Top 10 knifflige wissenschaftliche Fragen: Biologie

Top Ten Questions

Wenn man Biologie unterrichtet, stößt man immer wieder auf knifflige Fragen – Why is the Sky Blue? und Why does Helium Make your Voice go Funny? sind zwei der häufigsten.

Ich versuche meinen Schülern beizubringen, dass es in der Wissenschaft nicht so sehr darum geht, Antworten zu bekommen, sondern darum, Fragen zu stellen. In dieser Rubrik finden Sie 10 der besten Biologiefragen, die mir meine Schüler im letzten Jahr im Biologieunterricht gestellt haben. Wir werden einige der drängendsten Fragen unserer Zeit untersuchen:

• Was ist Hirnfrost?
• Warum bekommen wir Pickel?
• Warum wird uns schwindelig?

Im Laufe der Zeit wird jedes Thema einen Link zu einem Hub erhalten, der das Thema viel ausführlicher behandelt. Also lehnen Sie sich zurück und genießen Sie diesen Ritt durch meine 10 kniffligsten Biologie-Wissenschaftsfragen.

Was ist ‚Brainfreeze?

Sphenopalatine Ganglioneuralgie (oder ‚Brainfreeze‘) ist ein schmerzhafter Zustand, der einer Migräne ähnelt und durch die natürliche Reaktion des Körpers auf kalte Temperaturen entsteht.

Wenn es kalt wird, durchläuft der Körper eine Reihe von Veränderungen, um Wärmeverluste zu verhindern. Eine dieser Anpassungen ist die Verengung der Blutgefäße (Vasokonstriktion) nahe der Hautoberfläche. Wenn weniger Blut in der Nähe der Haut fließt, geht weniger Wärme an die Umgebung verloren, und Sie bleiben länger warm.

Wenn etwas wirklich Kaltes auf die Rückseite Ihres Mundes trifft, ziehen sich die Blutgefäße in Ihrem Gaumen schnell zusammen. Wenn du schluckst, verschwindet die Kälte und die gleichen Blutgefäße weiten sich schnell wieder auf ihre ursprüngliche Größe. All dies ist eine völlig normale physiologische Reaktion auf die Kälte.

Der Schmerz wird durch eine Fehlinterpretation dieser Verengung/Erweiterung durch den Trigeminusnerv verursacht – ein wichtiger Gesichtsnerv, der sich ganz in der Nähe Ihres Gaumens befindet. Aufgrund der Lage des Trigeminusnervs scheint der Schmerz von der Stirn auszugehen (siehe Abbildung)

Wie wirken Schmerzmittel?

Wir empfinden Schmerz aufgrund der Übertragung eines bestimmten Signals an das Gehirn über das Rückenmark. Schmerzmittel wirken, indem sie dieses „Schmerzsignal“ daran hindern, das Gehirn zu erreichen. Es gibt zwei Haupttypen von Schmerzmitteln, die häufig verwendet werden: die „Aspirin-Medikamente“ und die „narkotischen Medikamente“.

Die Schmerzmittel vom Typ Aspirin blockieren die körpereigenen Prostaglandine – Moleküle, die für Schmerzen und Schwellungen verantwortlich sind. Durch die Blockierung der Prostaglandine wird das Signal an der Schmerzquelle blockiert und die Schwellung verringert.

Die narkotischen Medikamente blockieren die Schmerzbotschaften im Rückenmark und im Gehirn und werden in der Regel für eine wesentlich stärkere Schmerzlinderung eingesetzt.

Jede Gruppe von Schmerzmitteln besteht aus zahlreichen Untertypen mit jeweils leicht unterschiedlichen Wirkmechanismen. Dadurch können bestimmte Schmerzmittel sicher kombiniert werden.

Schmerzmittelarten

Was sind Pickel und Furunkel?

Ob Sie männlich oder weiblich sind, Pickel und Akne sind alle auf eine Empfindlichkeit gegenüber dem Hormon Testosteron zurückzuführen. Dieses Hormon kann eine Überproduktion von Talg auslösen, einer öligen Substanz, die Haut und Haare wasserfest macht. Wenn sich der Talg staut, kann dies zur Bildung von Pickeln führen.

