Donnerstag, 24.10.2019
 
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02.12.2011

Biologie Wespen registrieren Gesichter wie Menschen

Davon sind Forscher der University of Michigan überzeugt. Bereits vor Jahren hatten die Biologen nachweisen können, dass Feldwespen der Spezies Polistes fuscatus sich einander anhand von Merkmalen im Gesicht unterscheiden können. Die Wissenschaftler legen nun eine Anschluss-Untersuchung vor. Die zeigt, dass die Hirne dieser Wespen besonders gut lernen können, Gesichtsmerkmale zu unterscheiden. Menschen verfügen über eine ähnliche Fähigkeit. Die Forscher vermuten, dass diese Feldwespen die Fähigkeit entwickelt haben, weil sie ein komplexes Zusammenleben in ihrem Nest pflegen: Den Staat gründen mehrere Königinnen, die in einer strengen Hierarchie leben. Sich einander erkennen zu können, fördere dabei den Frieden im Staat erheblich. Feldwespen mit einfacherem Sozialsystem können Gesichtsmerkmale schlechter unterscheiden, fügen die Wissenschaftler an. Ob es sich bei dieser Fähigkeit um ein angeborenes oder ein erworbenes Können handelt, wissen die Biologen noch nicht. [gä]

Quelle: nature/newscientist/dradio

Genetik Halbe Chromosomensätze lassen sich schneller auf Mutation durchsuchen

Das Erbgut von Lebewesen kommt auf zwei Weisen vor: Entweder gebündelt in einem einfachen Chromosomensatz – haploid – oder doppelt – diploid. Bei Säugetieren ist das Erbgut dabei immer doppelt organisiert. Das verhindert, dass Schäden im Erbgut sofort schwere Fehler auslösen, hat aber für Forscher einen Nachteil: Sie können nur mit großer Mühe herausfinden, welche Folgen Mutationen haben. Ein internationales Wissenschaftlerteam präsentiert jetzt im Fachblatt „Cell Stem Cell“ eine Methode, um diese Untersuchung zu vereinfachen: Den Forschern ist es gelungen, haploide Embryonale Stammzellen aus den Zellen der ersten Embryonalen Entwicklung von Mäusen zu gewinnen. Diese lassen sich offenbar gut für genetische Untersuchungen verwenden. So ist es dem Wissenschaftlerteam nach eigenen Angaben schnell gelungen, herauszufinden, warum das Gift Rizin manchmal nicht tödlich wirkt: Fehlt Zellen das Eiweiß Gpf107, sind sie immun gegen das Gift. [gä]

Quelle: Developmental Cell

Klimaforschung Als das Kohlendioxyd aus der Luft verschwand, vereisten die Pole

Vor rund 34 Millionen Jahren bildeten sich die ersten Gletscher an der Antarktis und fror die Arktis zu. Klimaforscher hatten bislang angenommen, dass diese Entwicklung nicht mit dem Kohlendioxidgehalt in der Luft zusammenhinge. Ein internationales Wissenschaftlerteam widerspricht jetzt in "Science“ dieser Vermutung. Die Wissenschaftler stützen sich auf Kohlenstoff-Isotope, die sie in Überresten von Algen in Bohrkernen vom Meeresgrund entdeckt hatten. Die Analyse dieser Daten legt nahe, dass die Pole vereisten, als die Konzentration von CO2 in der Luft unter 600 part per Million viel. Das war vor rund 34 Millionen Jahren. Heute beträgt der CO2-Anteil in der Luft 390 ppm. Der Umkehrschluss, dass ein Überschreiten dieser Grenze zu einem Abschmelzen der Pole führte, sei jedoch nicht zulässig, so die Forscher weiter. [gä]

