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Alle Jahre wieder: Der Chirurg Sergio Canavero kündigt die Transplantation eines menschlichen Kopfs an. 
Alle Jahre wieder: Der Chirurg Sergio Canavero kündigt die Transplantation eines menschlichen Kopfs an. 
Bild: EPA/EPA
Science-News

Italienischer Chirurg will etwas tun, das noch keiner gemacht hat

Das Neueste aus der Welt der Wissenschaft und Technik in Kurzform. Damit du weisst, wie der Roboter-Hase läuft.
24.11.2017, 20:40

Vorsichtige Zurückhaltung ist die Sache eines Sergio Canavero nicht. Er will der erste sein, der mit der Transplantation eines Menschenkopfes in die Geschichtsbücher eingeht. Fachkollegen sind wenig begeistert – selbst sein engster Partner bremst, wo er kann. 

Wie die weltweit erste Kopftransplantation ablaufen soll, hat Sergio Canavero genau vor Augen: In einem mindestens 200 Quadratmeter grossen Operationssaal arbeiten Spezialisten an Spender und Empfänger, die fixiert in Metallgestellen sitzen. «100 Experten aus aller Welt werden diesen monumentalen Eingriff wagen», schreibt der italienische Neurochirurg in seinem Buch «Medicus Magnus». 

Ursprünglich für 2017 angekündigt, solle nun im kommenden Frühjahr der Kopf eines schwerkranken Menschen auf den Körper eines hirntoten Spenders gesetzt werden. So zumindest kündigt es der Verlag mit Verweis auf Canavero an. 

Das wirkt vor allem deshalb so irrwitzig, weil jedwede wissenschaftliche Vorstufe fehlt: Weder wurden in den vergangenen Jahren massenhaft Tierköpfe erfolgreich verpflanzt, noch wurden reihenweise Menschen vermeldet, die nach Rückenmarksverletzungen geheilt wurden. 

Das Urteil aus Fachkreisen hat darum seit den ersten Ankündigungen Canaveros nicht an Eindeutigkeit verloren: «Reine Publicity», sagt Edgar Biemer von der Praxisklinik Caspari in München, der in Deutschland an einer spektakulären Armtransplantation beteiligt war. 

«Die Verbindung zum Rückenmark bei einer solchen Transplantation wieder herzustellen, halte ich für absolut unmöglich», sagt Biemer. Auch Veit Braun, Chefarzt der Neurochirurgie am Diakonie Klinikum Siegen, betont: «Wenn ich ein Rückenmark vom Kopf abtrenne, dann ist das hin, und zwar ein für alle Mal.» 

Kleine Geschichte des Köpfe-Verpflanzens (französ.).

Kopf eines Chinesen

Ein Chinese werde derjenige sein, der einen anderen Körper unter seinen Kopf gesetzt bekommt, verkündet Canavero, und überwiegend chinesisch auch das Spezialistenteam. «China will mit der ersten Kopftransplantation seine Stellung als neue Supermacht auch in der Medizin untermauern.» Im Gespräch strotzen seine Sätze vor Superlativen, sein Projekt hält er für mindestens ebenso wichtig wie die Mondlandung. 

«Es geht hier um Ehrgeiz und nicht um die Sache an sich», sagte Uwe Meier vom Berufsverband Deutscher Neurologen vor einiger Zeit zu Canaveros Ankündigungen. Dass dem Italiener vor allem am Ruhm gelegen sein dürfte, lässt er auch in seinem Buch durchblicken. Immer nur der erste, der etwas Neues wage, lande in den Geschichtsbüchern, schreibt er. «Um die Menschheit zu verändern, muss man mutig sein – manche sagen auch ein Draufgänger.» 

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Und der Patient? Hat der nicht ein hohes Risiko, beim Umsetzen seines Kopfes zu sterben? «Ja, hat er», schreibt Canavero. «Jede andere Aussage wäre nicht ehrlich.» Ein Grund zum Abwarten ist das für ihn nicht. «Dürfen ethische Bedenken einen Wissenschafter hindern, zum Wohle der Menschheit moralische Grenzen, wie sie eine Gesellschaft versteht, zu überschreiten? Meine Antwort ist eindeutig: Nein.» 

Canaveros Kollege ist viel zurückhaltender

Zweiter Hauptakteur in dem Schauspiel ist Ren Xiaoping von der Medizinischen Universität in Harbin in Nordostchina - der allerdings weitaus vorsichtiger agiert. Immer wieder wies er Ankündigungen Canaveros zurück. So auch diesmal. «Es ist noch ein langer Weg bis zu einer Kopftransplantation», wurde Ren Xiaoping kürzlich von der Pekinger Zeitung «Xinjingbao» zitiert. «Wann können wir es machen? Ich weiss es auch nicht.»

Ein nicht ganz ernster Blick auf das Problem der Kopftransplantation: Szene aus dem Film «Mars Attacks!»

Zur Vorbereitung gab es einen Versuch mit Leichen, die Ergebnisse wurden vor einigen Tagen im Fachblatt «Surgical Neurology International» veröffentlicht: In 18 Stunden sei der Kopf einer frischen männlichen Leiche auf den Körper einer anderen gesetzt worden. 

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Mit dem Experiment sei aber lediglich ein erstes Operationsmodell geschaffen worden, erklärte Ren Xiaoping vor Journalisten. «Das ist es.» Für die Kopftransplantation gebe es noch keinen Zeitplan und keinen bestimmten Ort, widersprach Ren seinem italienischen Kollegen Canavero. 

(sda/dpa)

Und nun zu etwas ganz anderem: 

>> «Zigarre» aus den Tiefen des Alls verblüfft Astronomen

Zum ersten Mal haben Astronomen den Durchflug eines Asteroiden aus einem anderen Sonnensystem beobachtet. Der 400 Meter lange Brocken war Millionen Jahre durchs Weltall zu uns unterwegs. 

