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WS 2025-2026: Life is Cellular – But What Is A Cell?Entdeckt wurden Zellen durch Robert Hooke in einem Stück Flaschenkork, aber erst zwei Jahrhunderte später als Baustein allen Lebens erkannt. Inzwischen ist die "Zelle" ein zentrales Konzept der Biologie. Wie andere zentralen Konzepte der Biologie sind sie jedoch seltsam schillernd geblieben. Das Lehrbuchbild von Kästchen, in denen fein säuberlich klar umgrenzte Organellen "Leben" hervorbringen, ist definitiv falsch. Aber wie müssen wir uns die "Zelle" eigentlich vorstellen? Wir nähern uns von verschiedenen Richtungen - Wie stellt man sich die Entstehung der ersten Zelle vor? Wie entstand die ungleich komplexere eukaryotische Zelle? Wie kann man verstehen, dass Zellen in unterschiedlichen Typen auftreten? Kann man Zellen einfach zusammenbauen? Wie ist das Verhältnis von Zellen unterschiedlicher Lebensformen, wenn sie in komplexen Ökosystemen zusammenwirken?
Zeit: Di 14:00-15:30
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Cells from rocks and waterProf. Dr. Bill Martin, Heinrich-Heine Universität Düsseldorf: Cells from rocks and water.
Di, 25. November 2025, 14:00. Gbd. 40.50 Engler-Bunte HS
Biology is a science of exceptions, which makes it all the more significant when we find biological rules to which there are no exceptions. The principle of the cell is one such rule. All life is composed of cells. There are no exceptions. Virusses are not an exception, as they are not life, they are parasites that always require a living, metabolizing cell for their own proliferation. What are cells? From the standpoint of life as a process, cells are sets of exergonic aqueous chemical reactions (metabolism) that fuel endergonic catalyst-formation reactions (instructed peptide synthesis) surrounded by a lipid membrane that separates the latter two from the environment. How can something of such complex nature have arisen from the elements on the early Earth? Life and cells obey the laws of thermodynamics. That makes it easy to order things. Because metabolism makes everything in the life process go forward, it had to come first. Information makes metabolism heritable, it requires metabolism (energy) and compartmentation but not lipids. It came second. Lipids are only required for the free living state. They came last, and they differ across the Bacterial-Archaeal divide. That leaves us looking for geochemical environments that fix carbon dioxide and release energy (precursors of metabolism), harbour good inorganic catalysts (precursors of enzymes), and naturally form inorganic compartments (precursors of cellular organization) that contained proto-life until cells could emerge. Hydrothermal vents provide all three components: organic energy, catalysts and compartments. Did life arise there? Almost certainly. How? That is the subject of the talk. Literature: https://arxiv.org/abs/2510.08410 or www.molevol.hhu.de |
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Die Geheimnisse von Lokis TiefseeschlossProf. Dr. Christa Schleper, Universität Wien: Asgard Archaea: the cradle of complex cells.
Di, 09. Dezember 2025, 14:00. Gbd. 40.50 Engler-Bunte HS
Die ersten Lebensformen sind nach heutiger Auffassung in der Tiefsee entstanden, vermutlich in sogenannten white smokers, heißen Quellen, in denen sich aufgrund von geochemischen Vorgängen kleine Zellen aus Pyrit, aber auch metallischen Oberflächen, gebildet hatten. Mikroben ohne Zellkern eroberten dann unseren Planeten und sind auch heute noch extrem erfolgreich. Irgendwann müssen daraus die modernen Zellen mit ihrer ungleich höheren Komplexität entstanden sind. Zu diese Eukaryoten zählen auch wir. Wie der Übergang ausgesehen haben könnte, war lange Zeit ein Mysterium. Vor einigen Jahren entdeckte man jedoch in den Tiefen des Meeres zwischen Island und Spitzbergen, in einem sogenannten black smoker namens Loki's Castle DNS von solchen Übergangsformen. Neben den bei zellkernlosen Organismen typischen Genen waren auch solche zu finden, die man bisher nur aus Eukaryoten kannte. Den Organismus selbst hatte jedoch keiner gesehen. Inzwischen ist es gelungen, einen Vertreter dieser Gruppe, Lokiarchaeum ossiferum, im Labor zu kultivieren. Damit wird es erstmals möglich, die zellulären Innovationen zu untersuchen, die komplexe Zellen ermöglichen.
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What is a Cell Type?Dr. Fridolin Gross, Université Bordeaux: What is a Cell Type. Di, 13. Januar 2026, 14-15:30. Seminarraum beim Forum (Gbd. 30.95, 1. Stock) Recent debates among biologists have highlighted problems with the traditional concept of cell type, which is considered vague and subjective. Single-cell technologies reveal the limitations of the traditional concept by exposing a high degree of heterogeneity in cell populations. At the same time, some biologists believe that these technologies provide the basis for a more objective and precise concept of cell type, one that does not depend on prior theoretical assumptions. In my presentation, I will attempt to untangle the various issues underlying the current debates and show how a philosophical perspective, informed by history and close interactions with scientists, could help move things forward. Fridolin Gross is a maître de conférences (associate professor) of philosophy of medical science at the University of Bordeaux. I have a dual background in science and philosophy, and I have previously worked in various areas of the life sciences (such as immunology, oncology and neuroscience) and as a university lecturer in theoretical philosophy. |
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Engineering CellsDr. Dominik Niopek, Universität Heidelberg: Engineering Cells.
