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Seiten 393
bis 448
Editorial

Werten und vergleichen

Klaus Rehfeld

In unserem Denken und Tun leiten uns zwei Quellen, deren Miteinander uns meist nicht bewusst ist: das Angeborene und das Erlernte. Ihr Zusammenwirken zeigt sich in besonderer Weise in der Fähigkeit, zu vergleichen. Wir nutzen diese Gabe unbewusst, indem wir alles, was uns begegnet, kategorisieren, „in eine Schublade stecken“ und mit Bekanntem in Verbindung setzen. Und wenn uns das nicht gelingt, so schaffen wir eine weitere Kategorie, um auch das „aus der Reihe Fallende“ hineinzupacken. Nur auf dieser Grundlage gelingt es uns, unseren Alltag zu meistern, denn wir brauchen verlässliche Anhaltspunkte, um mit der Vielfalt zurechtzukommen. Damit sei an dieser Stelle nicht die biologische Vielfalt oder die Vielfalt menschlichen Lebens gemeint, vielmehr Grundsätzlicheres. Jeder Augenblick nämlich bietet uns im Prinzip etwas Neues: Unsere Netzhaut wird stets mit neuen Sinnesdaten bespielt, und doch sind wir darüber nicht irritiert. Vielmehr sorgen Mechanismen der Gestaltwahrnehmung dafür, dass ein Buch auf dem Tisch stets dasselbe bleibt, aus welchem Blickwinkel wir es auch betrachten. Solche Konstanzleistungen lassen uns Dinge anhand ihrer „typischen“ Eigenschaften rasch erkennen und sind Grundlage für unser Weltvertrauen.
Wie alle Fähigkeiten, so können wir uns auch in der Kunst des Vergleichens üben.

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Übersicht

Neues vom Aussterben der Dinosaurier

Markus Moser

Kaum ein anderes erdgeschichtliches Ereignis entfaltet eine vergleichbare Faszination wie der Untergang der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit vor über etwa 66 Millionen Jahren. Hatten diese über Jahrmillionen in großer Formenvielfalt existiert, so kam es geradezu schlagartig zu ihrem Aussterben. Doch nicht nur diese zum Teil gigantischen Landtiere verschwanden, auch viele andere Lebewesen gingen mit ihnen unter. Nach allgemein akzeptierter Vorstellung führte ein Riesenmeteorit, der im Bereich der Yucatán-Halbinsel in Mexiko niederging, zu einem Massenaussterben. Nicht nur die geologischen Einschlagstrukturen, sondern auch vulkanische Mineralien und vor allem weltweite Ablagerungen des seltenen Elements Iridium sind eindeutige Indizien für den Meteoriteneinschlag. Aber war er der einzige Faktor? In der fraglichen Zeit gab es auch intensive Flutbasalt-Ausflüsse, die tiefgreifenden Einfluss auf das Klima hatten. Beide Ereignisse müssen globale Auswirkungen gehabt haben und wirkten möglicherweise sogar zusammen. Der Autor sichtet kritisch die Daten und rät, die Gesamtheit aller denkbaren Faktoren im Blick zu behalten. Unzweifelhaft gilt aber: Es gab eine durch die Iridium-Anomalie markierte Zäsur in der Erdgeschichte. Nach ihr wurde kein einziges im Gelenkverband überliefertes Dinosaurierskelett mehr gefunden – sie waren (wenn man von den Vögeln absieht) verschwunden. Nach ihnen begann der Aufstieg anderer Gruppen, u.a. der Säugetiere.

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Forum

Genetische und phänotypische Vielfalt des Menschen – Eine Auseinandersetzung um das Rassen-Konzept

In der 2019 von Vertretern der Deutschen Zoologischen Gesellschaft veröffentlichten „Jenaer Erklärung“ wurde dezidiert festgestellt, dass die Unterscheidung menschlicher Rassen keine wissenschaftliche Grundlage habe und von Anbeginn Ausdruck rassistischen Denkens sei.
Die Erklärung blieb auch in Fachkreisen nicht unwidersprochen. In der Zeitschrift „Biologie in unserer Zeit“ erschien ein kritischer Beitrag des Zoologen Werner Kunz, der für die Beibehaltung des Rassenkonzeptes auch beim Menschen plädierte. Dies war wiederum Auslöser für einen kritischen Beitrag des Anthropologen Ulrich Kattmann in dieser Zeitschrift. Wir geben beiden Autoren die Gelegenheit, ihre Argumente vorzustellen. Bei allem Dissens wird eine Übereinstimmung deutlich: Dreh- und Angelpunkt ist die Frage, wie Rassen definiert werden.