Quelle: science

Physik Physiker der University of Oxford haben Diamanten miteinander verschränkt

Eigentlich ist das Verschränken von Teilchen ein quantenmechanischer Effekt. Unter bestimmten Bedingungen verhalten sich zwei Teilchen so, als wären sie eines – wobei die Entfernung zwischen ihnen keine Rolle spielt. Bis jetzt hatten Physiker vermutet, dass dieses Phänomen nur auf atomarer Ebene zu beobachten sei und nur bei sehr tiefen Temperaturen. Nun konnten jedoch Physiker aus Großbritannien den Effekt auch im Makrokosmos erzielen, in dem sie die Atome in dem Kristallgitter zweier kleiner Diamanten mit Hilfe eines Laser in eine besondere Vibration versetzten und verschränkten. Die so behandelten Zonen in den Diamanten waren ein viertel Millimeter lang und ein zwanzigstel breit – gerade noch sichtbar fürs Auge. Ob sich diese Methode technisch nutzen lässt, ist offen. [gä]

Quelle: science

01.12.2011

Medizin Stinkende Frösche erzeugen Antibiotika

Es gibt Frösche, die abstoßende Gerüche verströmen, etwa nach verdorbenem Fisch. Chinesische Forscher haben jetzt herausgefunden, dass diese stinkenden Tiere in ihrer Haut eine immense Vielfalt an antibiotisch wirkende Substanzen bilden. Die Wissenschaftler untersuchten neun verschiedene Frösche der Gattung Odorrana. Auf der Haut konnten sie über 700 unterschiedliche antimikrobielle Peptide, kurz AMP, nachweisen. Mehr als 90 Prozent davon waren bisher unbekannt, berichten die Forscher im "Journal of Proteome Research". Die Stoffe könnten als Grundlage für die Entwicklung neuer Antibiotika dienen. Einige der gefundenen antimikrobiellen Peptide haben eine doppelte Wirkung: Sie töten Bakterien und aktivieren zugleich das Immunsystem. //[luh]//

Quelle: Journal of Proteome Research, doi:10.1021/pr200782u

Energie Die Jetstreams der oberen Atmosphäre taugen nicht als Energiequelle

Hoch oben in der Atmosphäre gibt es starke Windbänder rund um Nord- und Südpol. Die sogenannten Jetstreams erreichen Geschwindigkeiten von über 90 Kilometer pro Stunde, weshalb es immer wieder Überlegungen gibt, sie als Quelle regenerativer Energie anzuzapfen. Doch die weit verbreiteten Annahmen hinsichtlich der Energieausbeute sind offenbar völlig überzogen. Forscher des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena haben jetzt errechnet, dass die maximale Energiegewinnung aus den Jetstreams etwa 200-fach geringer ist als bisher geschätzt. Die Jetstreams sind nur so schnell, weil sie in 7 bis 16 Kilometer Höhe so gut wie keiner Reibung ausgesetzt sind. Es braucht verhältnismäßig wenig Energie, um sie anzutreiben. Folglich kann man ihnen entsprechend weniger Energie entziehen. //[luh]//

Quelle: Earth System Dynamics, doi: 10.5194/esd-2-201-2011

Paläoanthropologie Steinwerkzeuge bezeugen die Völkerwanderung

Britische Forscher haben im Sultanat Oman Steinwerkzeuge gefunden, die sie als Zeugnisse der ersten Wanderungsbewegungen des modernen Homo sapiens raus aus Afrika sehen. Die behauenen Steine ordneten sie der Mittleren Nubischen Steinzeit zu. Die neuen Funde sind die ersten dieser Art außerhalb Afrikas. Die Spuren stellen gängige Theorien über den Auszug des Menschen aus Afrika in Frage. Bisher gingen Anthropologen davon aus, dass der moderne Homo sapiens vor rund 70.000 Jahren von Afrika aus nach Arabien kam und sich dort entlang der Küsten verbreitete. Die Fundstellen der Steinwerkzeuge liegen aber alle im Inland. Zudem datierten die Forscher einige der Funde auf ein Alter von mindestens 106.000 Jahren.Die Studie ist im Fachmagazin "PLoS One" erschienen. //[luh]//

