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Seiten 449
bis 512
Editorial

Wissenschaft und Öffentlichkeit

Klaus Rehfeld

Wissenschaft im Dialog – es gibt wohl kaum einen, der mit diesen Worten nichts anzufangen wüsste, doch wer kennt schon die „gemeinnützige GmbH“, die sich so nennt? Seit nunmehr 20 Jahren erfüllt sie mit ihren vielfältigen Aktivitäten die ihren programmatischen Namen mit Leben, bleibt aber weitgehend im Hintergrund. Am 12. Mai 2000 war Wissenschaft im Dialog auf Initiative des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gegründet worden. Neben dem Stifterverband waren acht große Institutionen der Forschung und Wissenschaft an der Gründung beteiligt – u.a. die Max-Planck-Gesellschaft, die Fraunhofer-Gesellschaft, die Deutsche Forschungsgemeinschaft und die Hochschulrektorenkonferenz. Bald kamen weitere namhafte Institutionen dazu, wie die GDNÄ, die Leopoldina und acatech, die Deutsche Akademie der Technikwissenschaften. Die Zeit war reif für eine solche Initiative. Das symbolträchtige Jahr 2000 bot sich hierfür an.

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Übersicht

Coccoloba gigantifolia – ein Knöterichgewächs Zentralamazoniens

Philipp Baur, Rubins da Silva Peres, Clevanio Crosa da Silva, Peter Baur

Erst vor kurzem wurde Coccoloba gigantifolia von brasilianischen Forschern als neue Tropenbaumart beschrieben. Gekannt hatte man den Baum, der meterlange Blätter trägt, schon seit über drei Jahrzehnten, aber erst jetzt beginnt man seine Biologie zu erforschen. Das Autorenteam um Peter Baur berichtet aus erster Hand über einen neuen Fundort, an dem mehrere Individuen unterschiedlichsten Alters anzutreffen sind, und stellt erste Ergebnisse der Feldforschung vor. Zu den Besonderheiten gehören ausgeprägte, altersabhängige Unterschiede in der Wuchsform und in der Blattmorphologie. Erste Befunde deuten auf eine hohe Zahl von Insekten und anderen Arthropoden hin, die mit dem Baum assoziiert sind.

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Forschung

Kontrollierte Gewebezüchtung – eine Kooperation von Material- und Biowissenschaften

Monika Schwarzenberg

Die Gewebezüchtung ist eine in der Entwicklung befindliche medizinische Strategie, um Ersatzorgane zu schaffen. Grundlage hierfür ist Kultivierung von Stammzellen, die man mit Hilfe von natürlichen oder künstlichen Gerüststrukturen gezielt wachsen lässt, damit sie die für die Funktionalität erforderliche dreidimensionale Konfiguration aufbauen. Der Beitrag stellt die Arbeit dreier Forschungsgruppen aus Boston, Saarbrücken und Karlsruhe vor.

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Konzepte und Geschichte

Seuchen und Sündenböcke Fake News und Verschwörungstheorien in der Medizingeschichte

Martin Schneider

Seuchen haben seit jeher die Fundamente einer Gesellschaft erschüttert und werden als eine Phase der existentiellen Verunsicherung wahrgenommen. Um die Gefahr zu bannen und die Krise mental zu bewältigen, bedienen sich die Menschen bestimmter Verhaltensmuster, die sich auch in der aktuellen Corona-Pandemie beobachten lassen. Der nun ubiquitär verwendete Begriff der Fake News kam mit den Massenmedien in die Welt, erhält aber im Internetzeitalter eine nie dagewesene gesellschaftliche und
politische Brisanz

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Max-Heft

Rauch über dem Regenwald – wie Brände am Amazonas das Klima anheizen

Elke Maier

Max-Heft der Max-Planck-Gesellschaft, Herbst 2020

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Astronomie

Ein Schwarzes Loch, das es nicht geben dürfte

Bislang ging man davon aus, dass es keine Schwarzen Löcher mit Massen zwischen rund 65 und 135 Sonnenmassen geben kann. Im Gravitationswellenereignis GW190521 wurde nun jedoch erstmals ein mittelschweres Schwarzes Loch beobachtet, das aus der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher stammt. Eines dieser Vorgängerobjekte liegt Berechnungen zufolge genau in jenem Massenbereich, der nicht existieren dürfte.

