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| 1 Entwicklung und Reproduktion: | ||
| Wesenszüge des Lebendigen in der Ubersicht | 1 | |
| 1.1 | Entwicklung als Selbstkonstruktion | 1 |
| 1.2 | Reproduktion: Sex versus natürliches Klonen | 10 |
| 2 | Etappen und Prinzipien der Entwicklung | 19 |
| 2.1 | Etappen der Entwicklung in der Übersicht | 19 |
| 2.2 | Allgemeine Prinzipien in Kurzfassung | 28 |
| 3 Der Start: Befruchtung, Aktivierung des Eies | ||
| und erste Zellteilungen (Furchung) | 35 | |
| 3.1 | Die Befruchtung | 35 |
| 3.2 | Aktivierung des Eies | 41 |
| 3.3 | Nicht-chromosomale Informationsträger | 44 |
| 3.4 | Erste Zellteilungen: die Furchung und der MPF-Oszillator | 46 |
| 4 | Entwicklung bedeutsamer Modellorganismen I: Wirbellose | 53 |
| 4.1 Der Seeigel-Keim: Basismodell für tierische Entwicklung | ||
| und Objekt historisch bedeutsamer Experimente | 53 | |
| 4.2 | Ein Außenseiter: Dictyostelium discoideum | 64 |
| 4.3 Hydra und weitere Cnidarier: Unsterbliche Polypen | ||
| und historische Pioniermodelle der Entwicklungsbiologie | 69 | |
| 4.4 Caenorhabditis elegans: ein Beispiel | ||
| für invariante Zellstammbäume | 78 | |
| 4.5 | Spiralier: ein in der Natur oft benutztes Furchungsmuster | 82 |
| 4.6 Drosophila melanogaster. Referenzorganismus der genetischen | ||
| und molekularbiologischen Entwicklungsbiologie | 84 | |
| 4.7 | Tunikaten: „Mosaikentwicklung" im Stamm der Chordaten? | 107 |
| 5 | Entwicklung bedeutsamer Modellorganismen II: Wirbeltiere | 111 |
| 5.1 | Xenopus: Referenzmodell der Wirbeltierentwicklung | 111 |
| 5.2 | Zebrabärbling Danio rerio und der Medaka Orycias latipes | 133 |
| 5.3 | Amnioten: Hühnchen, Wachtel und Chimären von beiden | 137 |
| 5.4 | Die Maus: Stellvertreter für den Menschen | 142 |
| 6 | Die Embryonalentwicklung des Menschen | 151 |
| 6.1 | Der Mensch und Modellorganismen | 151 |
| 6.2 | Von den Urkeimzellen bis zur Befruchtung | 152 |
| 6.3 | Von der Befruchtung bis zum phylotypischen Stadium | 154 |
| 6.4 | Schnittstelle Mutter/Kind: die Plazenta | 162 |
| 6.5 | Hormonale Beziehungen zwischen Kind und Mutter | 166 |
| 6.6 Die Entwicklung des Menschen im Vergleich zu anderen | ||
| Wirbeltieren: Gemeinsames, Trennendes, Aspekte der Evolution | 180 | |
| 6.7 Konservative Wege versus Neuerungen in der Entwicklung | ||
| der Wirbeltiere und des Menschen | 186 | |
| 7 In Vorbereitung auf neues Leben I: Geschlechtsbestimmung | ||
| und Geschlechtsentwicklung | 195 | |
| 7.1 | Wesen der Sexualität | 195 |
| 7.2 | Geschlechtsbestimmung | 196 |
| 7.3 | Die frühe Sexualentwicklung bei Säugern und dem Menschen | 199 |
| 7.4 | Das psychische Geschlecht und postnatale Sexualentwicklung | 208 |
| 8 In Vorbereitung auf neues Leben II: Gametogenese: Die Entstehung | ||
| von Ei und Spermium und deren Ausstattung mit einer Mitgift | 219 | |
| 8.1 | Keimbahn und Urkeimzellen | 219 |
| 8.2 | Die Oogenese: Herstellung und Bevorratung der Eizelle | 225 |
| 8.3 | Die Spermatogenese: das Herstellen von Spermien | 230 |
| 8.4 | Weitere Mitgift: maternale und paternale Prägung | 232 |
| 8.5 | Genetische Konsequenzen der Sorna-Keimbahn-Trennung | 232 |
| 9 Positionsinformation, Musterbildung I: Spezifikation | ||