Quelle: PLoS One, doi:10.1371/journal.pone.0028239

Physik Laser liefert Energie für Herzschrittmacher

Herzschrittmacher werden mit Strom aus einer Batterie betrieben. Ist diese leer, muss sie bisher noch in einer erneuten, belastenden Operation ausgetauscht werden. Japanische Forscher haben eine mögliche Abhilfe entwickelt: In der Zeitschrift "Angewandte Chemie" stellen sie einen implantierbaren Stromerzeuger vor, der einfach durch die Haut mit Laserlicht bestrahlt wird. Das System beruht auf Kohlenstoff-Nanoröhren. Die Nanoröhren absorbieren das Laserlicht und wandeln die Lichtenergie in Wärme um. Die Wärmeenergie wird wiederum durch einen thermoelektrischen Konverter auf Halbleiterbasis in Strom umgewandelt. Das implantierbare Ladegerät ist kleiner als ein Viertel eines Stücks Würfelzucker. //[luh]//

Quelle: Angewandte Chemie, doi:10.1002/ange.201106136

Zoologie Silberfische begehen Duftraub

Silberfische leben häufig als Schmarotzer in Ameisenkolonien. Um dort nicht als Eindringling aufzufallen, nutzen die Insekten einen besonderen Trick. Forscher der Ludwig-Maximilian-Universität in München haben herausgefunden, dass die Silberfische sich mit dem gleichen Duft umhüllen wie die Ameisen. Allerdings produzieren die Silberfische die Duftstoffe gar nicht selbst, sondern begehen gewissermaßen Duftraub. Die Parasiten pirschen sich an neu geschlüpfte Ameisen heran und reiben ihren Körper an den noch wehrlosen Tieren. Die Studie ist im Magazin "BMC Ecology" erschienen. //[luh]//

Quelle: BMC Ecology / LMU

30.11.2011

Medizin Die EU will die embryonale Stammzellforschung weiter fördern.

Die EU-Kommission will unter bestimmten Auflagen zukünftig weiter Fördergelder für die embryonale Stammzellforschung bereitstellen. Am bisherigen Prozedere solle nichts geändert werden, hieß es in Brüssel. Dort wurde der Gesetzentwurf für die EU-Forschungspolitik im Zeitraum 2014 bis 2020 vorgestellt. Bisher liegt der EU-Förderung ein Kompromiss zugrunde: Projekte, bei denen zur Gewinnung von Stammzellen Embryonen zerstört werden, erhalten keine Fördergelder. Studien mit bereits vorhandenen embryonalen Stammzellen sind dagegen förderfähig. Über den Gesetzesvorschlag der EU-Kommission müssen jetzt das Europaparlament und die EU-Regierungen im Ministerrat beraten. [mst]

Medizin Die US-Gesundheitsbehörde bricht Studie mit dem "chemischen Kondom" ab.

Das Gel mit dem Wirkstoff Tenofovir, das Frauen beim Geschlechtsverkehr vor einer HIV-Infektion schützen sollte, hat sich nach Angaben der US-Gesundheitsbehörde als wirkungslos erwiesen. Die Studie mit dem so genannten chemischen Kondom wurde abgebrochen. Ungeklärt ist, warum diese anfangs viel versprechende Methode - bei der das Gel vor dem Sex in die Scheide eingeführt wird - am Ende enttäuschend abschnitt. In einer Pilotstudie in Südafrika war das Ansteckungsrisiko mit HIV anfänglich um knapp 40 Prozent gesunken. Die jüngsten Daten zeigten jedoch, dass sich trotz Schutz rund sechs Prozent der Probandinnen mit HIV infiziert hatten. Diese Zahl war identisch mit dem Infektionsrisiko von Frauen in einer Vergleichsgruppe, die statt des Gels ein wirkungsloses Placebo angewandt hatten. [mst]

Quelle: www.nih.gov

Biologie Raben gestikulieren wie Kleinkinder.

Das haben Forscher vom Max-Planck-Institut für Ornithologie zusammen mit Kollegen aus Wien herausgefunden. Wie sie im Fachblatt Nature Communications schreiben, verwenden die Vögel zur Kommunikation ähnliche Gesten wie Kleinkinder, um auf sich aufmerksam zu machen. Die als sehr intelligent geltenden Raben benutzten bei den Studien ihre Schnäbel als "Hände", um Gegenstände wie Zweige, Steine oder Moos ihrem Gegenüber zu zeigen. Derartige Handlungen waren bislang nur bei Menschenaffen beobachtet worden. Bei den nun beschriebenen Verhaltensweisen richteten sich die Raben damit direkt an Tiere des anderen Geschlechts und lenkten so deren Aufmerksamkeit auf sich. Menschen nutzen Gesten wie das Zeigen auf Gegenstände oder das Hochhalten von Objekten den Studienautoren zufolge bereits mit knapp einem Jahr, also noch bevor sie sprechen können. [mst]

Quelle: Nature Comm.