Die Haut ist wie ein Fließband, das sich ständig erneuert. Während in den untersten Schichten Ihrer Haut (der Dermis) neue Zellen produziert werden, werden alte Zellen von der Oberfläche abgestoßen. Wenn einige dieser abgestorbenen Hautzellen zufällig eine Pore verstopfen, kann sich Talg im Haarfollikel ansammeln.

• Mitesser entstehen, wenn die Verstopfung in der Nähe der Sufraktur liegt. Der angesammelte Talg kann mit dem Sauerstoff in der Luft reagieren und färbt sich schwarz (ähnlich wie ein Apfel, der braun wird). Der Fachausdruck lautet ‚offener Komedon‘.
• Whiteheads treten unter einer Hautschicht auf. Diese verhindert, dass der Talg mit der Luft reagiert, und so bleiben sie weiß. Whiteheads sind ‚geschlossene Komedonen‘.‘
• Rote Akneflecken sind das Ergebnis einer Infektion. Eingeschlossener Talg bietet den idealen Nährboden für Bakterien, die sich vermehren und eine entzündete Pustel verursachen können.

Es gibt keine Hinweise darauf, dass die Ernährung die Akne beeinflusst, da sie durch das Vorhandensein von Testosteron verursacht wird. Das erklärt auch, warum Teenager und schwangere Frauen Akne entwickeln – bei beiden Personengruppen besteht ein Hormonungleichgewicht.

Warum rumpelt unser Magen?

Das klassische Rumpeln, das mit Hunger assoziiert wird, hat weniger mit dem Magen als mit unserem Dickdarm zu tun. Ein knurrender Bauch ist eine Kombination aus Flüssigkeit und Gas plus einem kleinen Raum.

Nahrung bewegt sich nicht durch die Schwerkraft durch unser Verdauungssystem – wenn das der Fall wäre, würden Astronauten im Weltraum nicht überleben. Stattdessen wird die Nahrung durch Muskelkontraktionen in der Darmwand, die so genannte Peristaltik, aufgewirbelt und durch das System befördert. Diese Muskelkontraktionen finden auf dem gesamten Weg durch das Verdauungssystem statt, von der Speiseröhre über den Magen bis zum Darm und am anderen Ende wieder heraus.

Wenn Luft in den Falten und Biegungen des Dünndarms eingeschlossen wird, kann die herumschwappende Flüssigkeit ein Rumpeln erzeugen – verstärkt durch den kleinen Raum des Dünndarms. Der Grund, warum wir ein Magenknurren mit Hunger assoziieren, ist, dass das Knurren umso lauter ist, je weniger Nahrung im Darm vorhanden ist.

Was ist Schluckauf?

Eine anhaltend knifflige biologische Frage, der eigentliche Schluckauf ist eine starke Kontraktion des Zwerchfells – des Organs, das für unsere Atmung verantwortlich ist. Unmittelbar nach der Kontraktion beginnen wir einzuatmen, wodurch die Stimmritze (eine Trennwand zwischen Luft- und Speiseröhre) die Luftröhre verschließt und den „Schluckauf“ verursacht.

Aber was löst ihn aus? Es gibt tatsächlich über 100 physiologische Ursachen für einen Schluckauf! Die häufigsten Ursachen sind:

1. Säurereflux
2. Reizung des Brustkorbs
3. Reizung des Zwerchfellnervs (Nerv, der das Zwerchfell steuert)

Sind Röntgenstrahlen sicher?

Wussten Sie, dass in den USA jedes Jahr 450 Menschen durch Stürze aus dem Bett sterben? Ameisen fordern weitere 30 Todesopfer, und Automaten töten etwa 13 Menschen; Sicherheit ist ein relativer Begriff.

