Forschung
07 | Juli 2015 Artikel versenden Artikel drucken

Ergründet und entdeckt

Vera Müller

Biologische Homogenisierung

Die globale Verschleppung von Arten führt zum Zusammenbruch von eigenständigen, über viele Millionen Jahre entstandenen Verbreitungsmustern. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam. Mit dem globalen Handel wurden Pflanzen- und Tierarten über Kontinente hinweg verschleppt, andere Arten wurden absichtlich ausgesetzt. Dieser Prozess hat den Forschern zufolge in den letzten Jahrzehnten massiv zugenommen und allein in Österreich zu 1.100 neu angesiedelten Pflanzen- und 600 neuen Tierarten, sog. Neobiota, geführt. So kämen heute z.B. in Österreich Waschbären aus Nordamerika vor, während in Aus­tra­lien Kamele und europäische Kaninchen wild lebten. Die Forscher analysierten die Folgen der Verschleppung von Neobiota auf die klassischen globalen Verbreitungsmuster. Am Beispiel von Schnecken untersuchten sie, wie sich die Ähnlichkeit in der Artenzusammensetzung zwischen 56 Ländern und Inseln durch menschliche Verschleppung von Arten geändert hat. Die Ergebnisse überraschten die Wissenschaftler: Während die ursprüngliche Verbreitung der Schneckenarten die bekannten Ausbreitungsgrenzen und damit klassische biogeographische Regionen widerspiegelte, galt dies für die Verbreitung vom Menschen verschleppter Schnecken überhaupt nicht mehr. Deren Verbreitung wurde fast ausschließlich vom Klima bestimmt. Daher wiesen sogar so weit voneinander entfernte, klimatisch aber ähnliche Regionen wie Österreich und Neuseeland eine sehr ähnliche Artengemeinschaft von verschleppten Schnecken auf. Es sei sehr wahrscheinlich, dass diese Erkenntnisse auch für andere Tier- und Pflanzengruppen zuträfen. Artengemeinschaften würden sich in ihrer Zusammensetzung weltweit rapide ändern und immer ähnlicher werden. Diese „biologische Homogenisierung“ könnte weitreichende Konsequenzen haben, warnen die Forscher. Während manche Arten durch den Menschen weltweit verschleppt würden, gerieten viele andere Arten aufgrund der Ansiedlung von Neobiota immer stärker unter Druck.
Capinha, Essl et al., Universität Wien, DOI: 10.1126/science.aaa 8913

Krebsschmerz

Wie Krebsschmerz seinen Anfang nimmt, haben Wissenschaftler des Universitätsklinikums Heidelberg herausgefunden. Besonders Patienten mit Krebsabsiedlungen im Knochen oder bestimmten Tumoren der Bauchspeicheldrüse leiden unter dem Krebsschmerz. Schütten Tumore bestimmte Botenstoffe aus, um das Wachstum neuer Blutgefäße in ihrer Umgebung anzuregen, reagieren benachbarte Nervenzellen empfindlich. Das macht sie übersensibel für Schmerzreize. Der Sensor für diese Botenstoffe ist ein sog. Rezeptorprotein (VEGF-Rezeptor 1), das zwar schon länger bekannt ist, über dessen genaue Funktion bisher wenig bekannt war. Es kommt in Blutgefäßen und Nervenendigungen vor. Wurde es im Tierexperiment blockiert, linderte das die Tumorschmerzen.
Deepitha Selvaraj et al., DOI:?10.1016/j.ccell.2015.04.017

Philae

Am 13. Juni 2015 hat sich der Landeroboter „Philae“ aus seinem Winterschlaf zurückgemeldet. Wie das DLR mitteilte, hat der Landeroboter über 300 Datenpakete zur Erde gesendet, weitere 8 000 stecken noch in Philaes Speichermedien. Philae ginge es sehr gut: Er habe eine Betriebstemperatur von minus 35 Grad Celsius und verfüge über 24 Watt, der Lander sei somit betriebsbereit. Die Wissenschaftler warten nun auf den nächsten Kontakt. Philae hatte sich am 15. November 2014 um 1.15 Uhr abgeschaltet, nachdem er etwa 60 Stunden auf dem Kometen in Betrieb war. Seit dem 12. März 2015 war immer wieder die Kommunikationseinheit auf dem Orbiter Rosetta eingeschaltet, um den Lander zu rufen und seine Antwort zu empfangen.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Starke Zähne