Interstellare Zigarre: 'Oumuamua ist rund 400 Meter lang, aber nur etwa 40 Meter breit.
Interstellare Zigarre: 'Oumuamua ist rund 400 Meter lang, aber nur etwa 40 Meter breit.
Bild: EPA/European Southern Observatory

Der Asteroid verblüfft die Wissenschaftler mit seiner ungewöhnlichen Form: Er ist rund zehn Mal so lang wie breit – anders als alle Asteroiden aus unserem eigenen Sonnensystem, die bislang beobachtet worden sind. Ein Team um Karen Meech von der Universität von Hawaii in Honululu beschreibt den fremdartigen Besucher im britischen Fachblatt «Nature»

«Dieses Ding ist sehr merkwürdig», betonte Meech in einer Mitteilung ihrer Hochschule. Der Brocken war am 19. Oktober mit dem Pan-Starrs1-Teleskop auf Hawaii entdeckt worden. Zunächst sah es so aus, als hätte das Teleskop einen gewöhnlichen Asteroiden unseres Sonnensystems aufgespürt. 

«Wir mussten schnell handeln, 'Oumuamua war schon am sonnennächsten Punkt vorbei und bereits wieder auf dem Weg zurück in den interstellaren Raum.»
Olivier Hainaut, ESO

Aus der Flugbahn wurde jedoch schnell klar, dass er von sehr viel weiter her kommen musste. Die Internationale Astronomische Union, für die Benennung und Klassifizierung von Himmelsobjekten zuständig, schuf eigens eine neue Kategorie: I für interstellar. 

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Bote aus der Vergangenheit

Der interstellare Asteroid bekam die Katalognummer 1I/2017 U1 und den hawaiianischen Namen «'Oumuamua». Das heisst so viel wie Kundschafter oder Bote aus der fernen Vergangenheit. Eine Vielzahl von Teleskopen nahm den weit gereisten Gast ins Visier. «Wir mussten schnell handeln», berichtete Olivier Hainaut von der Europäischen Südsternwarte ESO in Garching bei München in einer Mitteilung. «'Oumuamua war schon am sonnennächsten Punkt vorbei und bereits wieder auf dem Weg zurück in den interstellaren Raum.» 

«Animation of `Oumuamua passing through the Solar System (annotated)».

Mit dem «Very Large Telescope» der ESO in den chilenischen Anden stellten die Forscher fest, dass der Asteroid alle 7,3 Stunden um seine Achse rotiert und dabei seine Helligkeit drastisch um rund den Faktor Zehn verändert. «Diese ungewöhnlich starke Helligkeitsänderung deutet darauf hin, dass das Objekt sehr langgezogen sein muss: etwa zehnmal so lang wie breit, mit einer komplexen, gewundenen Form», erläuterte Forschungsleiterin Meech. 

Rötlicher Brocken

Ausserdem hat der Asteroid eine dunkle, rötliche Farbe, die vermutlich von der Jahrmillionen langen Verwitterung seiner Oberfläche durch kosmische Strahlung herrührt und nicht unähnlich den Objekten in den fernsten Aussenbezirken unseres eigenen Sonnensystems ist. Auch seine Zusammensetzung erinnert an Asteroiden unseres Systems. 

«Seit Jahrzehnten haben wir angenommen, dass es solche interstellaren Objekte dort draussen gibt. Diese historische Entdeckung öffnet ein neues Fenster, um die Entstehung von Sonnensystemen jenseits unseres eigenen zu untersuchen.»
Thomas Zurbuchen, NASA-Manager

Vermutlich besteht das fremde Objekt aus Gestein oder einem Mix mit hohem Metallanteil. «Ausserdem konnten wir bestätigen, dass es vollständig inaktiv ist, weil wir in seiner direkten Umgebung nicht den geringsten Hinweis auf Staub finden konnten», berichtete Meech. 

Der Besucher kommt aus der Richtung des Sterns Wega im Sternbild Leier. Als er dort vor etwa 300'000 Jahren vorbeigeflogen ist, stand die Wega allerdings noch an einer anderen Stelle, wie die ESO betont. Sein genauer Ursprung liegt im Dunkeln. «Wir beobachten dieses einzigartige Objekt weiterhin», kündigte ESO-Astronom Hainaut an. «Und wir hoffen, genauer bestimmen zu können, woher es kam und wohin es auf seiner Reise durch die Galaxis als nächstes fliegt.» 

Wohl gar nicht so selten

Die Beobachtung bietet den Astronomen einen einzigartigen, wenn auch kurzen Einblick in fremde Sonnensysteme. Die Begegnung muss jedoch kein Einzelfall bleiben. Astronomen schätzen, das im Mittel einmal pro Jahr ein interstellarer Gast durch das innere Sonnensystem fliegt. Da diese Objekte jedoch sehr dunkel sind, lassen sie sich nur schwer entdecken. 

Apropos Asteroiden: Die Didymoon-Mission

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Die Didymoon-Mission
quelle: esa - p.carril
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«Seit Jahrzehnten haben wir angenommen, dass es solche interstellaren Objekte dort draussen gibt», betonte der Schweizer NASA-Manager Thomas Zurbuchen aus der Abteilung für Wissenschaftsmissionen der US-Raumfahrtbehörde. «Diese historische Entdeckung öffnet ein neues Fenster, um die Entstehung von Sonnensystemen jenseits unseres eigenen zu untersuchen.»

(sda/dpa)

Sterne, Planeten, Monde und noch mehr Weltraum-Stoff

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Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Dieser Roboter macht Sprünge, die du (vermutlich) nicht schaffst

Atlas ist sein Name, und er kann erstaunliche Sachen. Für einen Roboter, zumindest. Denn Atlas besteht nicht aus Fleisch und Blut, sondern aus Metall und Kunststoff. Der humanoide Roboter des Herstellers Boston Dynamics ist seit 2013 ständig weiterentwickelt worden. Das aktuelle Modell – «Atlas Next Generation» – ist etwas kleiner und bedeutend leichter als der ursprüngliche Roboter. 

