GMU:BioArt WS16/Robert Metzner

Das BioArt Seminar bietet eine gute Grundlage um neue Techniken und naturwissenschaftliches Wissen zu erarbeiten. Besonders die Arbeit mit Bakterien, Kristallen und Pilzen bietet viel Potenzial. Ebenso interessant sind die künstlerischen Arbeiten in Bezug auf Bioart. Wissenschaft und Kunst verschmelzen bei dieser Kunstform miteinander. Viele Künstler kommen aus naturwissenschaftlichen Bereichen und bringen neuen Input. Ebenso versuchen sich etablierte Künstler als Forscher und beschreiten dabei neue Wege, wodurch ganz neue Einblicke in gesellschaftliche, ethische und soziale Bereiche eröffnet werden.

Kurs

Beim ersten Treffen im Bauhaus DIY Labor überzeugt vor allem die vorhandene Technik. Zahlreiche Mikroskope, ein Inkubator und ein Sterilisator ermöglichen ein hervorragendes Arbeiten. Besonders das Dunkelfeldmikroskop in Kombination mit einer Spiegelreflexkamera ist interessant. Die Konservierung und Digitalisierung von Mikroorganismen mithilfe des Mikroskops war ein guter Einstieg. Diese Aufnahmen dienen zunächst als Experiment, um neue ästhetische Strukturen zu erkennen. Im weiteren Verlauf können die Videos und Fotos jedoch auch für andere Projekte genutzt werden. Des Weiteren begannen wir bereits in der ersten Sitzung Nährboden für Bakterienkulturen herzustellen. Dieser Nährboden wurde mit verschiedenen Bakterienkulturen versetzt.

Nach einer Woche konnte man bereits deutlich den Wachstum der Bakterienkulturen erkennen. Diese Strukturen lassen sich besonders gut unter dem Mikroskop erforschen.

Man erkennt deutlich farbliche Unterschiede zwischen den einzelnen Kulturen, ebenso sind die Wachstumsunterschiede zu verzeichnen. Interessant war auch der Theorieteil, welcher die Entwicklung vom Urknall bis zum heutigen Menschen umfasst. Besonders spannend ist hierbei die Frage, wie überhaupt Leben entstehen konnte. Die Symbiose aus Kunst und Wissenschaft wird bei diesen Konversationen besonders ersichtlich. Anschließend produzierten wir Mithilfe von Bakterienkulturen Jogurt und Kombucha Tee.

Das Kombucha und Jogurt Experiment war geglückt. Es zeigt sehr deutlich wie präsent Mikroorganismen in unseren alltäglichen Leben sind. Nur weil manche Dinge nicht gesehen werden, heißt das nicht, dass sie nicht von Bedeutung sind. In diesem Kurs beschäftigt mich zunächst die Züchtung von Biolumineszenzbakterien. Im Weitern Verlauf wurde uns gezeigt, wie man unterschiedliche Bakterienstämme isolieren kann. Bakterien sind ein sehr interessantes Spektrum, allerdings bedarf es einiger Kenntnisse um die verschieden Stämme unterscheiden zu können und ein jeweils gut geeignetes Medium zu finden. Hierbei spielt vor allem der Ph Wert des Mediums eine entscheidende Rolle.

Als nächstes setzten wir uns mit verschiedenen Pilzkulturen auseinander. Pilze sind einzigartige Lebewesen, meistens kennen wir nur die Pilzkörper. Ein wesentlich größerer Teil, nämlich das Myzel bleibt meist unentdeckt. Mithilfe von Myzel gehen Pilze Symbiosen mit anderen Pflanzen ein und tauschen Mineralsalze und Spurenelemente gegen Zucker. Pilze sind ein weites und noch nicht vollständig ergründetes Forschungsfeld. Es gibt noch viele unentdeckte Spezies, welche alle unterschiedliche Eigenschaften besitzen, welche für die Wissenschaft nicht unbedeutend sind (siehe Penicillin). Beispielsweise wurde bei Schleimpilzen eine gewisse Intelligenz festgestellt. Schleimpilze suchen sich immer den kürzesten Weg zur Futterquelle, die hierbei errichteten Myzelnetzwerke sind äußerst komplex und effektiv. Teilweise werden Schleimpilze zur Hilfe genommen um Bahnlinien oder ähnliches auf ihre Effektivität zu testen.