Einem interdisziplinären Team um Forscher der Charité-Universitätsmedizin Berlin ist es gelungen, die Biostruktur der Zahnsubstanz Dentin und deren innere Mechanismen zu entschlüsseln. Anders als Knochen kann Dentin Risse oder Brüche weder reparieren noch heilen. Es gilt allerdings als eines der beständigsten organischen Materialien. Bei der Analyse der Nanostrukturen von Dentin zeigte sich, dass mineralische Nanopartikel in ein dichtes Netz aus Kollagenfasern eingebettet sind. Ziehen sich diese Strukturen zusammen, werden die Mineralteilchen komprimiert. Die dabei entstehenden inneren Spannungen erhöhen die Belastbarkeit der Biostruktur. In weiteren Experimenten zeigte sich, dass die Verbindung zwischen Mineralpartikeln und Kollagenfasern durch Erhitzen geschwächt wird, wobei die Belastbarkeit von Dentin abnimmt. Die Erkenntnisse erklärten auch, warum künstlicher Zahnersatz weniger belastbar sei als gesunde Zahnsubstanz: Die keramischen Materialien seien zu „passiv“ gegenüber Belastung, da ihnen die inneren Mechanismen fehlten, die der natürlichen Zahnsubstanz zu Stabilität verhelfen.
Paul Zaslansky et al., DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b00143

Alzheimer und Musik

Im Vergleich zu anderen Teilen des Gedächtnisses bleibt das Langzeit-Musikgedächtnis von Alzheimer-Patienten oftmals erstaunlich lange intakt und funktionsfähig. Einem internationalen Forscherteam ist es nun gelungen, mittels einer Studie erstmals das Musikgedächtnis zu lokalisieren und zu zeigen, dass dieses Gehirn­areal weniger Nervenzellen verliert als das übrige Gehirn. Auch der Stoffwechsel sinkt nicht so stark ab. Das Ausmaß der Amyloidablagerungen sei zwar ähnlich wie in anderen Gehirngebieten, führe aber nicht zu den sonst damit einhergehenden weiteren Entwicklungsstufen der Krankheit. Für die Langzeit-Musik-Erinnerung konnten die Forscher ein Gebiet in der sog. supplementär-motorischen Hirnrinde identifizieren – einen Bereich, der bei Bewegungen eine Rolle spielt. Nicht wie bisher vermutet seien die Temporallappen der Großhirnrinde essentiell für die Musikerinnerung, sondern vielmehr Bereiche, die mit komplexen motorischen Abläufen assoziiert seien. Außerdem unterstützt den Forschern zufolge dieser Befund eine Vermutung, die bereits im Zusammenhang mit anderen Studien angestellt worden war. Hier hatte man eine erhöhte Netzwerkverbindung zwischen dem vorderen Gyrus cinguli und anderen Knotenpunkten bei Alzheimerpatienten beobachtet. Das lege nahe, dass diesem Gehirnbereich überdies noch spezielle kompensatorische Funktionen bei fortschreitender Krankheit zukommen.
Jörn-Henrik Jacobsen et al., MPI für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig/Universität Amsterdam/INSERM Caen

Koffein gegen Stress

Koffein kann die Folgen von chronischem Stress lindern, das haben Wissenschaftler der portugiesischen Universität Coimbra und der Universität Bonn herausgefunden. Insbesondere verbesserte sich durch die Koffeingaben die Gedächtnisleistung der Tiere. Die Wissenschaftler behandelten Mäuse, die mehrere Wochen unter Stresssymptomen litten, mit Koffein oder einem synthetischen Wirkstoff, der – ähnlich wie das Koffein, aber viel stärker und mit hoher Spezifität – den Adenosinrezeptor „A2A“ blockiert. Bei Stress wird dieser Rezeptor im Gehirn hochreguliert und führt zu entsprechenden Symptomen. Für die Stress-Studie entwickelten die Forscher die synthetische Substanz, die dem Koffein sehr ähnlich ist, aber weniger Nebenwirkungen hat. Sie blockiere ausschließlich die A2A-Rezeptoren, wirke deutlich stärker als das Koffein und entfalte bereits in geringerer Dosierung ihren Effekt.
Müller et al., DOI: 10.1073/pnas.1423088112


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