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Astronomie

Wasserstoff-Helium-Entmischung im Inneren des Jupiters

Die Innenstruktur der Gasriesen Jupiter und Saturn wie auch diejenige zahlreicher jupiterähnlicher Exoplaneten hängt ab vom Phasendiagramm heißer, unter extrem hohem Druck stehender Wasserstoff-Helium-Mischungen. Ihre Eigenschaften sind schlecht bekannt, denn Modellrechnungen sind sehr unsicher, musste man doch bislang von Messwerten ausgehen, die bei unrealistisch niedrigen Drücken und Temperaturen erhalten worden waren. Nun gibt es ein Verfahren, dank dem kurzzeitig Drücke im Bereich von 60 bis 180 GPa bei Temperaturen bis über 10 000 K erreicht werden, wie sie im Inneren des Jupiters vorkommen. Dazu wurden Wasserstoff-Helium-Mischungen in der Diamantstempelzelle statisch vorkomprimiert und in diesem Zustand mit hochenergetischen Laserlichtimpulsen während jeweils einer Nanosekunde dynamisch auf den gewünschten Enddruck weiter komprimiert.

417
Astronomie

r-Prozess-Elemente einer Magnetorotations-Hypernova

Als Hypernovae bezeichnet man Supernovae, die sich am oberen Ende der superhellen Sternexplosionen befinden; ihr Energieausstoß ist größer als 1045 Joule. Sie sind sehr selten: Auf eine davon kommen Tausende „gewöhnlicher“ Supernovae. Der Vorläuferstern muss mit 25 bis über 100 Sonnenmassen sehr massereich sein; dann erreicht sein Inneres eine Temperatur von 10 Milliarden K. Angesichts der hohen Neutronendichte von 1023 cm–2 s–1 und der extremen Temperatur, erfolgt die Nukleosynthese in einer Hypernova über den sogenannten r-Prozess (r steht für rapid). Dabei fangen die bereits bestehenden Atome jeweils mehrere Neutronen ein. So entstehen instabile, neutronenreiche Isotope, die sich durch Beta-Zerfälle zu stabilen Elementen mit höherer Kernladung umwandeln. Dies führt u. a. zur Bildung aller Elemente, die im Periodensystem auf das Eisen folgen, deren Nukleosynthese demzufolge Energie benötigt. Nach den neuesten Untersuchungen verdankt der Südhimmelstern SMSS-2003-1142 sein Inventar an r-Prozess-Elementen einer rasch rotierenden, stark magnetisierten Hypernova mit 25 Sonnenmassen.

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Chemie

Neues Borosulfat mit überraschenden Eigenschaften

Festkörperchemiker haben mit Mg3[H2O→B(SO4)3]2 ein neuartiges Borosulfat synthetisiert, das ungewöhnliche Eigenschaften aufweist und den Weg zu neuen Katalysatoren für Reaktionen ebnen könnte, die bislang nur unter hohem Energieeinsatz möglich sind. Dazu gehört die Produktion von Düngemitteln oder die Herstellung von Methanol.

419
Chemie

Goldglänzendes metallisches Wasser

Reines Wasser ohne darin gelöste Ionen ist ein hervorragender Isolator. Theoretisch wird es erst bei extremen Drücken elektrisch leitend, wie sie im Inneren großer Planeten und Sterne auftreten. Solche Drücke sind nicht einmal in der Diamantzelle erreichbar. Nun ist es gelungen, Wasserfilme an der Oberfläche einer flüssigen Natrium-Kalium-Legierung druckfrei und bei Raumtemperatur in goldglänzendes, elektrisch gut leitendes Metall umzuwandeln. Allerdings war diese Phase nur wenige Sekunden lang existenzfähig.

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Metallurgie

Die Ionendynamik im Lithium-Akkumulator

Das primäre Ziel der aktuellen Forschung an Lithiumionen-Akkumulatoren besteht darin, die Energiedichte zu erhöhen und das Laden zu beschleunigen. Nun setzt die Entwicklung schnell ladender Akkumulatoren u. a. genaue Kenntnisse der Ionendynamik voraus. Man muss wissen, wie und wo sich die Lithium-Ionen beim Entladen vom Cobaltoxid der Elektrode ablösen bzw. beim Laden niederschlagen. Dazu gibt es jetzt ein nahezu in Echtzeit arbeitendes, interferometrisch-optisches Verfahren.