Atlas voll in Aktion. 
Atlas voll in Aktion. 
Bild: Youtube

Atlas springt mittlerweile erstaunlich sicher von einem Podest auf das andere und schafft sogar – Trommelwirbel! – einen Rückwärtssalto. Danach reckt er die Arme in Siegerpose in die Höhe, als wollte er seinen Erfolg feiern. Alles schön zu sehen im folgenden Video: 

Dieser Roboter macht Rückwärtssaltos

Video: watson

Der Clip wurde auf Youtube in wenigen Stunden über zwei Millionen mal angeschaut. Kein Wunder: Der gelenkige Metallmann geniesst in den Sozialen Medien bereits Kultstatus. Wie es sich heutzutage bei Hollywoodfilmen gehört, zeigt das Video auch noch ein Outtake mit missglückten Versuchen. 

Boston Dynamics ist eine der führenden Robotik-Firmen der Welt und entwickelte zu Beginn Roboter für die US-Armee. Google kaufte das Unternehmen 2013, veräusserte es aber 2016 wieder. Neuer Besitzer ist der japanische Telekommunikations- und Medienkonzern Softbank. 

Kollege Roboter

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Kollege Roboter
quelle: x00227 / wolfgang rattay
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Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Klein, aber fies: Dazu brauchte der T. rex seine kümmerlichen Ärmchen

Furchterregendes Gebiss, kümmerliche Arme: Die merkwürdige Anatomie des T. rex. 
Furchterregendes Gebiss, kümmerliche Arme: Die merkwürdige Anatomie des T. rex. 
Bild: Shutterstock

Er war einer der grössten und furchteinflössendsten Räuber, die je über die Oberfläche dieses Planeten stapften: Der Tyrannosaurus rex, dieses bis zu 12 Meter lange und sieben Tonnen schwere Ungetüm mit den riesigen dolchartigen Reisszähnen, ist der Inbegriff des fleischfressenden Dinosauriers. 

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Blutrünstige Urzeit-Echsen: Tyrannosaurier waren Kannibalen

In einem seltsamen Kontrast zu den sonstigen Abmessungen dieses kreidezeitlichen Theropoden stehen jedoch seine vergleichsweise kümmerlichen Arme. Die auffallend klein wirkenden Greifer des T. rex haben zahllose Spassvögel dazu animiert, Memes über diese anatomische Besonderheit des gefürchteten Sauriers ins Web zu stellen:  

Animiertes GIFGIF abspielen
Bild: Tumblr

Aber auch seriöse Wissenschaftler haben sich mit den auffallend kleinen Armen des Predators befasst. Sie könnten dazu gedient haben, das Weibchen beim Geschlechtsakt festzuhalten, lautete eine These, oder als Hilfe beim Aufstehen aus der Bauchlage. Umstritten ist nach wie vor, ob sie dazu eingesetzt wurden, Beute zu greifen. 

Eine neue Theorie bringt der Paläontologe Steven Stanley von der University of Hawaii ins Spiel: Die Arme des T. rex – die übrigens gemäss biomechanischen Analysen immerhin bis zu 200 Kilogramm stemmen konnten – hätten nicht so sehr zum Greifen gedient, sondern eher zum Schlitzen.

Zwei grosse Klauen: Nahaufnahme der Arme eines T.-rex-Skeletts. 
Zwei grosse Klauen: Nahaufnahme der Arme eines T.-rex-Skeletts. 

Mit den zwei grossen Klauen an den kräftigen Extremitäten konnte der Räuber einer in die Enge getriebenen Beute sekundenschnell tiefe Schnitte zufügen, glaubt Stanley, der seine Studie an einer Tagung der Geological Society of America vorstellte

Die Schnitte, die der Saurier seinen Opfern so beibringen konnte, seien einen Meter lang und mehrere Zentimeter tief gewesen, vermutet Stanley. Zwar seien die kurzen Arme in ihrer Bewegungsfähigkeit eingeschränkt gewesen, räumt der Forscher ein. Aber das Schultergelenk sei ausreichend flexibel gewesen, zudem seien Kürze und Robustheit der Arme beim Schlitzen ein Vorteil gewesen. 

Eine weitere Besonderheit des T. rex verstärkte den Effekt der sichelförmigen, bis zu 10 Zentimeter langen Klauen: Der dritte Finger war im Gegensatz zu anderen Theropoden zurückgebildet. Dies erhöhte den Druck, den die beiden verbleibenden Klauen ausüben konnten, um gegen 50 Prozent. 

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Irgendwas zwischen Ratte und Maus: So sahen unsere frühesten Vorfahren aus

Die englische Küste vor 145 Millionen Jahren: Die Säugetiere&nbsp;<em>Durlstodon </em>(links vorn) und <em>Durlstotherium</em> (rechts und Mitte vorn) bewegen sich in einer von Dinosauriern beherrschten Welt.&nbsp;
Die englische Küste vor 145 Millionen Jahren: Die Säugetiere Durlstodon (links vorn) und Durlstotherium (rechts und Mitte vorn) bewegen sich in einer von Dinosauriern beherrschten Welt. 

Sie lebten vor 145 Millionen Jahren während der Hochblüte des Dino-Zeitalters, und sie waren unsere ältesten bekannten Säuger-Vorfahren: zwei behaarte, nachtaktive und rattenähnliche Tiere mit den zungenbrecherischen Namen Durlstotherium newmani und Dulstodon ensomi.

Grant Smith, ein Student der Universität Portsmouth, fand Zähnchen der zwei kleinen Säugetiere in den Klippen an der Küste der Grafschaft Dorset im Südwesten Englands. Die Paläontologen Steve Sweetman und Dave Martill von der Hochschule untersuchten den Fund danach eingehend und kamen zum Schluss: Die beiden Zähne gehören zu den ältesten Fossilien, «die zu jener Säugetier-Linie gehören, aus denen sich unsere eigene Spezies entwickelte». 

Zähne von <em>Durlstotherium</em> (A) und <em>Durlstodon</em> (B) aus verschiedenen Blickwinkeln.
Zähne von Durlstotherium (A) und Durlstodon (B) aus verschiedenen Blickwinkeln.

Ihn habe am meisten überrascht, dass «ein Student, ein Anfänger, in der Lage ist, eine bemerkenswerte Entdeckung in der Paläontologie zu machen», sagte Professor Martill in einer Mitteilung der Universität. Die Form der Zähne legt nahe, dass eines der Tiere wahrscheinlich Insekten frass, das andere wohl auch Pflanzen. 