Röntgenstrahlung ist eine hochenergetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die etwa 10.000 Mal kürzer ist als die des sichtbaren Lichts. Die Gefahr bei Röntgenstrahlen besteht darin, dass sie Elektronen aus Atomen herausschlagen können, wodurch Ionen entstehen; deshalb werden Röntgenstrahlen als „ionisierende Strahlung“ bezeichnet. Ionen sind viel reaktiver als Atome und können durch den Körper schießen und wichtige Moleküle wie die DNA beschädigen. Dies kann Mutationen oder sogar Krebs verursachen, wenn die Dosis hoch genug ist.

Aber das ist der Schlüssel – „wenn die Dosis hoch genug ist“. Die erhöhte Strahlung, die Ihr Körper während einer Röntgenaufnahme erhält, entspricht der zusätzlichen Strahlung, der Sie während eines Transatlantikflugs ausgesetzt sind. Medizinische Röntgenstrahlen sind heute sehr sicher (der Techniker ist aufgrund der Häufigkeit der möglichen Exposition in größerer Gefahr als Sie) und viel sicherer als jedes Mal aufgeschnitten zu werden, wenn ein Arzt in Sie hineinschauen muss.

Wie atmet ein Fisch unter Wasser?

Fische „atmen“ nicht unter Wasser, aber sie müssen trotzdem Sauerstoff aufnehmen und abtransportieren, und zwar in einem Prozess, der als Gasaustausch bekannt ist.

Die Kiemen eines Fisches bestehen aus einem Bogen, der sich in Filamente aufspaltet, die mit Lamellen ausgekleidet sind – kleine, von Blutgefäßen umgebene Scheiben. Dadurch sind die Kiemen extrem blutreich und haben eine leuchtend rote Farbe. Je aktiver ein Fisch ist, desto mehr Sauerstoff braucht er und desto mehr Lamellen hat er.

Ein Fisch entnimmt dem Wasser den benötigten Sauerstoff durch Diffusion. Das Wasser strömt in das Maul und fließt über und durch die Kiemen. Das Wasser enthält im Vergleich zum Blut eine hohe Sauerstoffkonzentration, was dazu führt, dass der Sauerstoff in das Blut diffundiert (Kohlendioxid ist das Gegenteil – hohe Konzentration im Blut, niedrige im Wasser, also diffundiert es hinaus). Fische müssen ein „Gegenstromsystem“ aufrechterhalten, da die Diffusion nur funktioniert, wenn weniger Sauerstoff im Blut als im Wasser vorhanden ist.

Warum wird uns schwindlig?

Schwindel wird verursacht, wenn das Gehirn widersprüchliche Signale von verschiedenen Sensoren empfängt.

Das vestibuläre System ist ein kompliziertes Netzwerk von mit Flüssigkeit gefüllten Kanälen in unserem Innenohr und ist für unsere Wahrnehmung von Schwerkraft und Bewegung verantwortlich. Wenn wir uns drehen, setzen wir die Flüssigkeit im Bogengang in Bewegung. Wenn wir plötzlich stehen bleiben, senden unsere Augen und andere Sinnesorgane sofort ein Signal an das Gehirn, dass sich der Körper nicht mehr bewegt. Die Flüssigkeit in unserem vestibulären System dreht sich jedoch weiter und sendet so das Signal an das Gehirn, dass sich der Kopf bewegt.

Das Gefühl von „Schwindel“ entsteht durch den Konflikt zwischen diesen beiden Signalen. Das Gehirn nimmt beide Signale als wahr an und entscheidet daher, dass sich der Kopf dreht, während der Körper stillsteht.

Was ist ein Neuron?

Neuronen sind ein spezieller Zelltyp, der Informationen mit hoher Geschwindigkeit in unserem Körper weiterleitet. Sie sind die Informationsautobahn unseres Körpers und funktionieren ähnlich wie ein elektrischer Schaltkreis. Diese hochspezialisierten Zellen weisen eine Reihe von Anpassungen auf, die ihnen helfen, ihre Aufgabe zu erfüllen:

• Dendriten: vergrößern die Oberfläche des Neurons, um die Zahl der möglichen synaptischen Verbindungen zu maximieren.
• Myelinscheide: ein Fettgewebe, das den Nerv ähnlich wie die Isolierung eines elektrischen Kabels isoliert.
• Ranvier-Knoten: Lücken im Myelin, die es dem Signal ermöglichen, von Knoten zu Knoten zu „springen“ und so die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Es sollte offensichtlich sein, dass Neuronen nicht isoliert arbeiten – viele sind nötig, um ein Signal an sein Ziel zu übertragen. Je öfter eine Reihe oder Sammlung von Neuronen zum Feuern gebracht wird, desto leichter und einfacher wird es, dasselbe Muster zu wiederholen: Das ist die Grundlage des Lernens.