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Astronomie

Der Meteorit von Aguas Zarcas in Costa Rica

Am 23. April 2019 um 21:07 Uhr Lokalzeit fielen Bruchstücke eines ursprünglich waschmaschinengroßen Meteoriten des seltenen, kohliger Chondrit genannten Typs im Nordwesten des Regenwalddorfes Aguas Zarcas in Costa Rica. Sie richteten keinen größeren Schaden an, nur das Wellblechdach eines Hauses und einer Hundehütte wurden durchschlagen, zudem wurde ein Gartentisch zertrümmert. Kaum waren die ersten Meldungen darüber in den USA eingetroffen, buchten Meteoritenhändler und –sammler den nächsten Flug nach San José, der Hauptstadt des zentralamerikanischen Staates. Im Gegensatz zu zahlreichen anderen Ländern, gibt es in Costa Rica keine Gesetze zu Meteoriten. Sie gehören dem Finder bzw. dem Besitzer des Landes, auf dem sie fielen; sie können frei gehandelt und auch exportiert werden.

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Materialforschung

Weiches Haar bricht harten Stahl

Scharfe Klingen bestehen aus lanzett-martensitischen Stählen, die sehr hart und abnutzungsfest sind. Erhalten werden diese, wenn Kohlenstoff-Stahl mit einem Gehalt von über 0,8% C erhitzt und rasch abgekühlt (abgeschreckt) wird. Zudem werden solche Klingen oft mit diamantähnlichem Kohlenstoff und PTFE-ähnlichen Polymeren beschichtet, um ihre Oberflächenhärte bzw. Gleiteigenschaften zu optimieren. Doch selbst wenn sie ausschließlich zum Schneiden von viel weicheren Materialien wie Haar oder Obst eingesetzt werden, stumpfen die schärfsten Klingen bald ab. Durch Beobachtung des Schneidvorgangs unter einem Raster-Elektronenmikroskop (REM) konnte gezeigt werden, dass es sich beim Abstumpfen nicht um einen homogenen Abnutzungseffekt handelt. Vielmehr bilden sich Mikrorisse aufgrund der inhomogenen Mikrostruktur lanzett-martensitischer Stahlklingen. Grund dafür sind die extrem harten Carbideinschlüsse, die mit der weicheren Martensitmatrix alternieren. Im Mikrometermaßstab ergeben sich dadurch starke Schwankungen der Härte. Bei der Wechselwirkung mit komplex strukturierten Materialien wie Haar brechen mikrometergroße Splitter ab, so dass der schärfste Teil der Klinge mit der Zeit stumpf wird.

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Umweltchemie

Entsorgung des radioaktiv kontaminierten Wassers von Fukushima

Am 11. März 2011 ereignete sich vor der Küste der Region Tohoku 370 km nordöstlich von Tokio ein extrem starkes Seebeben der Magnitude 9,1. Es löste einen Tsunami aus, dessen Wellen eine Fläche von etwa 500 km2 überfluteten. Es war der verheerendste Tsunami der japanischen Geschichte mit über 22 000 Todesopfern; rund 400 000 Gebäude wurden zerstört. Am Standort des unmittelbar vor der Küste gebauten Kernkraftwerks Fukushima-Daiichi erreichten die Tsunami-Wellen eine Höhe von 14 m; weil die Schutzmauer lediglich 5,1 Meter hoch war, wurde der untere Teil aller sechs Blöcke des Kraftwerks überflutet. Aufgrund der Zerstörung der Notstromgeneratoren kam es in den Blöcken 1, 2 und 3 mangels Kühlung der sofort abgeschalteten Reaktoren zur Kernschmelze und zur Freisetzung von radioaktivem Material. Zwischen 100 000 und 150 000 Einwohner wurden evakuiert, unmittelbar kamen keine Personen durch Strahlungseinwirkung zu Tode.

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Paläontologie

Lystrosaurus – frühester Nachweise für Winterstarre

Vor 250 Millionen Jahren (Ältere Trias) war das Klima zwar weniger lebensfeindlich als heute, aber in Polnähe gab es auch schon extreme jahreszeitliche Schwankungen in der Sonneneinstrahlung. Wachstumslinien im Dentin der Stoßzähne von Lystrosaurus spiegeln die physiologische Anpassung dieses Tetrapoden an die damaligen Umweltbedingungen wider. Im Vergleich zu nichtpolaren Lystrosaurus-Populationen zeigt Lystrosaurus aus der Antarktis Hinweise auf anhaltenden Stress als Anzeichen für Torpor, einer Starre, bei dem Stoffwechsel und Körpertemperatur stark abgesenkt werden. Diese ungewöhnliche physiologische Flexibilität bei Lystrosaurus ist der älteste Beleg für Torpor im Fossilbericht.