Eines der Exemplare benannten die Forscher nach Charlie Newmann, dem Besitzer eines Pubs in der Nähe der Fundstelle. Es heisst jetzt Durlstotherium newmani. Das andere wurde nach Paul Ensom, einem Paläontologen aus der Region, benannt: Dulstodon ensomi. Die Wissenschaftler veröffentlichen ihre Studie im Fachjournal «Acta Palaeontologica Polonica».

(dhr/sda/dpa) 

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Zürcher Forscher entdecken neue Orang-Utan-Art – und die ist schon vom Aussterben bedroht

Neben dem Menschen existieren noch sechs Arten von Menschenaffen. Nun kommt eine siebte hinzu, wie Forscher der Universität Zürich mit internationalen Kollegen im Fachblatt «Current Biology» berichten. 

Die am stärksten bedrohte Menschenaffen-Art: Der&nbsp;Tapanuli-Orang-Utan.&nbsp;
Die am stärksten bedrohte Menschenaffen-Art: Der Tapanuli-Orang-Utan. 
Bild: Jonas Landolt

Gerade erst als eigene Art entdeckt, ist der Tapanuli-Orang-Utan (Pongo tapanuliensis) allerdings schon trauriger Rekordhalter: Er ist die am stärksten bedrohte Menschenaffenart. Es existieren nur noch rund 800 Exemplare, die in den Hochlandwäldern im Norden Sumatras leben. 

«Wenn auch nur acht der 800 Tiere pro Jahr sterben, könnte die Spezies verloren sein.»
«Dritte Orang-Utan-Art beschrieben.»

Bisher waren nur zwei noch lebende Orang-Utan-Arten beschrieben, der Borneo- und der Sumatra-Orang-Utan (Pongo pygmaeus und Pongo abelii). Australische Forschende hatten allerdings vor zehn Jahren bei Feldstudien eine Population entdeckt, die isoliert in Nordsumatra innerhalb der drei Tapanuli-Distrikte lebt. Nun konnte ein internationales Team um Michael Krützen von der Uni Zürich nachweisen, dass es sich um eine eigene Art handelt, wie die Hochschule am Donnerstag mitteilte

Schädel lieferte erste Indizien

Erste handfeste Hinweise, dass es sich bei der isolierten Orang-Utan-Gruppe in Nordsumatra um eine eigene Spezies handelt, lieferte der Schädel eines 2013 getöteten Männchens. Gewisse Merkmale der Schädelknochen und Zähne erwiesen sich im Vergleich mit vielen anderen Orang-Utan-Schädeln als einzigartig. Auch erste Genanalysen und Verhaltensbeobachtungen erbrachten Indizien für Unterschiede zu den anderen Orang-Utan-Beständen. 

Mit der umfassenden Erbgutanalyse von 37 Orang-Utans erhärtete sich der Verdacht nun endgültig. «Wir identifizierten drei sehr alte evolutionäre Abstammungslinien unter allen Orang-Utans, obwohl derzeit nur zwei Arten beschrieben sind», sagte Studienautorin Maja Mattle-Greminger gemäss der Mitteilung. 

Anhand der Erbgutdaten rekonstruierten die Forscher die Abstammungsgeschichte der verschiedenen Orang-Utan-Bestände. Demnach war die Tapanuli-Gruppe für mindestens 10'000 bis 20'000 Jahre von allen anderen Orang-Utan-Populationen auf Sumatra isoliert. Die Tapanuli-Orang-Utans seien wahrscheinlich die direkten Nachkommen der ersten Population im Sunda-Archipel, so Studienautor Alexander Nater. 

Nicht nur Orang-Utans sind bedroht: Auch andere Primaten stehen vor dem Aussterben

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Bedrohte Primaten
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Schutz ist dringend notwendig

«Es ist wirklich sehr spannend und aufregend, eine neue Menschenaffenart im 21. Jahrhundert zu identifizieren», sagte Krützen gemäss der Mitteilung. Jetzt gelte es jedoch, diese stark bedrohte Spezies zu schützen, vor allem durch den Erhalt ihres Lebensraums, betonte der Forscher. 

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Fossil wirft neues Licht auf Menschenaffen-Evolution

Die Abholzung der Regenwälder und der geplante Bau eines Staudamms, der Teile des Habitats der Tapanuli-Orang-Utans fluten wird, bringen die gerade erst beschriebene Art in Bedrängnis. «Wenn auch nur acht der 800 Tiere pro Jahr sterben, könnte die Spezies verloren sein», warnen die Forschenden. Binnen weniger Jahrzehnte könnte es dann wieder nur sechs Menschenaffenarten neben dem Menschen geben.

(sda)

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Neandertaler hatten grössere Nasen als wir – nicht ohne Grund

Nach allem, was wir von ihnen wissen, hatten die Neandertaler beeindruckende Riechorgane. Das haben Anthropologen aus den Schädeln geschlossen, die man bisher von unseren nahen Verwandten im menschlichen Stammbaum gefunden hat. Die Frage war allerdings: warum?

Wuchtiges Gesicht, grosse Nase: Der Neandertaler war nicht gerade zart gebaut.&nbsp;
Wuchtiges Gesicht, grosse Nase: Der Neandertaler war nicht gerade zart gebaut. 
Bild: Youtube

Beim modernen Menschen haben nämlich die Bewohner kälterer Regionen eher schmale Nasenöffnungen. Diese sind besser dazu geeignet, den Verlust von Wärme und Feuchtigkeit beim Ausatmen zu minimieren und kalte Luft beim Einatmen zu erwärmen. In wärmeren Gegenden sind dagegen im Schnitt eher grössere Nasen anzutreffen. 

Nicht so bei den Neandertalern. Das Europa, in dem sie lebten, war zum grössten Teil vereist und sicher bedeutend kühler als der heutige Kontinent – dennoch waren ihre Nasenöffnungen gross. Bisher erklärten die Forscher diesen Umstand damit, dass die Neandertaler ohnehin stämmiger waren als der anatomisch moderne Mensch; insbesondere hatten sie ein wuchtiges Gesicht mit einem breiten Kiefer und einem grossen Mund – und damit auch grosse Nasen. 