Was ist Gänsehaut?

Eine weitere sehr beliebte Biologiefrage! Gänsehaut ist ein Relikt aus der Zeit, als wir noch haarig waren … und ist heute so gut wie nutzlos. Die Theorie hinter dieser physiologischen Reaktion hat zwei Gründe:

Erstens ist Luft ein schlechter Wärmeleiter. Wenn es kalt war, haben unsere Vorfahren ihr Fell aufgeplustert, um Luft einzuschließen und den Wärmeverlust zu verringern. Das Video zeigt, wie unsere Haare aufgerichtet werden.

Zweitens plustern viele Säugetiere ihr Fell auf, um größer und furchteinflößender zu erscheinen, wenn sie sich bedroht fühlen oder sich bei Paarungsritualen zeigen. Deshalb bekommen wir eine Gänsehaut, wenn wir uns erschrecken.

Biologie unterrichten

• Biologie unterrichten & Lernmaterialien. Pädagogische Artikel, Zeichnungen, Experimente & PowerPo
  Biologie & Genetik Unterricht & Lernressourcen von D G Mackean. A huge collection
• The Biology Corner
  A biology resource site for teachers and students

jese on June 25, 2020:

i was fatique i am relieved

moses on May 02, 2020:

Biologie macht das Leben besser

dharshana am 30. April 2020:

die Fragen und Antworten waren super

Amber Niaz am 13. April 2020:

Diese Fragen geben uns Informationen und ich liebe sie

laquesha gillars am 02. März 2020:

sehr schöne und informative Fragen . sie geben perfict information möge gott sie alle segnen ich bin schon dabei den heiligen geist zu fangen

Radhashyam patra on February 02, 2020:

Hilfreich für Biologiestudenten

Mp Sai Kumar on December 17, 2019:

Gut.

Shindimba Fredriek on August 09, 2019:

sehr informativ und leicht zu verstehen.

Leon am 29. Juli 2019:

Gut gemacht!

Hina am 13. Juli 2019:

Sehr informativ

philipo am 28. März 2019:

Gute Arbeit

Marvellous am 06. Januar 2019:

nette Fragen

Rizgallah am 25. März 2018:

Danke für die Informationen

nirmohi joshi am 05. März 2018:

wirklich sehr informativ und interessant…… great job done ever….

MR.HACKER am 25. Februar 2018:

Gut gemacht

Momina am 15. November 2017:

Verblüffende Fragen, du bist wirklich genial

sobia am 16. Oktober 2017:

Interstng

Sana am 24. September 2017:

Es ist gut

Shivam Udhan am 24. September 2017:

Wirklich tolle Informationen…

Vielen Dank..

Sky am 12. September 2017:

Thank u for sharing

Good bye

Kiley am 24. April 2017:

Wow! Du hast tolle Arbeit geleistet. Diese Fragen sind schwer zu beantworten, aber du sortierst auf eine wissenschaftliche Art und Weise. Tolle Arbeit. Ich schenke der Wissenschaft so viel Zeit, wie ich auch tun könnte. Wunderbar!!!

S.asif am 27. Januar 2017:

Gut

&Hilfreich zum Lernen

Maryam Amjid am 08. August 2016:

Sehr gute Frage und ihre Antwort sehr gut und auch mehr verbessern. BEST OF LUCK

Ana Maria Orantes aus Miami Florida am 15. September 2014:

Hallo Miss TSSscienties. Ich mag Ihre Fragen. Die Erklärung der einzelnen Körperprobleme ist gut. Danke, dass Sie Ihr Wissen teilen. Wissen Sie, warum Menschen doppelt sehen. Ich mag Ihren Hub. Sie sind eine fantastische Frau.