Biologie Bakterien schützen Ameisen.

Blattschneiderameisen zerschneiden mit ihren Mundwerkzeugen Blätter und züchten darauf Pilze. Die ausgedehnten Pilzgärten in den Nestern stellen die Nahrungsgrundlage der Ameisen dar. Durch den regelmäßigen Kontakt mit Pilzen besteht ebenso ein Risiko, selbst von einem schädlichen Pilz befallen zu werden. Wie sich die Ameisen vor einer solchen Infektion schützen, haben brasilianische Forscher aus Rio de Janeiro herausgefunden. Im Fachblatt Biology Letters schreiben sie, dass ein Bakterienfilm am Körper der Tiere diese vor Pilzen schützt. Ameisen, denen im Rahmen der Studie die Bakterien mithilfe eines Antibiotikums entfernt wurden, waren demnach anfälliger für Infektionen. [mst]

Quelle: Biology Letters (doi: 10.1098/rsbl/2011.0963)

Biologie Forscher klären, warum Süßwasserschildkröten gleichzeitig schlüpfen.

Frisch geschlüpfte Breitrandspitzkopfschildkröten sind Fressfeinden auf dem Weg vom Strand bis zum Meer hilflos ausgeliefert. Um die Überlebenschance des Einzelnen zu erhöhen, schlüpfen die Tiere gleichzeitig. Wie die Reptilien von Ei zu Ei kommunizieren, konnten australische Forscher nun in ersten Ansätzen lösen. Wie sie in den "Proceedings B der britischen Royal Society" vermuten, spielt die Kohlendioxid-Konzentration im Nest eine entscheidende Rolle, zudem könnte der stärkere Herzschlag der weiter entwickelten Embryonen ein wichtiges Signal sein. Demnach erhöht sich der CO2-Gehalt im Gelege, wenn die oben liegenden Eier besonders weit entwickelt sind. Dies könnte das Signal für die weiter unten liegenden Embryonen sein, mehr Schilddrüsenhormon zu produzieren, wodurch die Entwicklung des Herzens und des Körpers beschleunigt wird. [mst]

Quelle: Proc.RSoc.B (doi:10.1098/prsb.2011.2074)

Raumfahrt Fadenwürmer haben sich auf der Internationalen Raumstation eingelebt.

Forscher der Universität Nottingham haben erste Daten von 4000 Fadenwürmern veröffentlicht, die vor einigen Monaten auf die ISS gebracht wurden. Im Journal of the Royal Society Interface schreiben die Wissenschaftler, dass die Tiere der Spezies C. elegans bereits in zwölfter Generation im All leben. Dort sollen sie zeigen, wie gut ein Organismus mit den Bedingungen im Weltall langfristig zurechtkommt. Demnächst wollen die Forscher untersuchen, welche Auswirkungen die erhöhte Strahlung im Weltall auf die Fadenwürmer hat und wie sich deren Muskeln entwickeln. [mst]

Quelle: J.R.Soc.Interface (doi:10.1098/rsif.2011.0716)

29.11.2011

Robotik Seestern als Vorbild für Roboter

Wissenschaftler der Havard University haben einen Roboter konstruiert, der sich nach dem Vorbild eines Seesterns vorwärts bewegt. Mit seinen vier flexiblen Beinen kann er über den Boden kriechen, seine Gangart wechseln und sich unter Hindernissen hindurch quetschen. Möglich macht das sein weicher Körper, der aus einer Kunststofffolie besteht und in einzelne Kammern aufgeteilt ist. Mit Druckluft lässt sich dieses Gebilde bewegen. Für bestimmte Geländearten seien solche Roboter besser geeignet als die herkömmlichen Modelle aus Metall, schreiben die Forscher im Fachblatt "PNAS". //[reu]//