Rekonstruktion der Nasenhöhle mit der Luftzirkulation bei Homo sapiens aus Nordostasien (l.), Homo sapiens aus Südwest-Europa (M.) und Neandertaler (r.).
Rekonstruktion der Nasenhöhle mit der Luftzirkulation bei Homo sapiens aus Nordostasien (l.), Homo sapiens aus Südwest-Europa (M.) und Neandertaler (r.).

Eine neue Studie von Wissenschaftlern um Rodrigo Paz vom Nationalen Wissenschafts- und Technikforschungsrat (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas) in Buenos Aires besagt nun, dass die grossen Neandertaler-Nasen doch besser an das Leben in der Kälte angepasst waren. Paz und seine Kollegen hatten Atemwege und Nasenpartien von zwei digital aus fossilen Schädeln rekonstruierten Neandertalern analysiert. 

Sie kamen zum Ergebnis, dass die Atemluft bei den Neandertalern deutlich länger in der Nasenhöhle zirkulierte als bei einem durchschnittlichen modernen Menschen. Damit wurde sie auch besser erwärmt und befeuchtet. Die Forscher haben ihre Studie auf PNAS publiziert

(dhr)

Passend dazu: Das Urmenschen-Quiz!

Quiz

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Das Antimaterie-Problem: Das Universum dürfte gar nicht existieren

Die Forscher am CERN wollten es genau wissen: Im grössten Teilchenbeschleuniger der Welt, wo die Physiker den kleinsten Teilchen auf der Spur sind, liessen sie Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit miteinander kollidieren. Beim Zusammenprall der Teilchen entstehen Bedingungen wie kurz nach dem Urknall – jenem Moment, als unser Universum entstand.

Kollision von Protonen am CERN.
Kollision von Protonen am CERN.
Bild: CERN

Was die Physiker dabei interessierte, und was sie so genau massen, wie nie zuvor, war das Verhältnis zwischen Materie und Antimaterie. Die beiden Stoffe, die sich vollkommen spiegelbildlich zueinander verhalten, vernichten sich sofort gegenseitig, wenn sie aufeinander treffen – wobei ungeheure Mengen an Energie frei werden.

Da aber das Standardmodell der Teilchenphysik sagt, dass beim Urknall gleich viel Materie und Antimaterie entstanden sein müsste, dürfte es unser Universum gar nicht geben. Sämtliche Materie hätte  nämlich unmittelbar nach ihrer Entstehung auf Antimaterie treffen müssen – und wäre in einem Energieblitz ausgelöscht worden. 

«Es ist aber absolut möglich, dass bei noch genauerer Messung ein Unterschied zu Tage tritt.»
Stefan Ulmer, CERN

Nun existiert das Universum aber tatsächlich, wie wir wissen. Die Materie, aus der wir selber bestehen und alles, was uns umgibt, ist gewissermassen die winzige Differenz, die nach dem gewaltigen Materie-Antimaterie-Massaker übrig geblieben ist.

Diese Differenz wollten die Forscher messen, und zwar so genau wie noch nie: Sie konnten das magnetische Moment des Antiprotons um den sagenhaften Faktor 350 genauer messen als bei der zuvor genauesten Messung, deren Ergebnisse sie Anfang des Jahres vorgestellt hatten. Doch trotz dieser bisher unerreichten Präzision fanden sie keinen Unterschied: Das magnetische Verhalten von Proton und Antiproton ist identisch, wie die Physiker im Fachblatt Nature berichten

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90 Millionen für ein Upgrade: Das CERN feiert seinen neuen Linearbeschleuniger Linac 4

«Es ist aber absolut möglich, dass bei noch genauerer Messung ein Unterschied zu Tage tritt», sagt Stefan Ulmer, Chefwissenschaftler am Base-Projekt des CERN. Möglich sei allerdings auch, dass der Unterschied gar nicht im magnetischen Moment liege, sondern in einer anderen fundamentalen Eigenschaft der Teilchen – zum Beispiel in ihrer Masse. «Eins ist klar: Es gibt einen Unterschied», bekräftigt Ulmer. 

(dhr/sda)

Und nun zu etwas ganz anderem: 

>> Diese mysteriösen «Steintore» in Saudi-Arabien sind über 7000 Jahre alt

Australische Forscher haben in der saudiarabischen Wüste geheimnisvolle grossflächige Steinstrukturen entdeckt. Die Wissenschaftler stiessen auf die nahezu 400 Steingebilde mit Hilfe von Google Earth. 

Die Steinstrukturen erinnern aus der Vogelperspektive an liegende Tore.&nbsp;&nbsp;
Die Steinstrukturen erinnern aus der Vogelperspektive an liegende Tore.  
Bild: CNES/Airbus, via Google Earth

Die als «Tore» bezeichneten Formationen seien zwischen 2000 und 9000 Jahre alt, wie Forschungsleiter David Kennedy von der University of Western Australia am Mittwoch sagte. Ihr Zweck liege aber völlig im Dunkeln. 

Die Steinstrukturen vom Boden aus gesehen.&nbsp;
Die Steinstrukturen vom Boden aus gesehen. 
Bild: the university of western australia / grant scroggie

Zwar seien sie auch am Boden erkennbar, doch erst aus ein paar hundert Metern Höhe betrachtet, entfalte sich ihre ganze Schönheit, sagte Kennedy. Obwohl er schon rund 40 Jahre in der Region forsche, sei er angesichts der Satellitenbilder von den Lavafeldern der ehemals vulkanischen Gegend sprachlos gewesen. 

«7000 years old Mysterious Stone 'GATES' discovered in Saudi Arabia's remote desert area.»

Er spreche von «Toren», weil sich die Steinstrukturen aus der Luft wie liegende Tore ausnähmen. Vermutlich seien sie von Vorfahren der heutigen Beduinen angelegt worden.

