Ergründet und entdeckt

Urtier im Mini-Format

Kanadische Wissenschaftler haben mit Hilfe der ältesten bisher bekannten versteinerten Dinosaurier-Embryos ein Rätsel gelöst: Sie konnten erstmals zeigen, wie die Urtiere im Mini-Format im Inneren von Eiern heranwuchsen. Möglich wurde die neue Entdeckung durch Fossilienfunde in China. Die Knochen sind den Forschern zufolge 190 Millionen Jahre alt. Sie fanden sogar winzige Überreste von Eierschalen. Während ihrer Embryonalentwicklung hätten die Dinosaurier vermutlich in ihren Eiern herumgestrampelt. Durch die Bewegungen ihrer Muskeln stärkten sie ihre Knochen für das Leben nach dem Schlüpfen – genau, wie heutige Vogelembryos das auch machen. Die Ergebnisse würden das Verständnis von der Biologie dieser Tiere nachhaltig beeinflussen. Fossile Dinosaurier-Embryos sind den Forschern zufolge sehr selten. Fast alle bisher gefundenen Knochen stammten aus der Kreidezeit und seien damit viel jünger als die nun entdeckten Fossilien, die dem frühen Jura zugeordnet werden. Insgesamt untersuchten die Wissenschaftler rund 200 Knochen, die zu 20 Embryos gehörten. Vermutlich handele es sich um Knochen der Dinosaurier aus der Gruppe der Sauropodomorpha. Die innere Struktur der Knochen in den unterschiedlichen Entwicklungsstadien spräche dafür, dass die Dinosaurier im Ei sehr schnell gewachsen seien. Möglicherweise bedeute dies auch, dass die Sauropodomorpha im Vergleich zu anderen Tieren ihrer Zeit eine eher kurze Brutzeit gehabt hätten. Die Fähigkeit zum schnellen Wachstum blieb nach dem Schlüpfen offenbar erhalten. Das erkläre, warum die Tiere manchmal gigantisch groß wurden (Robert Reisz et al., University of Toronto Mississauga; DOI:10. 1038/nature11978; dpa 15.4.13).

„Fingerabdruck“ des Atems

Der Atem von Menschen weist einen charakteristischen „Fingerabdruck“ („Breath-Print“) auf. Das haben Wissenschaftler der ETH Zürich nachgewiesen. Diese Erkenntnis soll helfen, in Zukunft mit hochpräzisen Analysemethoden in der ausgeatmeten Luft von Patienten Krankheiten zu diagnostizieren. Die Forscher erhielten durch die Analyse Hinweise auf etwa hundert Atem-Komponenten. Identifizieren konnten sie z.B. Aceton, ein Abbauprodukt des Zuckerstoffwechsels. Von den meisten anderen Stoffen, die sie im Atem finden konnten, wussten die Wissenschaftler noch nicht, um welche Verbindungen es sich handelt. Dazu brauche es weitere Forschungsarbeit. Der nächste Schritt besteht den Forschern zufolge darin, mit derselben Technik charakteristische Fingerabdrücke von Krankheiten zu erkennen. Bei Lungenkrankheiten erwarten sie am ehesten, sog. Biomarker im Atem zu erkennen. Daher stünden diese Krankheiten zunächst im Zentrum der Forschungsaktivitäten. Das Ziel sei es, die Atemanalyse auf dieselbe Ebene zu bringen wie die etablierten Blut- und Urin-Untersuchungen. Ein Vorteil des Atem-Fingerabdrucks bestehe darin, dass er Sekunden nach der Probe vorliege. Darüber hinaus sei diese Methode im Gegensatz zu einer Blutentnahme nicht-invasiv. Damit sich die Methode in der Klinik durchsetzen könne, müssten die Instrumente verbessert werden. Die für die Analyse verwendeten, präzisen Massenspektrometer füllten derzeit noch ganze Labors (Renato Zenobi et al., DOI: 10.1371/journal. pone.0059909).

Krebs: Neue Risikogene entdeckt

Ein internationales Team von Krebsforschern aus mehr als 70 Institutionen weltweit hat insgesamt 49 neue genetische Risikofaktoren für Brustkrebs und acht neue genetische Risikofaktoren für Eierstockkrebs identifiziert. Die Wissenschaftler verglichen dazu das Vorkommen von mehr als 200.000 Erbgutvarianten bei mehr als 45.000 Brustkrebs-, über 9.000 Eierstockkrebspatientinnen und mehr als 60.000 gesunden Frauen. Die neu entdeckten Risikofaktoren seien über das ganze Erbgut verteilt, in der deutschen Bevölkerung weit verbreitet und vermittelten jeweils Risikoänderungen zwischen drei und 30 Prozent. Für diese Studie sei die Zahl bekannter genetischer Faktoren für diese beiden häufigen gynäkologischen Tumorerkrankungen mehr als verdoppelt worden (Peter A. Fasching et al., Universität Erlangen-Nürnberg).