Amanda Littlejohn am 01. März 2013:

Oooo, was für eine schöne Lektüre das war! Einige großartige Fragen, die wirklich gut auf eine Art und Weise beantwortet werden, die selbst die komplexe Wissenschaft leicht verständlich macht. Sie haben eindeutig eine große Gabe, biologische Konzepte und Prozesse zu vermitteln.

Mir gefällt auch, wie Sie zu Beginn sagen, dass es in der Wissenschaft mehr darum geht, Fragen zu stellen, als Antworten zu finden. Ich stimme Ihnen voll und ganz zu – und das gilt nicht nur für die Wissenschaft, sondern für die gesamte Bildung, vielleicht sogar für das Leben selbst!

Ich habe den Eindruck, dass Sie Lehrer sind? Ich hoffe, Ihre Schüler erkennen, was für einen guten Lehrer sie haben.

Patricia Scott aus North Central Florida am 23. August 2012:

Die Wissenschaft ist eine nie versiegende Quelle der Entdeckung. Ich liebe es, wissenschaftliche Beiträge wie diesen zu lesen und wieder zu lesen. Das wäre eine lustige Reihe von Fragen, die man den Kindern für ‚Herausforderungsaktivitäten‘ geben könnte. Vielen Dank für diesen Beitrag. Ich werde wiederkommen, um mehr von Ihnen zu lesen.

Nur eine zusätzliche Frage, die Sie hinzufügen könnten…warum bekommen wir einen Back Freeze?

Angeheftet und hochgestimmt

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, UK am 12. Mai 2012:

@Robin: Das ist großartig! Je mehr wir eine neugierige Natur fördern können, desto besser! Ich hoffe, sie findet es interessant 🙂

Robin Edmondson aus San Francisco am 09. Mai 2012:

Ich liebe alle Ihre Wissenschafts-Hubs; ich bin ein großer Fan. Ich werde dieses unserer Drittklässlerin vorlesen, da sie immer diese Art von Fragen stellt!

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, UK am 07. Mai 2012:

@TDAPharm: Es freut mich, dass Ihnen der Hub gefallen hat. Was die genaue Kategorisierung der Medikamente angeht, so ist dies nur ein allgemeiner Hub und ist nicht für Experten gedacht. Um eine weitere Kategorie zu rechtfertigen, müsste ich auf die Pharmakodynamik der verschiedenen Medikamente eingehen. Ich habe im Text erwähnt, dass verschiedene Medikamente in diesen beiden großen Kategorien auf unterschiedliche Weise wirken 🙂

TDAPharm aus Massachusetts am 07. Mai 2012:

Ich mag die Drehscheibe, das sind immer interessante Themen! Nur eine Sache, ich würde nicht Paracetamol/Acetaminophen unter Aspirin werfen. Beide wirken zwar auf den Arachadon-Stoffwechselweg, um Schmerzen zu lindern, aber sie zielen auf bestimmte Stellen ab. Außerdem ist die Pharmakologie eine andere und dient daher nur als Analgetikum und Antipyretikum, während die entzündungshemmenden Eigenschaften der NSAIDs fehlen. Und schließlich behandeln die von Ihnen erwähnten Mittel nozizeptive Schmerzen und sind keine Hauptstützen bei neuropathischen Schmerzen. Verzeihen Sie, dass ich so pingelig bin, aber das ist mir aufgefallen. Wie auch immer, wieder ein guter Knotenpunkt und ich mag den Teil mit dem Gehirnfrost!

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, UK am 07. Mai 2012:

Ich bin froh, dass es Ihnen gefallen hat Mmargie! Danke für die Weitergabe – hoffentlich gefällt es deinen Followern genauso gut 🙂

Mmargie1966 aus Gainesville, GA am 07. Mai 2012:

Exzellent! Habe es geteilt 🙂

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, UK am 07. Mai 2012:

@cocopreme: Wow! In der Tat ein großes Lob 🙂 Es freut mich, dass Sie meinen Hub interessant und fesselnd fanden

Candace Bacon aus Far, far away am 06. Mai 2012:

Biologie war noch nie mein Lieblingsthema, aber Sie präsentieren es auf interessante und fesselnde Weise. Es ist klar und leicht zu verstehen. Du machst mir Lust, mehr darüber zu erfahren, wie unser Körper funktioniert. Toller Knotenpunkt!

