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Nichtlineare Phänomene

Oszillatorische und räumlich modulierte Prozesse in biologischen Systemen spielen eine wichtige Rolle bei der Informationsverarbeitung und der Signaltransduktion. Der Grund für dieses komplexe Verhalten liegt in der Kopplung von autokatalytischen (selbsterhaltenden) Reaktionen des Stoffwechsels und des Transports. Diese Art der Musterbildung beruht auf allgemeinen Prinzipien der Selbstorganisation in Systemen, die weit vom Gleichgewicht entfernt sind.

In unserer Forschung untersuchen wir die Musterbildung in Pflanzenzellen von Grünalgen. Zellen der Alge Chara corallina entwickeln unter Lichteinwirkung abwechselnd saure und alkalische Zonen auf ihren Plasmamembranen. Neben statischen pH-Mustern weisen die Zellen eine Vielzahl dynamischer Regimes wie Oszillationen und sich ausbreitende Fronten auf und stellen somit ein hervorragendes Modellsystem zur Untersuchung der Mechanismen der biologischen Selbstorganisation dar.

https://forschung-sachsen-anhalt.de/project/dynamics-self-organisation-biological-22300