| der Körperkoordinaten und erste Schicksalsbestimmung | ||
| durch maternale Faktoren | 235 | |
| 9.1 | Das Starten ortsgerechter Differenzierungsprogramme | 235 |
| 9.2 | Festlegung der Körperachsen | 236 |
| 9.3 | Frühe Determination von Zelltypen durch maternale Faktoren | 242 |
| 9.4 Autonome versus abhängige Entwicklung, asymmetrische | ||
| Zellteilung versus Zell-Zell-Interaktion | 243 | |
| 10 Positionsinformation, Musterbildung II: Embryonale Induktion | ||
| und Musterbildung durch Zell-Zell-Kommunikation | 247 | |
| 10.1 | Positionsinformation und die Erzeugung neuer Muster | 247 |
| 10.2 Musterbildung durch Signalaustausch zwischen Nachbarn | ||
| über direkten Zellkontakt: laterale Inhibition und laterale Hilfe | 249 | |
| 10.3 | Embryonale Induktion und der Spemann-Organisator | 252 |
| 10.4 | Induktionskaskaden und Identifizierung der Signale | 257 |
| 10.5 | Musterbildung: Morphogene und Gradiententheorie | 262 |
| 10.6 | Das Herz am rechten Fleck: Links-rechts-Asymmetrie | 267 |
| 10.7 | Morphogenetische Felder | 270 |
| 10.8 | Modellfelder: die Knospen für Vogelflügel und Mäusebein | 271 |
| 10.9 | Musterkontrolle und Positionsgedächtnis bei Hydra | 280 |
| 10.10 | Musterkorrektur durch Interkalation | 285 |
| 10.11 | Periodische Muster | 286 |
| 11 | Entwicklungssteuernde Signale und Signaltransduktion | 293 |
| 11.1 Signalsysteme und Mechanismen der Signalweiterleitung: | ||
| ein Überblick | 293 | |
| 11.2 Wie Zellen miteinander kommunizieren: | ||
| Signal-Transmission und Propagation | 296 | |
| 11.3 Signalsubstanzen und die von ihnen aktivierten | ||
| Transduktionssysteme | 303 | |
| 11.4 | Lipophile Signalsubstanzen und Steuerung der Genaktivität | 315 |
| 12 | Entwicklung und Gene | 321 |
| 12.1 | Differentielle Genexpression als Basis der Differenzierung | 339 |
| 12.2 Gene zur Spezifikation von Körperregionen und Organen: | ||
| Hox-Gt ne | 344 | |
| 12.3 | Gene zur Programmierung von Augen und Zelltypen | 351 |
| 12.4 Entwicklungssteuernde Gene und Transkriptionskontrolle: | ||
| ein Resümee | 355 | |
| 12.5 Epigenetik: Reversible Veränderungen in der Zugänglichkeit | ||
| von Genen | 359 | |
| 12.6 Irreversible Veränderung des Genoms | ||
| und damit des Zelltyp-spezifischen genetischen Programms | 364 | |
| 13 Anwendungsorientierte Experimente an Frühkeimen | ||
| der Wirbeltiere: Klonen, Chimären, Teratome, transgene Tiere | 369 | |
| 13.1 | Klonen: die Herstellung genetisch identischer Kopien | 369 |
| 13.2 Versuche mit Chimären und Teratomen - und was solche Versuche | ||
| (nicht) bringen | 376 | |
| 13.3 Genetische Manipulationen an Embryonen: | ||
| K.o.-Mutanten und transgene Tiere | 378 | |
| 14 Morphogenese: Gestaltbildung durch aktive Zellbewegung, | ||
| differenzielle Zelladhäsion und Zelltod | 385 | |
| 14.1 | Aktive Zellbewegung und Orts Veränderung | 385 |
| 14.2 Gleitvorgänge und Zellsortierung | ||
| kraft differenzieller Zelladhäsion | 386 | |
| 14.3 | Zelladhäsionsmoleküle und Zellerkennung | 388 |
| 14.4 Die Bildung verzweigter tubulärer Strukturen: | ||
| Tracheen, Lungen, Blutgefäße, Nierentubuli | 390 | |
| 14.5 Gestaltbildung durch Entfernen von Zellen: | ||
| Apoptose, der programmierte Zelltod | 392 | |
| 15 Fernwanderer und die vielfältigen Schicksale | ||
