz oben. Die Ablagerung von Gestein durch Wasser und Gravitation war schon seit Jahrhunderten bekannt, doch der dänische Bischof und Forscher Niels Stensen, der sich Nicolaus Steno nannte, beschrieb als Erster die Grundlagen für diesen Prozess. Seine 1669 erschienenen Schlussfolgerungen beruhten auf den Beobachtungen geologischer Schichten in der Toskana.

Stenos »Superpositionsprinzip« besagt, dass die einzelnen Schichten (Stratae) in zeitlicher Folge abgelagert sind, vom älteren im Liegenden (»unten«) zum jüngeren im Hangenden (»oben«). Das »Prinzip der ursprünglichen Horizontalität« besagt, dass die Stratae als horizontale, zusammenhängende Schichten abgelagert werden. Wenn sie gekippt, gefaltet oder zerbrochen vorliegen, müssen diese Störungen nach der Ablagerung aufgetreten sein. Ebenso muss ein Körper oder eine Störung, die eine Schicht (ein Stratum) durchschneidet, sich nach diesem Stratum gebildet haben.

Die Gesteinsschichtenlagern sich, wie Steno erkannte, ursprünglich horizontal ab, werden aber später durch geologische Kräfte deformiert und gegeneinander verdreht.

Mit diesen stratigrafischen Prinzipien konnten später die ersten geologischen Karten erstellt werden (durch William Smith in Großbritannien sowie Georges Cuvier und Alexandre Brongniart in Frankreich). Außerdem ermöglichten es diese Prinzipien, die Schichten zeitlich zu ordnen und untereinander in der ganzen Welt zu vergleichen.

IM KONTEXT

GEBIET

Biologie

FRÜHER

um 2000 v. Chr.Chinesische Forscher bauen ein Wassermikroskop mit einer Glaslinse und einer wassergefüllten Röhre zur Vergrößerung.

1267Der englische Philosoph Roger Bacon spricht über die Idee des Fernrohrs und des Mikroskops.

um 1600In den Niederlanden wird das Mikroskop erfunden.

1665Robert Hooke beobachtet lebende Zellen und veröffentlicht seine Micrographia .

SPÄTER

1841Der Schweizer Anatom Albert von Kölliker erkennt, dass Spermien und Eier Zellen mit einem Zellkern sind.

1951Der deutsche Physiker Erwin Wilhelm Müller erfindet das Feldionenmikroskop und macht erstmals Atome sichtbar.

Der Tuchhändler Antoni van Leeuwenhoek entfernte sich selten weit von seinem Zuhause im niederländischen Delft. Aber wenn er in seinem Hinterstübchen saß, betrat er eine ganz neue Welt, die Welt des Unbekannten, mikroskopisch Kleinen: Er untersuchte Blutzellen, menschliches Sperma und vor allem Bakterien. Vor dem 17. Jahrhundert hatte niemand vermutet, dass es auf diesem, dem bloßen Auge unsichtbaren Maßstab Leben gab. Flöhe galten als die kleinsten denkbaren Lebewesen. Aber um 1600 erfanden niederländische Brillenmacher das Mikroskop, als sie zur besseren Vergrößerung zwei Glaslinsen aneinander bauten. 1665 fertigte Robert Hooke die ersten Zeichnungen der winzigen lebenden Zellen, die er unter dem Mikroskop in einer Korkscheibe gesehen hatte.

Weder Hooke noch seine Zeitgenossen waren auf die Idee gekommen, Lebensformen auch dort zu vermuten, wo sie sie mit bloßem Auge nicht sehen konnten. Leeuwenhoek hingegen suchte auch an Orten, wo gar kein Leben zu sein schien, insbesondere in Flüssigkeiten. Er untersuchte Regentropfen, Zahnbelag, Mist, Sperma, Blut und vieles mehr. Und dort, in diesen scheinbar leblosen Stoffen, erschloss sich ihm die Vielfalt mikroskopischer Lebensformen.

Als Leeuwenhoeks Zeichnungenmenschlicher Samenzellen 1719 veröffentlicht wurden, war es für viele Menschen unglaublich, dass solche winzigen animalcules im Sperma leben.

Anders als Hooke verwendete Leeuwenhoek kein Mikroskop mit zwei, sondern eines mit einer (allerdings sehr guten) Linse, eigentlich ein Vergrößerungsglas. Damals war es leichter, mit einem solchen simplen Gerät ein klares Bild zu erzeugen, denn mit mehrlinsigen Mikroskopen erreichte man nur rund 30-fache Vergrößerungen, danach wurde das Bild verschwommen. Leeuwenhoek schliff seine Einzellinsen selbst und nach mehrjähriger Erfahrung erreichte er mehr als 200- fache Vergrößerungen. Seine Mikroskope waren winzig, ihre Linse maß nur wenige Millimeter. Die Probe wurde auf der einen Seite der Linse auf einer Nadel angebracht und Leeuwenhoek hielt sein Auge dicht über die andere Seite.

Zunächst fand Leeuwenhoek nichts Ungewöhnliches, doch 1674 berichtete er, er habe in einer Wasserprobe aus einem Tümpel winzige Lebewesen gesehen, dünner als ein menschliches Haar. Es war die Grünalge Spirogyra , ein Beispiel für die heute als Protisten bezeichneten Lebensformen. Leeuwenhoek bezeichnete sie als animalcules . Im Oktober 1676 entdeckte er noch kleinere einzellige Bakterien in Wassertropfen, und im Folgejahr beschrieb er, wie es in seiner eigenen Samenflüssigkeit von kleinen Lebewesen wimmelte, die wir heute Spermien nennen. Anders als die Lebewesen im Wasser waren die animalcules im Samen alle identisch. Jedes von ihnen hatte den gleichen winzigen Schwanz und einen winzigen Kopf, sonst nichts, und sie schwammen wie Kaulquappen in der Samenflüssigkeit.

In Hunderten von Briefen an die Royal Society in London berichtete Leeuwenhoek von seinen Entdeckungen. Seine Schleiftechnik für die Linsen hielt er jedoch geheim. Wahrscheinlich hat er die winzigen Linsen hergestellt, indem er dünne Glasfasern aufschmolz, doch das ist nicht genau bekannt.

Antoni van Leeuwenhoek

Leeuwenhoek wurde als Sohn eines Korbmachers 1632 in Delft geboren. Er arbeitete zunächst in der Tuchhandlung seines Onkels, richtete mit 20 ein eigenes Kontor ein und blieb dort für den Rest seines langen Lebens.