Quelle: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1116564108

Klima Das Klima lässt Käfer erröten

Das glauben Biologen, die in zwei niederländischen Regionen das Muster auf den Flügeln von Zweipunkt-Marienkäfern untersucht haben. Diese Käferart existiert in zwei Varianten: rot mit schwarzen Tupfen und schwarz mit roten Tupfen. Vor 25 Jahren lebten an der Küste vor allem die roten Exemplare – im Innland jedoch die schwarzen. Denn in dem kälteren Klima konnte diese Farbe mehr Sonnenwärme absorbieren. Mittlerweile überwiegen in beiden Regionen aber die roten Marienkäfer. Das liege daran, dass die Temperaturen in beiden Landstrichen mittlerweile nahezu gleich seien. Die Käfer hätten sich so an den Klimawandel angepasst, schreiben die Forscher aus England im Fachmagazin "Heredity". //[reu]//

Quelle: Science Now

Psychologie Eine Formel soll Streit verhindern

Mit der richtigen Zusammensetzung der Mietparteien lassen sich Streitereien in Mehrfamilienhäusern vermeiden. Das glauben zumindest italienische Forscher, die dafür eine Formel entwickelt haben. Für das Sozialamt der mittelitalienischen Stadt Reggio Emilia stellten sie einen Schlüssel auf, um Sozialwohnungen so unter Bewerbern zu verteilen, dass es zu möglichst wenigen Streitfällen kommt. Die Experten fanden heraus, dass in einem idealen Mehrfamilienhaus 24 Prozent der Bewohner über 65 Jahre als sein sollten. 31 Prozent sollten Familien sein. Die Stadtverwaltung will nun innerhalb eines Pilotprojektes 44 Sozialwohnungen nach dieser Formel vergeben. //[reu]//

IT Software nimmt aufgehübschte Bilder unter die Lupe

Eine Methode, mit der sich automatisch bewerten lässt, wie stark ein Porträtfoto digital retuschiert wurde, stellen US-Forscher heute in den "Proceedings" der Nationalen Akademie der Wissenschaften vor. Das Programm vergleicht das Original mit dem manipulierten Bild und bestimmt zunächst acht Parameter, die anschließend in einem einzigen Kennwert zusammengefasst werden. In diesen Index fließen vor allem die Geometrie der Körper und Gesichter ein sowie die Lichtverhältnisse. Darin äußern sich etwa Anpassungen des Hauttons oder der Hautstruktur. Die Informatiker fordern, dass digital retuschierte Fotos immer gekennzeichnet werden sollen. Die Amerikanische Medizinische Gesellschaft AMA hatte bereits früher solch eine Bildbearbeitung kritisiert, weil sie zu einer unrealistischen Einschätzung des eigenen Körpers beitrage. //[reu]//

Quelle: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1110747108

Medizin Stammzellen bekämpfen Krebs

Forschern aus Kalifornien ist es gelungen, Stammzellen aus dem Blut so zu verändern, dass sie sich in Immunzellen verwandeln und Tumorgewebe zerstören. Die Methode beschreiben die Biologen im Fachmagazin "Pnas". Sie hatten zunächst ein bestimmtes Gen in menschliche Stammzellen eingepflanzt, das die Information für einen Rezeptor trägt, der bestimmte Krebszellen erkennen kann, nämlich Melanomzellen. Befinden sich Spuren davon im Blut, entsteht aus der Stammzelle eine sogenannte T-Zelle, welche den Tumor attackiert. Die Untersuchung wurde an Mäusen durchgeführt. Bei vier von neun Tieren verschwand das Tumorgewebe komplett. Die Forscher möchten den neuen Therapieansatz nun in einer klinischen Studie untersuchen. //[reu]//