Steinstrukturen auf einem erloschenen Vulkankegel. <br><a href="https://earth.app.goo.gl/s5VY" target="_blank">&gt;&gt; Auf Google Earth ansehen</a>&nbsp;(nur auf Chrome)&nbsp;
Steinstrukturen auf einem erloschenen Vulkankegel.
>> Auf Google Earth ansehen (nur auf Chrome) 

Kennedy und sein Team erfassen seit Jahrzehnten bildlich archäologische Fundstätten in Nahost. Der Fund wird im kommenden Monat in der Fachzeitschrift «Arabian Archaeology and Epigraphy» beschrieben.

Die ehemals vulkanische Region Harrat Khaybar in Saudi-Arabien.
Karte: GoogleMaps

(sda/afp)

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Waldspitzmäuse schrumpfen im Winter stark – sogar ihre Köpfe

Waldspitzmäuse sind possierliche Winzlinge von gerade einmal zehn Gramm. Im Winter werden sie noch leichter – selbst ihr Kopf schrumpft. Das Motto: Energie sparen. 

Waldspitzmäuse sind keine Mäuse. Klein sind sie aber sehr wohl.&nbsp;
Waldspitzmäuse sind keine Mäuse. Klein sind sie aber sehr wohl. 
Bild: javier lazaro/mpi für ornithologie

Nicht nur die Organe, selbst Knochen und Gehirn der winzigen Säugetiere bauen über die kalten Monate ab, wie Forscher des Max-Planck-Instituts für Ornithologie im bayerischen Seewiesen und im baden-württembergischen Radolfzell im Fachblatt «Current Biology» schreiben

«Die Schädelhöhe nahm im Winter um 15 Prozent, manchmal sogar bis maximal 20 Prozent ab, und im Frühjahr wieder bis zu 9 Prozent zu», erläuterte Javier Lazaro die Ergebnisse seiner Forschungsarbeit laut einer Mitteilung. Beim Körpergewicht bauten die Tiere zunächst fast ein Fünftel ab, im Frühjahr verdoppelten sie es wieder. 

Die lediglich rund zehn Gramm schweren Waldspitzmäuse sind daueraktiv und leben nur 13 Monate. Sie machen diesen Veränderungsprozess daher nur einmal durch. 

Röntgenaufnahme eines Waldspitzmaus-Schädels: Sommer (links), Winter (Mitte) sowie Sommer des folgenden Jahres (rechts).&nbsp;
Röntgenaufnahme eines Waldspitzmaus-Schädels: Sommer (links), Winter (Mitte) sowie Sommer des folgenden Jahres (rechts). 
Bild: javier lazaro/mpi für ornithologie

Kleinere Oberfläche = weniger Energieverlust

Die Autoren der Studie interpretieren das Phänomen des Schrumpfens als bisher unbekannte Strategie von Tieren mit einem hohen Stoffwechsel, den Nahrungsmangel und die niedrigeren Temperaturen im Winter zu überleben. 

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«Normalerweise sind Tiere in kälteren Zonen grösser», sagte eine Koautorin der Studie, Dina Dechmann. Dadurch ist ihre Oberfläche im Verhältnis zu ihrem Volumen kleiner und sie verlieren weniger Wärme. «Die Spitzmaus hingegen hat eine im Verhältnis zum Volumen grosse Oberfläche und könnte durch das Schrumpfen überlebenswichtige Energie sparen.» 

Die Forscher fingen an die 100 Waldspitzmäuse und statteten sie mit reiskorngrossen elektronischen Chips aus, wie sie auch für Haustiere zur Identifikation verwendet werden. Alle Mäuse wurden geröntgt, um ihre Schädel zu vermessen, und anschliessend wieder in die Freiheit entlassen. In regelmässigen Aktionen konnte rund ein Drittel der Tiere einmal oder mehrmals wieder gefangen und erneut geröntgt werden. 

Der Energiebedarf der winzigen Säuger ist so hoch, dass sie bereits nach wenigen Stunden ohne Nahrung verhungern.&nbsp;
Der Energiebedarf der winzigen Säuger ist so hoch, dass sie bereits nach wenigen Stunden ohne Nahrung verhungern. 
Bild: MPI f. Ornithologie/ J. Lazaro

Keine Maus

Waldspitzmäuse haben ihren Namen nur wegen ihrer Körperform, wie das Max-Planck-Institut mitteilte. Tatsächlich sind sie eng mit Maulwurf und Igel verwandt. 

Der Energiebedarf einer Spitzmaus ist so hoch, dass sie verhungert, wenn sie zwei bis drei Stunden keine Nahrung findet. Im Sommer fressen die Tiere Würmer und Larven, im Winter Insekten und Spinnen.

(sda/dpa)

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Dein Hund weiss genau, warum er dich so anblickt

Was Herrchen und Frauchen schon lange ahnen, haben Forscher wissenschaftlich untermauert: Hunde können möglicherweise ihre Mimik – darunter den sprichwörtlichen «Dackelblick» – gezielt zu Kommunikationszwecken einsetzen. 

Auch dieser Jack Russell Terrier beherrscht den «Dackelblick».&nbsp;
Auch dieser Jack Russell Terrier beherrscht den «Dackelblick». 
Bild: Shutterstock

Die Biologin Juliane Kaminski von der Universität Portsmouth und ihr Team hatten Experimente mit insgesamt 24 Familienhunden verschiedener Rassen gemacht. Dabei zeigten die Vierbeiner mehr Gesichtsausdrücke, insbesondere den Hundeblick mit hoch gezogenen Augenbrauen, wenn sie die direkte Aufmerksamkeit eines Menschen hatten. Derartige mimische Ausdrücke könnten demnach gezielte Kommunikationsversuche der Tiere sein, schlussfolgern die Forscher im Fachblatt «Scientific Reports»

Fast alle Säugetiere produzieren Gesichtsausdrücke. Bislang ging man eher davon aus, dass die tierische Mimik – egal wie expressiv sie teilweise ist – unfreiwilliger Ausdruck eines emotionalen Zustandes ist, und kein absichtlicher Versuch der Kommunikation. Lediglich bei Primaten wie Orang-Utans wurde beobachtet, dass ihre Mimik durch die Anwesenheit eines Publikums beeinflusst wird. 