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Ökologie

Die australischen Buschfeuer 2019/2020

Die Buschfeuer zur Jahreswende 2019/2020 waren hinsichtlich Fläche und Intensität vermutlich das größte Schadereignis dieser Art seit Mitte des 19. Jahrhunderts. Betroffen waren nicht nur die Eukalyptus-Wälder im Südosten des Landes, sondern auch die tropischen Savannen und ariden Grasländer im Norden. Zwischen September 2019 und Januar 2020 wurde eine Fläche von mehr als 5,8 Millionen Hektar verbrannt, auch in den Monaten danach waren nochmals Millionen Hektar von Buschfeuern betroffen. Das Ausmaß der Brände hat Feuerwehr und Behörden überfordert, nicht zuletzt durch unzureichende Informationssysteme, deren Daten zudem in den einzelnen Bundesstaaten uneinheitlich erhoben werden. Dies erschwert auch eine realistische Schadenserhebung in Bezug auf die CO2-Emissionen und die Auswirkungen auf Flora und Fauna. Inwieweit der Klimawandel eine Rolle spielt, kann noch nicht abschließend beantwortet werden. Auf die letzten Jahrhunderte bezogen ist der Süden Australiens jedoch einer zunehmenden und ungewöhnlichen Trockenheit ausgesetzt. Im fruchtbaren Murray-Darling-Becken im Südosten des Landes hat der Niederschlag seit 1900 nicht signifikant zu- oder abgenommen, die Variabilität der Extreme hat sich allerdings deutlich erhöht.

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Botanik

Himalaya-Hengduan-Region – eine uralte Wiege der Biodiversität

Manche Orte sind „Wiegen der Biodiversität“, da dort viele Arten entstanden sind. Eine solche Wiege ist auch die Himalaya-Hengduan-Region. Viele heute beliebte Gartenpflanzengattungen haben dort ihren Ursprung. Gefördert wurde die Artenbildung von der Gebirgsauffaltung und vom Monsun. Bemerkenswert ist zudem das hohe Alter dieser alpinen Flora.

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Genetik

Blütengen kontrolliert Samengröße

TFL1, ein Protein, von dem man bisher nur wusste, dass es an der Blütenbildung beteiligt ist, kontrolliert wie jetzt gezeigt werden konnte, bei der Ackerschmalwand den Zeitpunkt der Zellularisierung des Endosperms und damit auch die Samengröße. Dies erweitert nicht nur unser Wissen über die Entwicklung von Pflanzen, sondern könnte auch für die Nutzpflanzenforschung von Bedeutung sein, da große Samen viel Ertrag bedeuten.

493
Zoologie

Unerwartete Flucht durch die Hintertür

Nur selten überlebt ein Insekt, wenn es von einem Frosch oder einer Kröte verzehrt wird. Einmal im Magen, kommt es allenfalls lebend heraus, wenn es übel schmeckt oder giftig ist und wieder umgehend ausgewürgt wird. Ein Wasserkäfer bringt es auf andere Weise fertig, Magen und Darm des Fressfeindes zu verlassen.

494
Mikrobiologie

Pathogen kommuniziert durch Signalmolekül mit Wirtsepithelzellen

Das Bakterium Neisseria gonorrhoeae besiedelt die Schleimhäute des menschlichen Genitaltrakts und löst dort die sexuell übertragbare Gonorrhö aus. Als Reaktion auf bakterielle Infektionen kommt es zu einem Abschilfern der Epithelzellen, das die bakterielle Besiedlung erschwert. Allerdings können Gonokokken diesen Schutzmechanismus unterdrücken, indem sie die Wirtszellen dazu bringen, verstärkt an Proteine der extrazellulären Matrix zu binden. Dafür produzieren sie Stickstoffmonoxid, das als Botenstoff einen Signalweg der Epithelzellen aktiviert. Dieses Wissen verspricht neue Therapieoptionen bei der Infektion mit multiresistenten Erregern.

496
Kurzmitteilungen

Darmflora liefert Sphingolipide

498
Kurzmitteilungen

Die Rückkehr der Luchse

499
Kurzmitteilungen

Wissenschaftsfreiheit in Australien gefährdet

499
Bücher und Medien

Martin Brüne: Der unangepasste Mensch. Unsere Psyche und die blinden Flecken der Evolution.

Gerhard Medicus

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500
Bücher und Medien

Wilhelm Bode: Tannen – Ein Porträt.

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501
Internet-Tipps

Anmerkungen zu Corona

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Stichwort

Infektionsabwehr

Roland Sedivy

Infektionen zählen zu den wichtigsten Erkrankungen, die schon seit Menschengedenken unser Leben mehr oder minder beeinflussen. Sei es der banale Schnupfen oder eine spezifische Krankheit wie die Tuberkulose – ihnen ist gemeinsam, dass unser Körper mit Abwehrmaßnahmen reagiert. Zu diesen zählt das Immunsystems, dessen Funktion darin besteht, unerwünschte Eindringlinge zu bekämpfen oder auch giftige Substanzen zu eliminieren.

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Retrospektive

Vom Altern und dem Traum, es aufzuhalten

Martin Battran

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