Es ist wichtig sich mit den Verhaltensweisen, der jeweiligen Organismen genau zu beschäftigen. Erst durch genaue Beobachtungen kann man verstehen, wie sich einzelne Lebewesen an ihre Umgebung angepasst haben. Um die Lebewesen gezielt zu beeinflussen, oder sie für künstlerische oder wissenschaftliche Zwecke zu nutzen bedarf es genauer Studien. Beispielsweise ist es möglich Euglena mithilfe von Licht zu steuern. Eugelenas haben einen Lichtpunkt, mit dessen Hilfe sie die lichtstärksten Orte ihres Habitats finden. Hierdurch ist es möglich Euglena zu lenken.

Besonders an solchen Punkten wurde die Frage aufgeworfen, wie weit solche "niederen Organismen" beeinflusst oder manipuliert werden dürfen. Ist es okay einen Hasen fluoreszierenden Eigenschaften zu verleihen, indem man seine DNA manipuliert. Darf man einer Kakerlake die Fühler abschneiden und mithilfe von Elektroden steuern?

http://www.chip.de/news/RoboRoach-Kakerlake-mit-Bluetooth-fernsteuern_64943439.html

In wie weit sollte man einen Organismus überhaupt manipulieren? BioArt stellt hierbei viele Fragen, welche im öffentlichen Diskurs normalerweise keinen Niederschlag finden.

Durch die technische Weiterentwicklung der letzten Jahre wird es möglich teure Apparate selbst nachzubauen oder diese gebraucht zu erwerben. Dies bietet vielen Wissenschaftlern, Künstlern und Privatpersonen selbständig zu forschen. DIY Labore spriessen weltweit aus dem Boden. Viele experimentieren in Bereichen, welche sie interessieren. Hierbei entstehen teilweise neue Resultate und sie tragen zum Erkenntnisgewinn bei. Allerdings können in diesen DIY Laboren auch DNA Manipulation stattfinden. In manchen Ländern sind die gesetzlichen Regelungen niedriger als in der EU. Klonen und die Veränderung der Erbinformation ist dadurch legal. Inwieweit diese DIY Labore die komplexen Prozesse umsetzen und vertretbar sind ist fraglich. Allerdings zeigen diese Labore, das auch Laien wissenschaftliche Erkenntnisse erarbeiten können und ein Expertenwissen aneignen können.

Am Ende des Kurses wurde auch eine DNA Analyse durchgeführt. Durch Entnahme von verschieden Fleischprodukten konnte man diese Anhand der enthaltenen DNA überprüfen, von welchem Tier es stammt. Abgesehen von der Zentrifuge, sind alle Geräte aus einem DIY Workshop. Daran erkennt man deutlich, wieviele Möglichkeiten man zur Umsetzung verschiedenster BioArt Projekte man besitzt.

Eigenes Projekt - Kristalle "Wachstum ohne Leben"

Bereits zu Beginn des Seminars fanden mehrere Experimente in Bezug auf Kristallwachstum statt. Kristallwachstum ist ein faszinierender Prozess, wobei viele Faktoren wie Temperatur, Salzart, Druck und Zeit eine Rolle spielen. Kristalle zählen nicht zu den Lebewesen, allerdings haben sie gewissen Eigenschaften, welche dies vermuten lassen.

Erstes Projekt "Bass Crystals"

Inspiration:

Tokujin Yoshioka – Chrystalize

- Chrystal growing with Music (Tchaikovsky’s ballet, Swan Lake)

http://images.google.de/imgres?imgurl=http%3A%2F%2Fwww.spoon-tamago.com%2Fwp-content%2Fuploads%2F2013%2F10%2Fcrystalize-tokujin-yoshioka-20.jpg&imgrefurl=http%3A%2F%2Fwww.spoon-tamago.com%2F2013%2F10%2F23%2F6-months-of-tonal-vibrations-of-tchaikovskys-swan-lake-expressed-in-crystal%2F&h=545&w=818&tbnid=ORXhy7ARLGJFrM%3A&vet=1&docid=mwlo4uIadbBlQM&ei=WI10WKywF-WZgAbPw72IBg&tbm=isch&client=safari&iact=rc&uact=3&dur=1158&page=1&start=31&ndsp=38&ved=0ahUKEwisvIeOh7fRAhXlDMAKHc9hD2EQMwhZKDYwNg&bih=818&biw=1431