Di, 10. Februar 2026, 14-15:30. Seminarraum beim Forum (Gbd. 30.95, 1. Stock)
If engineers want to understand, how a machine works, they disassemble it and then try to put it together again. Views and terminology from engineering have penetrated into modern biology – for instance, we tend to speak about “molecular mechanisms”, when we want to say that we explain, how a biological phenomenon occurs. To reassemble something as a way to understand something is a central technique in synthetic biology. However, often cellular engineering is not pursued for understanding, but simply for achieving control. Genetic engineering has not only helped to unravel the function of genes, but also resulted in technological advances that had been unthinkable before. The next level of control is to re-engineer living cells in a manner that they can be steered by signals. Dominik Niopek has been one of the leading figures in optogenetics. In the meantime, his lab is working on systems on signal-switchable allosteric control of enzymes or genome editing.
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Mathias GroteForum für Kritische Interdisziplinarität (FKI). Mathias Grote, Universität Greifswald, Di, 17. Februar 2026, 14-15:30. Seminarraum beim Forum (Gbd. 30.95, 1. Stock): Planetary Microbes: The work and legacy of Lynn Margulis from serial endosymbiosis to Gaia theory. I will analyze the work of US cell and microbiologist Lynn Margulis (1938 – 2011), often called a “rebel” of biology for her proposal of the theory of the formation of eukaryotic cells by serial endosymbioses, which has become textbook knowledge today, the concept of the “holobiont” as well as (with James Lovelock) of Gaia theory. This latter has been discussed controversially especially in evolutionary biology. Thereby, Margulis has argued since the 1980s for the role of microbes for cellular evolution, biogeochemistry and ecology. The fact that Margulis is seen a trailblazer of a novel biology in the early 21st century obscures that much of her research was carried out collectively. I will present a different interpretation by investigating the role of the NASA-sponsored Planetary Biology Microbial Ecology program for the spread of her ideas and concepts, which included summer courses in California and Mexico, hands-on instruction at the sea as well as community building. Thereby, I propose a social and historical answer to the question of how new ideas spread. |
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Forum für Kritische Interdisziplinarität (FKI)
Was ist die Motivation?
Wissenschaft war und ist eine zentrale Triebfeder der menschlichen Kultur. Während die aktive Teilnahme an wissenschaftlichen Debatten bis weit ins 19. Jahrhundert hinein ein ganz selbstverständliches Element des Kulturlebens war, sind sich inzwischen Wissenschaft und Gesellschaft einander fremd geworden. In der gesellschaftlichen Wahrnehmung ist Wissenschaft für Außenstehende kaum zu verstehen und steht im Ruf, über "ein spezialisiertes Nichts fast alles zu wissen". Das Gespräch über die Fachgrenzen hinweg, der Mut auch von jenseits des Zauns intelligente Fragen zu stellen oder scheinbar festgefügte Ideen kritisch zu hinterfragen, ist nötiger denn je.
Was wollen wir?
Als ein Beitrag dazu richten wir im Moment am KIT das „Forum für kritische Interdisziplinarität“ (FKI) ein. Grundstock ist das Preisgeld für den Landeslehrpreis, der 2015 zum ersten Mal ans KIT ging (Presseinformation). Mit dem FKI verfolgen wir zwei Ziele:
1. Inhaltlich sollen Themen präsentiert und diskutiert werden, die interdisziplinär sind. Dies umfaßt zum einen typische Grenz- und Querschnittsfragestellungen, die zum eigenen Fragen und Diskutieren anregen, etwa „Form und Prozeß“, „Organismus und Struktur“, „Geschichte und Natur“, „Kraft und Gesetz“. Zum anderen soll aber auch die Veränderung der Wissenschaften selber – und hier vor allem die Naturwissenschaften – sichtbar gemacht werden. Wie hängen unsere Konzepte von unseren Werkzeugen und Medien ab? Wie bestimmen die Methoden, die uns zur Verfügung stehen, die Bilder, mit denen wir die Welt um uns erklären?
2. Interdisziplinarität lebt vom Gespräch und die zentrale Form des FKI wird daher das wissenschaftliche Gespräch. Ein besonderes Anliegen ist es uns daher, diese Formen zu leben und in verschiedenen Formaten für Studierende unterschiedlicher Disziplinen zugänglich zu machen. Hierher gehören neben „klassischen“ Vorträgen vor allem Themenworkshops und Summerschools.
Das FKI richtet sich an Studierenden aller Fachrichtungen, die schon Studienerfahrungen gesammelt oder einen Studienabschluß erworben haben. Wenn Sie Interesse haben, sprechen Sie uns doch einfach an!
Prof. Dr. Mathias Gutmann, Institut für Philosophie
Prof. Dr. Peter Nick, Botanisches Institut