| der ausgewanderten Neuralleistenzellen | 395 | |
| 15.1 | Urkeimzellen und Blutzellen | 395 |
| 15.2 | Neuralleisten-Abkömmlinge | 397 |
| 16 | Das Nervensystem und zentrale Sinnesorgane | 403 |
| 16.1 | Vorbereitung im frühen Embryo | 403 |
| 16.2 | Morphologische Entwicklungsgeschichte des Nervensystems | 406 |
| 16.3 | Die genetische Programmierung des Zentralnervensystems | 417 |
| 16.4 | Direkt ans Gehirn angeschlossene Sinnesorgane des Kopfes | 422 |
| 16.5 Das periphere Nervensystem und Zellmigration | ||
| über weite Strecken | 423 | |
| 16.6 | Navigation der Nervenfortsätze und Vernetzung der Nervenzellen | 426 |
| 16.7 | Der Anschluss des Auges und Riechepithels an das Gehirn | 429 |
| 16.8 | Im Rückenmark und vom Rückenmark in die Peripherie | 438 |
| 16.9 | Plastizität: Korrekturen, Ausbau, Reserven | 440 |
| 17 | Herz und Blutgefäße | 445 |
| 17.1 | Vom scheinbaren Chaos zur Ordnung | 445 |
| 17.2 | Das Herz | 445 |
| 17.3 | Blutgefäße: Vasculogenese und Angiogenese | 447 |
| 17.4 | Anpassung des Kreislaufs vor und nach der Geburt | 453 |
| 18 | Stammzellen, Regeneration, regenerative Medizin | 457 |
| 18.1 Die stetige Grunderneuerung des Organismus; | ||
| Stammzellen des Menschen | 457 | |
| 18.2 | Die hämatopoietischen (blutbildenden) Stammzellen | 462 |
| 18.3 Regenerative Medizin: | ||
| Gewebe- und Organersatz aus Stammzellen | 469 | |
| 18.4 iPSC: Reprogrammierung differenzierter Zellen | ||
| zu pluripotenten Stammzellen | 475 | |
| 18.5 Regeneration ganzer Körperteile und von Organen: | ||
| Wirbellose und Wirbeltiere im Vergleich | 479 | |
| 18.6 | Die zellulären Grundlagen eines hohen Regenerationsvermögens | 480 |
| 18.7 | Kontrollsysteme | 485 |
| 19 | Wachstumskontrolle und Krebs | 493 |
| 19.1 | Wachstumskontrolle | 493 |
| 19.2 | Krebs: Wesenszüge, Vorkommen, Begriffe | 494 |
| 19.3 | Besondere Eigenschaften von Krebszellen und Tumoren | 495 |
| 19.4 | Ursachen einer Cancerogenese | 497 |
| 20 | Metamorphose und ihre hormonale Steuerung | 503 |
| 20.1 Metamorphose: ein zweiter Phänotyp | ||
| aus einer „zweiten Embryogenese44 | 503 | |
| 20.2 | Hormonale Steuerung der Metamorphose | 506 |
| 20.3 | Auslösung der Metamorphose | 511 |
| 20.4 | Reverse Entwicklung | 514 |
| 21 | Unsterblichkeit oder Altern und Tod: Was will die Natur? | 517 |
| 21.1 | Möglichkeit und Unmöglichkeit einer Immortalität | 517 |
| 21.2 | Theorien des Alters | 518 |
| 21.3 | Der Tod als genetisch vorprogrammiertes Ereignis | 520 |
| 22 Evolution von Entwicklungsprozessen | ||
| („Evo-Devo", Evolution and/of Development) | 525 | |
| 22.1 | Ein Rückblick auf Klassisches | 525 |
| 22.2 Neue Möglichkeiten des Erkenntnisgewinns - Evo-Devo Biologie | ||
| und ihre Grundlagen | 526 | |
| 22.3 | Neues aus Überkommenem im genetischen Programm | 531 |
| 22.4 | Der gemeinsame Satz molekularer Werkzeuge ([molecular tool kit) | 534 |
| 22.5 | Variationen von Bauplänen innerhalb von Tierstämmen | 538 |
| 22.6 Rekonstruktion der großen Entwicklungsreihen | ||
| und phylogenetischer Stammbäume | 541 | |
| 22.7 | Evolution der Augen - Darwins Dilemma | 552 |
| 22.8 | Zur Evolution des Menschen | 557 |
| Glossar | 561 | |
| Literaturverzeichnis | 573 | |
| Sachverzeichnis | 613 | |