Idee

Die Grundidee ist es, das Kristallwachstum mithilfe von Bassfrequenzen verschiedener Musikgenre zu beeinflussen. Dies erfolgt über einer Kopplung von Audiosignalen mit einer Heizspirale. Die Heizspirale heizt aufgrund der Bassfrequenz und somit wird der Kristallwachstum beeinflusst. Unterschiedliche Genre sollten dadurch zu unterschiedlichen Kristallwachstum führen.

Umsetzung

Eine die elektronischen Signale einer Audioquelle werden mithilfe eines Transistors und einer Heizspirale in Wärme umgewandelt. Die Heizspirale befindet sich dabei in einer gesättigten Lösung aus Kupfer (II) Sulfat. Die nach der Bassfrequenz gerichtet Freisetzung der Wärme führt zur Kristallisierung des Kupfersulfates an der Heizspirale.

Als Kristallisation bezeichnet man den physikalischen[1] Vorgang der Verhärtung bei der Bildung und beim Wachstum von Kristallen. Bei diesem Prozess wird Kristallisationswärme frei. Bei der Züchtung von Kristallen werden künstliche Bedingungen geschaffen, unter denen die Kristallisation beschleunigt ablaufen kann.

Was ist eigentlich der Grund dafür, dass Stoffteilchen wie Atome oder Ionen ihre freie Beweglichkeit aus Gasen, Schmelzen oder Lösungen aufgeben, zugunsten eines starr ins Kristallgitter eingebundenen Zustandes? In Gasen können sich die Stoffteilchen völlig frei bewegen. Dementsprechend groß ist ihre Bewegungsenergie und die dadurch bedingten Abstände zwischen den Teilchen. Auf solche Entfernungen können keine Anziehungskräfte wirken, weshalb sich Gase frei im Raum verteilen. Beim Übergang aus dem gasförmigen in den flüssigen und dann in den festen Zustand verringert sich der Teilchenabstand und die Anziehungskräfte werden zunehmend wirksam. Die überschüssige Bewegungsenergie der Teilchen wird dabei als Wärme abgegeben. Der umgekehrte Vorgang, z.B. das Schmelzen eines Stoffes erfordert dafür Energiezufuhr von außen. Energetisch betrachtet ist also der feste Zustand besonders stabil. Je dichter die Atome oder Ionen dabei gepackt sind, desto stärker sind die Anziehungskräfte und umso energetisch sparsamer und stabiler ist der Teilchenverbund. Dies ist besonders im geordneten, also kristallisierten Zustand der Fall. Wird eine Schmelze langsam abgekühlt, so bleibt sie auch unterhalb ihrer Erstarrungstemperatur noch flüssig. Kristallisiert die unterkühlte Schmelze, z.B. durch Hinzufügen eines Impfkristalls, so steigt ihre Temperatur wieder an. Beim Kristallisieren wird also Bewegungsenergie der Teilchen als Kristallisationswärme abgegeben. Hier besteht auch der wesentliche Unterschied zwischen Kristallwachstum und biologischen Wachstumsvorgängen. Während das Kristallwachstum mit Energieeinsparung verbunden ist, wachsen Lebewesen nur unter Zufuhr von Energie: Licht für grüne Pflanzen und energiereiche Nährstoffe für Tiere und Menschen. Kristalle stellen einen ziemlich stabilen Zustand, Lebewesen einen instabilen Zustand der Organisation der Materie dar.

Das Wachstum von Kristallen stellt die Wissenschaft noch immer vor viele Rätsel. Besonders dann, wenn Kristalle unregelmäßig von der ursprünglich symmetrischen Form wachsen.

Leider musste dieses Projekt verworfen werden, da die 12V Heizspiralen nicht die benötigte Hitze erzeugen konnten um ein Kristallwachstum erzeugen zu können. Aus diesem Grund entschied ich mich ein neues Projekt zu beginnen.

Projekt 2

Kristalline Skulpturen