Hunde, die ihren Kopf schief halten

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Hunde, die ihren Kopf schief halten
quelle: shutterstock
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Ergebnis des Zusammenlebens?

Das Team um Kaminski untersuchte nun, ob die Mimik von Hunden (Canis familiaris) von der Aufmerksamkeit eines Menschen abhängt. Der gezielte Einsatz des «Dackelblicks» könnte evolutionäres Ergebnis des langen Zusammenlebens von Mensch und Hund sein. 

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Diese 17 genialen Comics zeigen haargenau, wie es ist einen Hund zu haben

Im Experiment konfrontierten die Wissenschaftler die Familienhunde mit vier verschiedenen Situationen: Zum einen wendete sich ihnen ein Mensch mit und ohne Leckerli zu, zum anderen kehrte er ihnen mit und ohne Futter den Rücken. In jeder dieser vier Situationen wurde der jeweilige Gesichtsausdruck der Hunde gefilmt. 

Die Versuchsanordnung: A) aufmerksam mit Leckerli, B) aufmerksam ohne Leckerli, C) nicht aufmerksam mit Leckerli und D) nicht aufmerksam ohne Leckerli.&nbsp;
Die Versuchsanordnung: A) aufmerksam mit Leckerli, B) aufmerksam ohne Leckerli, C) nicht aufmerksam mit Leckerli und D) nicht aufmerksam ohne Leckerli. 

Das Ergebnis: Die Hunde zeigten wesentlich mehr mimische Bewegungen, wenn ein Mensch sich ihnen zuwandte. Die An- oder Abwesenheit eines Leckerlis spielte dabei überraschenderweise keine Rolle, so die Beobachtung der Forscher. 

«Wir können also davon ausgehen, dass die Produktion von Gesichtsausdrücken bei Hunden von der Aufmerksamkeit ihres Publikums abhängt und nicht davon, ob der Hund einfach aufgeregt ist», sagte Kamininski laut einer Mitteilung ihrer Universität. Die Studie lege nahe, dass die Mimik ein aktiver Kommunikationsversuch sei, nicht schlicht ein emotionaler Ausdruck. 

Hunde achten auf Aufmerksamkeit 

In einer früheren Studie hatte Kaminski bereits belegt, dass Hunde erkennen, wie aufmerksam Menschen gerade sind. So stibitzten sie in einem Versuch öfter Futter, wenn der Mensch sich wegdrehte oder die Augen schloss. Andere Untersuchungen hatten gezeigt, dass Hunde menschliche Emotionen anhand von Gesichtsausdrücken und Stimmen deuten können. 

Dennoch betonen die Autoren der aktuellen Studie, dass trotz dieser Beobachtungen nicht mit Gewissheit gesagt werden könne, ob die Hunde wirklich ein Verständnis für die individuellen Perspektiven ihres Gegenübers hätten. Alternativ könnte es sich auch einfach um ein gelerntes Verhalten handeln.

(sda/dpa)

Hunde nach Intelligenz: Die Top Ten

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Hunde nach Intelligenz: Die Top Ten
quelle: shutterstock
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Und nun zu etwas ganz anderem:

>> Riesige Lavahöhle auf dem Mond entdeckt – der perfekte Standort für eine Mondstation

Künstlerische Darstellung der Raumsonde «Selene» bei der Untersuchung der Lavahöhle.
Künstlerische Darstellung der Raumsonde «Selene» bei der Untersuchung der Lavahöhle.
Bild: JAXA/SELENE/Crescent/Akihiro Ikeshita

Der Hohlraum ist gigantisch: 50 km lang, möglicherweise bis zu einem Kilometer breit und hoch. Eine ganze Grossstadt könnte darin Platz finden – oder eine grosse Mondstation, die Astronauten Schutz vor der gefährlichen Strahlung und den starken Temperaturschwankungen auf der Mondoberfläche bieten würde. 

Ganz Philadelphia fände bequem in der Höhle Platz.&nbsp;
Ganz Philadelphia fände bequem in der Höhle Platz. 
Grafik: Purdue University/ David Blair

Entdeckt haben die Riesenhöhle auf unserem Trabanten japanische Astronomen der Raumfahrtbehörde JAXA gemeinsam mit US-Kollegen bei der Auswertung von Radardaten der Mondsonde «Selene». Sie stellten in der Region Marius Hills im Ozean der Stürme ein doppeltes Echo fest, was auf einen Hohlraum hinweist. 

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Von wegen staubtrocken: Der Mond ist überraschend nass – doch woher kommt das Wasser?

Vermutlich handelt es sich bei der Riesenhöhle, in der es womöglich auch vereiste Wasservorkommen gibt, um einen ehemaligen Lavatunnel. Er dürfte vor rund 3,5 Milliarden Jahren entstanden sein, als die gesamte Senke von Lava überflutet war. Lavatunnel – die es auch auf der Erde gibt, besonders auf Hawaii – bilden sich, wenn Lava an der Oberfläche erkaltet und erstarrt, darunter aber noch weiterfliesst. 

Die östlichen Marius Hills im Ozean der Stürme. Oben rechts ist der Marius-Krater zu erkennen.
Die östlichen Marius Hills im Ozean der Stürme. Oben rechts ist der Marius-Krater zu erkennen.
Bild: NASA/Lunar Orbiter 2

Wissenschaftler hatten an dieser Stelle bereits vor einiger Zeit ein 50 Meter grosses Loch entdeckt. Sie gingen davon aus, dass es sich um ein sogenanntes «Skylight» handelt, eine Öffnung in der Decke einer Lavahöhle. Erst jetzt aber sei die Existenz einer solchen Höhle bestätigt worden, erklärte Junichi Haruyama von der JAXA. 