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, UK am 06. Mai 2012:

@Melovy und Horatio: Freut mich sehr, dass es euch gefallen hat 🙂

Horatio Plot aus Bedfordshire, England. am 06. Mai 2012:

Gut. Toller Hub. Ausgezeichnete Informationen für Kinder jeden Alters.

Yvonne Spence aus Großbritannien am 06. Mai 2012:

Ein sehr interessanter Hub, auf den ich meine Kinder in naher Zukunft hinweisen werde, da ich sicher bin, dass er ihnen auch gefallen wird.

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, Großbritannien am 06. Mai 2012:

Das ist fantastisch! Ich liebe es, wenn die Anzeigen so gut synchronisiert sind 🙂

Life Under Construction aus Neverland am 06. Mai 2012:

Exzellenter Knotenpunkt mit vielen nützlichen Informationen. Übrigens haben wir hier ein eisgekühltes Getränk mit Geschmack namens Slurpee. Ich liebe die Werbung, in der es heißt: „Want to have a brainfreeze?“

Rhys Baker (Autor) aus Peterborough, UK am 06. Mai 2012:

Danke an alle für die tollen Kommentare – ich bin froh, dass es euch gefallen hat. Wenn ich euer Interesse an auch nur einer Facette der Biologie geweckt habe, habe ich meine Aufgabe erfüllt

🙂

alliemacb aus Schottland am 06. Mai 2012:

Glänzend. Ich wusste gar nicht, dass es einen Fachbegriff für „Brain Freeze“ gibt. Als ich jung war, habe ich mich durch den Biologieunterricht geträumt. Jetzt wünschte ich, ich hätte aufgepasst, weil es einfach faszinierend ist. Hochgestimmt und großartig.

Amy Gillie aus Indiana am 05. Mai 2012:

Das ist fabelhaft! Einige Fragen, die ich glaube, dass die meisten Menschen haben, auch wenn sie noch nie gefragt haben. Ich teile das und stimme zu!

Dan Reed am 05. Mai 2012:

Wow! Das ist großartig und sehr interessant. Ich liebe diese Art von Dingen. Danke für die zusätzlichen Falten in meinem Gehirn! Voted UP! und interessant!

Nettlemere aus Burnley, Lancashire, UK am 05. Mai 2012:

Das ist ein toller Knotenpunkt – wirklich leicht zu verstehen, aber vollgepackt mit soliden Informationen.

Marcy Goodfleisch von Planet Earth am 05. Mai 2012:

Das sind so interessante Fakten zu wissen! Du hast alles prägnant und verständlich erklärt – der ganze Hub hat mir sehr gut gefallen, in jeder Hinsicht. Ich denke, es wird den Leuten Spaß machen, die Antworten auf diese Fragen zu erfahren. Voted up, nützlich und interessant.

Robie Benve aus Ohio am 05. Mai 2012:

Gute Fragen und klug beantwortet! Auch wenn es mich jetzt juckt, wie die 30 Menschen, die jedes Jahr wegen Ameisen sterben, zustande kommen…

Gute Arbeit!

Liz Elias aus Oakley, CA am 05. Mai 2012:

Sehr gut gemacht, wirklich! Ich war schon immer vom Studium der Physiologie fasziniert. Es war mein Lieblingsfach in der High School, während Geologie mein Lieblingsfach im College war. Ich habe Geologie in Ihre Umfrage aufgenommen, da Physiologie nicht enthalten war, aber eigentlich ist es ein Tossup – beide faszinieren mich weiterhin.

Gewählt, nützlich, interessant und geteilt.

Nare Gevorgyan am 05. Mai 2012:

Exzellent! So eine gründliche Recherche und klare Erklärungen. Great job!