421
Geowissenschaften

Ries-Steinheim doch kein Doppelimpakt?

Das Nördlinger Ries und das Steinheimer Becken sind die einzigen in Deutschland sicher nachgewiesenen Meteoritenkrater. Mit ihrem Abstand von nur ungefähr 40 km und etwa derselben Entstehungszeit vor rund 15 Millionen Jahren gelten sie gemeinhin als Zeugnis eines Doppeleinschlags eines Asteroiden, der von einem kleinen Mond umkreist wurde. Untersuchungen von Sedimentgesteinen im Alpenvorland, die ein Wissenschaftlerteam aus Neu-Ulm und Sigmaringen durchführten, wecken Zweifel an dieser These. Sie entdeckten Hinweise auf zwei starke, unabhängige Erdbeben, die 600 000 Jahre auseinanderliegen und von zwei unabhängigen Meteoriteneinschlägen ausgelöst worden sein könnten.

422
Biochemie

Steuerte die Tageslänge die Sauerstoff-Freisetzung in der Erdgeschichte?

Im Verlauf der Erdgeschichte wurden die Tage immer länger. Forscher entdeckten jetzt einen möglichen Zusammenhang zwischen der Zunahme der Tageslänge und den Zeitpunkten, an denen der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre stark anstieg. Mikrobenmatten mit photosynthetisch aktiven Cyanobakterien geben Sauerstoff erst zeitverzögert nach dem Sonnenaufgang ab. Sind die Tage länger, so wird trotz gleichbleibender Bruttoprimärproduktion mehr Sauerstoff freigesetzt.

424
Paläontologie

Fossile Waldbrände in der Kreide-Zeit

Angesichts verheerender Waldbrände, die sich in diesem Sommer in vielen Gebieten der Erde (z.B. Russland, Kalifornien, Griechenland, Türkei, Italien, Algerien) ereignet haben, mag man derartige katastrophale Ereignisse vor allem mit dem Menschen in Zusammenhang bringen. Doch auch in frühere Zeiten gab es intensive Brandereignisse, wie zwei Arbeiten über Holzkohlefunde aus der Kreidezeit zeigen.

425
Symbioseforschung

Weltweit verbreiteter Muschelsymbiont

Weite Teile der Weltmeere sind extrem nährstoffarm. Verschiedene Gruppen von Wirbellosen gehen deshalb Symbiosen mit Bakterien ein, die nicht auf organische Nährstoffe angewiesen sind. Dazu gehören die Mondmuscheln, die mit noch nicht kultivierten schwefeloxidierenden Gammaproteobakterien der Gattung Candidatus Thiodiazotropha vergesellschaftet sind. Mit Candidatus T. taylori wurde nun eine Symbiontenart entdeckt, die in acht verschiedenen Mondmuschel-Arten vorkommt und weltweit verbreitet ist. Das Bakterium gewinnt Energie aus der Oxidation reduzierter Schwefelverbindungen und kann anorganischen Kohlenstoff und Stickstoff nutzen.

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Botanik

Eusozialität auch bei Pflanzen?

Bienen, Ameisen und einige andere Tierarten leben eusozial in Staaten. Für Pflanzen schien eine solche Lebensweise bisher undenkbar. Jetzt wurde der als Zimmerpflanze beliebte Geweihfarn Platycerium bifurcatumals als möglicherweise eusozial beschrieben.

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Genetik

Das B-Chromosom von Mais

Viele Eukaryoten besitzen in variabler Anzahl B-Chromosomen, deren einziger Daseinszweck – nach derzeitiger Erkenntnis – ihre Selbsterhaltung ist. Jetzt wurde das B-Chromosom von Mais sequenziert. Die Sequenz offenbart cis-und trans-Faktoren, die für die bevorzugte Weitergabe des Chromosoms an die nächste Generation verantwortlich sind. Das B-Chromosom von Mais dürfte zudem schon sehr alt sein.