Das 50 Meter grosse «Skylight» im Ozean der Stürme.&nbsp;
Das 50 Meter grosse «Skylight» im Ozean der Stürme. 
Bild: NASA/Goddard/ Arizona State University

«Wir haben die Höhle bisher noch nicht von innen gesehen», sagte er. Es sei aber davon auszugehen, «dass ihre Erforschung nähere Informationen liefern wird». Die Astronomen haben ihre Entdeckung im Fachblatt «Geophysical Research Letters» veröffentlicht

(dhr)

Und nun zu etwas ganz anderem:

>> «Allah»-Schriftzug auf Totenkleidern der Wikinger entdeckt

Die schwedische Wissenschaftlerin Annika Larsson hat eine überraschende Entdeckung gemacht: Auf Bestattungskleidern aus Wikingergräbern des neunten und zehnten Jahrhunderts fand sie Inschriften in kufischen Buchstaben

Totenkleider mit arabischen Schriftzeichen.&nbsp;
Totenkleider mit arabischen Schriftzeichen. 
Bild: The Swedish History Museum

Die Stoffreste waren bereits im 19. und 20. Jahrhundert in Birka und Gamla Uppsala gefunden worden. Stoff-Archäologin Larsson von der Universität Uppsala hatte zunächst nur ungewöhnliche Muster wahrgenommen, die in die Kleiderfragmente eingewebt waren. 

Dann erinnerte sie sich daran, dass sie ähnliche Muster aus dem maurischen Spanien kannte. Bei näherer Betrachtung stellte sich heraus, dass die mit Seide und Silberfaden gewobenen Muster die spiegelverkehrten Wörter «Allah» und «Ali» (Ali war Mohammeds Schwiegersohn und der vierte Kalif) bilden.  

Die Inschriften seien spiegelverkehrt, um Gebete von links nach rechts lesen zu können, mutmasste Larsson gegenüber der BBC. Die arabische Schrift wird üblicherweise von rechts nach links geschrieben und gelesen. Für Larsson ist der Fund ein Beweis dafür, dass die Bestattungs-Kleidung der Wikinger von islamischen Ideen beeinflusst wurde. 

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Wanderer findet 1200 Jahre altes Wikingerschwert

Frühere Ausgrabungen von Wikingergräbern ergaben, dass einige der dort Bestatteten aus Gegenden wie Persien stammten. Die Handelsbeziehungen der Wikinger mit dem Nahen Osten sind unter anderem durch zahlreiche Funde von muslimischen Münzen in Skandinavien belegt. Larssons Team will nun mit dem Universitätsinstitut für Immunologie, Genetik und Pathologie zusammenarbeiten, um die Herkunft der Leichen zu ermitteln, die mit dieser islamischen Kleidung bestattet wurden. 

Larssons Interpretation der Muster ist freilich nicht unumstritten. Judith Jesch, Professorin für Wikingerstudien an der Universität von Nottingham, beruft sich auf die Analyse von Webtechniken und weist darauf hin, dass die angeblichen kufischen Inschriften nicht auf den vorhandenen Mustern, sondern auf spekulativen Erweiterungen beruhten. 

(dhr)

Apropos Wikinger: Kochen, schmieden, kämpfen wie die Nordmänner

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Wikinger-Kurs: Kochen, schmieden, kämpfen
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Und nun zu etwas ganz anderem:

Für frische Fische: Neuer Sensor verknüpft Lebensmittel mit dem «Internet der Dinge»

Forscher der ETH Zürich haben einen biologisch abbaubaren Temperatursensor entwickelt, der keine schädlichen Materialien enthält. Das macht ihn geeignet für die Überwachung von Lebensmitteln wie Fisch oder Obst. 

Der Sensor haftet auch auf Fischhaut und würde helfen, die Frische einer Fracht zu überwachen.
Der Sensor haftet auch auf Fischhaut und würde helfen, die Frische einer Fracht zu überwachen.
Bild: Youtube/ETH

War die Ladung Fische beim Transport immer ausreichend gekühlt? Das liesse sich künftig vielleicht mit einem ungiftigen Temperatursensor überwachen, den Forschende der ETH Zürich um Giovanni Salvatore entwickelt haben. Von dieser Entwicklung berichteten sie unlängst im Fachblatt Advanced Functional Materials

Mikrosensoren enthalten normalerweise gesundheits- und umweltschädliche Edelmetalle, hiess es in einer Mitteilung der ETH. Für den Einsatz in direktem Kontakt mit Lebensmitteln zu deren Überwachung kämen sie daher nicht in Frage. 

«Mikrosensor: Biologisch abbaubar und für die Gesundheit unbedenklich.»

Ungiftige Komponenten

Anders der nur 16 Mikrometer dünne Temperatursensor von Salvatore und Kollegen: Er besteht aus einem extrem feinen, eng gewundenen Elektrodraht aus Magnesium, Silikondioxid und -nitrit, den die Wissenschaftler in ein kompostierbares Polymer aus Mais- und Kartoffelstärke einschweissten. Alle Komponenten sind damit abbaubar, biokompatibel und wasserlöslich. 

Funktionstüchtig bleibe der derzeitige Prototyp des Sensors nur einen Tag lang, hiess es weiter: In dieser Zeit dringt Wasser durch die Polymerhülle und löst den Draht auf. Für den Transport vieler gekühlter Lebensmittel dürfte das reichen. «Die Lebensdauer können wir durch die Polymerdicke aber relativ einfach anpassen», sagte Salvatore gemäss der Mitteilung. Das mache den Draht aber dicker und dadurch weniger flexibel. 

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Für die Energieversorgung und Datenübertragung müssen die Forscher ihren Mikrosensor derzeit noch über – ebenfalls biologisch abbaubare – Zinkkabel an eine Mikrobatterie und einen Mikroprozessor mit Sender anschliessen. Letztere sind wiederum nicht biologisch abbaubar. Fernziel wäre, auch diese Komponenten aus ungiftigen Materialien zu erzeugen und im Sensor zu integrieren, allerdings sei dafür noch viel Forschung nötig, räumen die Wissenschaftler ein. 

Kontinuierliche Überwachung

Dank Bluetooth-Übertragung an einen Computer liessen sich die Temperaturdaten eines Produkts kontinuierlich überwachen; über eine Distanz von etwa 10 bis 20 Meter. Auf ähnliche Weise könnte man auch andere Parameter erfassen, wie Druck, Gasentwicklung oder UV-Strahlung.