„Nahezu perfektes Universum“

Das Weltraumteleskop „Planck“ hat sein erstes, vollständiges Bild des Universums geliefert. Es handelt sich um die detaillierteste Karte vom Echo des Urknalls. Die Himmelskarte der sog. Mikrowellen-Hintergrundstrahlung zeige ein „nahezu perfektes Universum“, sagte einer der beteiligten Wissenschaftler. Und noch eine Erkenntnis brachte „Planck“: Das All ist älter als bisher angenommen. Die Forscher errechneten anhand der neuesten Daten ein Alter von 13,82 Milliarden Jahren (statt 13,7 Milliarden Jahren). Das Weltraumteleskop „Planck“ war vor vier Jahren gestartet mit dem Ziel, eine den gesamten Himmel erfassende Aufnahme zu machen. Das erste Bild hatte die Esa 2010 präsentiert. Nun sei es den Wissenschaftlern gelungen, die hellen Emissionen im Vordergrund herauszufiltern, die den Blick auf das erste Licht des Universums bisher verstellt hatten. Die Karte der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung bestätigt den Forschern zufolge das Standardmodell der Kosmologie und legt dessen Parameter sehr genau fest. Allerdings entdeckten die Wissenschaftler auch einige Anomalien, die darauf hindeuteten, dass das Standardmodell noch nicht in allen Aspekten verstanden worden ist (dpa, 25.3.13; Foto: ESA/Planck Collaboration).

Entwicklung von Kindern

Im Durchschnitt machen Kinder im Alter von zwölf Monaten ihre ersten selbstständigen Schritte. Kinder, die früher zu gehen beginnen, sind später weder intelligenter noch motorisch geschickter. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler vom Kinderspital Zürich und der Universität Lausanne. Ihre Langzeit-Untersuchung mit 119 Jungen und 103 Mädchen hatte ergeben, dass die Kinder im Alter zwischen etwas weniger als vier und 13 Monaten – im Durchschnitt im Alter von 6,5 Monaten – erstmals aufrecht sitzen. Zu gehen beginnen sie im Alter zwischen 8,5 und 20 Monaten – im Schnitt mit zwölf Monaten. Die Streuung ist den Forschern zufolge beträchtlich. Einen Zusammenhang zwischen dem Alter, in dem die Kinder diese motorischen Meilensteine erreichten, und den Leistungen, die die Kinder im Alter zwischen sieben und 18 Jahren in Bewegungs- und Intelligenztests erbrächten, hätten die Forscher nicht gefunden. Daher raten sie zu mehr Gelassenheit. Allerdings bedeuteten die Ergebnisse nicht, dass auf das Alter bei den ersten Schritten nicht mehr zu achten sei. Wenn ein Kind nach 20 Monaten noch nicht selbstständig gehe, seien weitergehende medizinische Abklärungen angezeigt (Oskar G. Jenni et al., DOI: 10. 1111/apa.12129).

Laserscanner für Straßenschäden

Fraunhofer-Wissenschaftler haben einen Laserscanner zum Abtasten der Asphaltdecke von Straßen entwickelt. Damit sollen Unebenheiten schneller entdeckt werden. Schäden an Asphalt und Beton zu erfassen ist nach Angaben der Wissenschaftler bisher umständlich und auch teuer. Der neue Laserscanner hat die Größe eines Schuhkartons und ist in drei Metern Höhe an einem Messfahrzeug befestigt. In seinem Innern rotiert ein achtseitiger Spiegelkörper, der den Laserstrahl quer zur Fahrtrichtung über die Straße lenkt. Das Signal wird vom Asphalt zurück auf den Scanner reflektiert und trifft dort auf einen speziellen Detektorchip. Aus der Laufzeit des Laserlichts lasse sich dann die Distanz zwischen Scanner und Straßenoberfläche bestimmen. Die Genauigkeit liege dabei zwischen 0,15 und 0,3 Millimeter. 15.000 Kilometer Autobahnen und Bundesstraßen habe der Scanner bereits untersucht. Das deutsche Straßennetz umfasst nach Fraunhofer-Angaben rund 626.000 Kilometer. Durchschnittlich halte eine Straße 30 Jahre lang. Ihre Asphaltdecke komme aber oft nur auf zwölf Jahre Lebensdauer (Alexander Reiterer et al.; dpa, 8.4.13).