429
Zoologie

Nano-Chamäleon: Miniaturisierung bei Amnioten

Madagaskar ist Heimat etlicher verzwergter Arten, darunter die kleinsten Primaten und etliche winzige Frösche. Auch einige Arten der endemischen Chamäleongattung Brookesia sind extrem klein. Mit Brookesia nana wurde nun der bislang kleinste bekannte Amniot beschrieben – Männchen können bereits mit 13,5 mm Kopf-Rumpf-Länge adult sein.

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Entwicklungsbiologie

Differenzierung der Wirbeltier-Augenlinse

Die Augenlinse von Wirbeltieren besteht aus Faserzellen, die keine von Membranen umhüllten Zellorganellen mehr besitzen. Nur so kann die hohe Lichtdurchlässigkeit erreicht werden, die eine Voraussetzung dafür ist, dass die Linse das einfallende Licht bündeln kann. Die Differenzierung der Augenlinse erfolgt ausgehend von ihrem Zentrum zur Peripherie hin und steht unter der Kontrolle des Hitzeschock-Transkriptionsfaktors 4. Bei Zebrafischen und Mäusen wurde nun gezeigt, dass für den Abbau der Organellen Phospholipasen der PLAAT-Familie verantwortlich sind.

432
Tierphysiologie

Ein Protein als Magnetorezeptor im Auge von Zugvögeln

Dass Rotkehlchen und andere Zugvögel über einen Magnetsinn verfügen, ist schon lange bekannt. Sie nutzen ihn als Kompass, der es ihnen möglich macht, ihre Flugrichtung nach dem Erdmagnetfeld einzustellen. Der physikalisch-chemische Mechanismus ihres Magnetsinns war lange unbekannt, scheint aber jetzt aufgeklärt zu sein. Als Magnetosensor wirkt ein Komplex von Protein-Biradikalen, deren vom Vogel gespürte Konformation vom Erdmagnetfeld abhängig ist.

433
Toxikologie

Aufnahme von Mikroplastik ist temperaturabhängig

Wasserflöhe (Daphnien) reagieren empfindlich auf Umweltbelastungen und werden deshalb als Bioindikatoren eingesetzt. Durch die Bewegung ihrer Beinpaare erzeugen sie einen Wasserstrom, der ihnen die Nahrung zuführt. Aufgrund ihrer filtrierenden Lebensweise sind Daphnien besonders anfällig für die Aufnahme von Mikroplastik. Dabei spielt die Wassertemperatur eine große Rolle.

434
Wissenschaftspolitik

UNESCO Forschungsbericht 2021

Alle fünf Jahre veröffentlicht die Organisation der Vereinten Nationen für Bildung, Wissenschaft und Kultur (UNESCO) einen Forschungsbericht zu allen Mitgliedsländern. Der aktuelle Bericht ruft u.a. zu verstärkten Forschungsinvestitionen auf, um den zunehmenden globalen Krisen wirksamer begegnen zu können.

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Kurzmitteilungen

Kröte als Skorpionjäger

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Kurzmitteilungen

Biologische Wege der Malariabekämpfung

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Bücher und Medien

Ernst-Ludwig Winnacker, Jeanne Rubner: Mein Leben mit Viren. Eine Forschergeschichte über die faszinierende Welt der Krankheitserreger

Johannes Sander

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Bücher und Medien

Hartmut Knappe: Höhlen, Südsee, Marmorstein – unterwegs im Harz

Dierk Henningsen

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438
Internet-Tipps

Massenausterben

Ergänzend zu dem Beitrag über das Aussterben der Dinosaurier stellen wir Informationsquellen im Internet vor, die z.T. auch auf andere Ereignisse einer Massenextinktion eingehen.

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Stichwort

Höherentwicklung

Gerhard Medicus

Beim Vergleich von Lebewesen fallen sowohl Unterschiede als auch Gemeinsamkeiten hinsichtlich Leistungsvermögen und Komplexität auf. Dies hat zu Vorstellungen einer „Stufenleiter“ geführt – eine Sichtweise, die evolutionäre Ideen vom Einfachen bis zum „Hochentwickelten“ anbahnte. Doch in der Evolution kann es auch zu Vereinfachungen kommen. Heikel ist, dass die Stufenfolge unterschwellig eine normative Bewertung enthält. Dennoch gibt es gute Gründe, an dem Konzept festzuhalten.

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Retrospektive

Rädertiere – verzwergte Vielzeller mit erstaunlichen Anpassungsstrategien

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