Quelle: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1115050108

28.11.2011

Medizin Ohne Eisen und Schwefel funktioniert das Kopierwerk der Zelle nicht

Wenn Hefen oder auch menschliche Zellen ihre Erbinformation verdoppeln, brauchen sie dazu ein spezielles Enzym. Die DNA-Polymerase kopiert die schon vorliegende DNA und verknüpft neue Bausteine zu einer exakten Kopie dieses Erbmoleküls. Für den Kopiervorgang wird unbedingt eine spezielle Eisen-Schwefel-Verbindung gebraucht, berichten Forscher der Universität Marburg im Fachblatt "Nature Chemical Biology". In Versuchen mit Hefen haben sie entdeckt, dass der Eisen-Schwefel-Komplex erforderlich ist, um das Zusammenspiel der verschiedenen Polymerase-Untereinheiten zu stabilisieren. Eine gestörte Wechselwirkung zwischen den verschiedenen Untereinheiten des Enzyms führt zum Tod der Zelle. Schon länger ist bekannt, dass die Polymerase Zink braucht, um richtig funktionieren zu können. //[mawi]//

Quelle: Nature Chemical Biology-Online

Geologie Kieler Forscher lüften das Geheimnis der Weihnachtsinsel

Die erloschenen Vulkane im östlichen Ozean rund um die Weihnachtsinsel passen nicht ins Bild der Geologen. Anders als andere Vulkane bilden sie keine Kette, sondern scheinen eher zufällig verteilt zu sein in einem Gebiet von 1800 Mal 600 Kilometern im Seegebiet zwischen Australien und Indonesien. Kieler Meeresforscher haben das Gebiet jetzt kartiert und Proben genommen, um ihre Entstehungsgeschichte rekonstruieren zu können. Die Vulkane, berichten die Forscher im Fachblatt "Nature Geoscience", sind vor 136 bis 47 Millionen Jahren entstanden. Die Lava, die sie damals spuckten, zeigt Ähnlichkeit zu dem Material, aus dem Kontinentalplatten bestehen. Offenbar entstanden die Vulkane an der Stelle, an der sich einst Australien, Indien und Westburma beim Aufbrechen des Superkontinents Gondwana vor 150 Millionen Jahren voneinander getrennt haben. Dabei könnte Material des Kontinents in den Erdmantel gelangt und eingeschmolzen worden sein. Überschüssiges Magma wurde dann von den Vulkanen nahe der Weihnachtsinsel ausgespieen. //[mawi]//

Quelle: Nature Geoscience

Biologie Erbgutschäden durch Nanopartikel lassen sich früh nachweisen

Stäube wie Quarz oder amorphes Siliziumdioxid können Tumore in der Lunge verursachen. Das ist schon länger bekannt. Forscher der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin in Dortmund haben jetzt eine Methode entwickelt, um von diesen Stoffen ausgelöste Schäden am Erbgut nachzuweisen. Dazu setzten sie Ratten diesen Stäuben aus. Bereits nach drei Monaten konnten sie in Lungenzellen mithilfe von speziellen Antikörpern Schäden am Erbmolekül DNA nachweisen. Das Verfahren könnte helfen, die Gefährlichkeit von Nanopartikeln abzuschätzen. Unklar ist bislang aber noch, ob sich damit auch ermitteln lässt, ab welchem Schwellenwert ein Stoff Krebs verursachen kann. //[mawi]//

Raumfahrt Nächster Halt: Mars

Der Forschungsroboter "Curiosity" - Neugier" – ist auf dem Weg zum Mars. Er startete am Samstag an Bord einer Rakete vom Typ Atlas V planmäßig vom Weltraumbahnhof Cape Canaveral ins All. Nach einer etwa 570 Millionen Kilometern langen Reise soll Curiosity im August 2012 auf dem Mars landen. Als Landeplatz wählte die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA den Krater Gale aus, weil sie dort Vorkommen von Lehm und Schwefelverbindungen vermutet. Curriosity ist größer, schwerer und besser ausgestattet als frühere Mars-Roboter. Mit einem Arm kann er mehrere Zentimeter tief in den Boden oder in einen Fels bohren und Gesteinsproben entnehmen. In einem integrierten chemischen Labor kann er dann deren Zusammensetzung analysieren. Mit seinem Laserstrahl mit einer Reichweite von bis zu acht Metern kann der Roboter zudem die Oberfläche von Gestein analysieren. Curiosity soll zudem auf dem Mars nach Methan suchen, da dieses Gas auf die Existenz von Wasser schließen lässt. //[mawi]//
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