Forschung
07 | Juli 2017 Artikel versenden Artikel drucken

Ergründet und entdeckt

Vera Müller

Der moderne Mensch ist älter als angenommen

Die Anfänge der Menschheit reichen viel weiter zurück als bislang bekannt. Ein internationales Team unter deutscher Leitung hat bei archäologischen Ausgrabungen in Jebel Irhoud (Marokko) fossile Knochen des Homo sapiens entdeckt. Die Funde seien rund 300.000 Jahre alt und damit 100.000 Jahre älter als die bis dato ältesten Homo sapiens-Funde in Äthiopien. Als bislang ältester Beleg für den Homo sapiens galten Funde aus Omo Kibish (195.000 Jahre alt) und Herto (160.000 Jahre alt). Die meisten Forscher seien deshalb davon ausgegangen, dass alle heute lebenden Menschen von einer Population abstammten, die vor etwa 200.000 Jahren in Ostafrika gelebt hätte. Die Daten zeigten jedoch, dass sich Homo sapiens bereits vor etwa 300.000 Jahren über den gesamten Kontinent ausgebreitet habe. Die Wissenschaftler untersuchten insgesamt 22 versteinerte Überreste von Knochen, Schädeln, Kiefern und Zähnen, die von mindestens fünf Menschen stammten. Das Gesicht des frühen Homo sapiens war demnach damals schon voll ausgeprägt. Dagegen sei der Hinterkopf deutlich länger und ähnelte eher älteren Vertretern der Gattung Homo. Das bedeute, dass sich die Form des Gesichtsknochens bereits zu Beginn der Evolution unserer Art entwickelt habe. Die Evolution der Form und möglicherweise auch der Funktion des Gehirns hätte allerdings innerhalb Homo sapiens stattgefunden. Die Gestalt und das Alter der Fossilien aus Jebel Irhoud bestätigten auch die Interpretation eines bis jetzt rätselhaften Schädelfragments (260.000 Jahre alt) aus Florisbad, Südafrika, als frühen Vertreter des Homo sapiens. Bei den Grabungen fanden die Forscher auch zahlreiche Tierknochen und Werkzeuge, die bei der Datierung der Funde halfen.
Jean-Jacques Hublin, Abdelouahed Ben-Ncer et al., DOI: 10.1038/nature22336, MPI für evolutionäre Anthropologie Leipzig

Haftmechanismen von Zecken

Wie es den Zecken gelingt, sich an ihren menschlichen und tierischen Opfern möglichst gut festmachen zu können, haben Wissenschaftler der TU Dresden und der Universität zu Kiel untersucht. Anhand morphologischer Details und Haftkraftexperimenten gelang es ihnen, die Funktion der Zeckenfüße zu bestimmen. Demnach besitzen Zecken ein Haftpad zwischen ihren Krallen, mit dem sie sehr gut auf ebenen Substraten wie Haut und Glas haften. Überrascht zeigten sich die Forscher davon, dass nicht nur das Haftkissen, sondern auch die transparenten Krallen fast vollständig mit dem elastischen Protein Resilin gefüllt gewesen waren. Je nach Situation und benötigter Kraft könne das Haftkissen auf- und zugefaltet werden, ähnlich wie bei einer Ziehharmonika. Eine haftvermittelnde Flüssigkeit verleihe dem Pad zusätzlichen Halt. Die Krallen ermöglichten das Verhaken mit rauen Oberflächen und Haaren. Auf dem Boden oder auf verunreinigten Oberflächen klappten die Zecken ihre Füße zurück und liefen auf dem Fußgelenk. Weibliche Zecken besitzen den Forschern zufolge größere Klauen und Pads als ihre männlichen Artgenossen. Letztere hielten sich ausgenommen vom Paarungsakt kaum auf Wirten auf. Dementsprechend seien ihre Füße auch kleiner und hafteten weniger. Mit einer Kraft, die mehr als das 500-fache des eigenen Körpergewichts betrage, könnten sich Weibchen an glatten Glasoberflächen festhalten. Dieser Sicherheitsfaktor mache sich während des Blutsaugens bezahlt, wobei ihr Körpergewicht um das 135-fache zunehmen könne. Die Experimente der Forscher zeigten allerdings auch, dass manchen Materialien selbst Zecken nicht standhielten: auf Silikonabdrücken der Haut und auf mikro-rauen Kunstharzoberflächen sei die Haftkraft deutlich geringer. Das könne Ansätze liefern für die Entwicklung abweisender Materialien oder Cremes mit Mikropartikeln.
Dagmar Voigt/Stanislav Gorb, DOI: 10.1242/jeb.152942

„Recrearis“

Auch wenn bislang mit der „De-Extinction“ genannten Technik keine ausgestorbenen Arten wie etwa Mammuts, Wandertaube oder Auerochse genetisch wiederhergestellt werden konnten, wird diese Möglichkeit als ein Ausweg diskutiert. Umweltjuristen und Biogeographen der Universität Trier haben nun die juristischen Konsequenzen bei der Benennung dieser gentechnisch nachgebauten Organismen beleuchtet. Demnach würde die genetische Wiederherstellung von Arten nur ungenaue Kopien der genetischen Vorlage sein. Dies beruhe zum einen darauf, dass in den meisten Fällen auch genetische Informationen einer Wirtsart verwendet werden müssten, aber auch darauf, dass bestimmte Merkmale wie z.B. das erlernte Verhalten sich nicht in den Genen der Arten wiederspiegelten. Da die meisten Naturschutzgesetze mit Listen von Artnamen verknüpft seien, sei die Benennung der wiederhergestellten Arten von besonderer Bedeutung für ihre rechtliche Einstufung. So würde man eine wiederhergestellte Art eventuell automatisch schützen, sollte sich ihr Name in einer der Listen zu Naturschutzgesetzen befinden. Daher empfehlen die Experten, die künstlich erschaffenen Arten mit einem eigenen Namen zu versehen und diese klar als künstliche Produkte zu kennzeichnen (durch den Zusatz „recr“ für „recrearis“). Diese Kennzeichnung würde juristische Unsicherheiten beseitigen und auch den praktischen Umgang mit solchen Organismen erleichtern. Zudem würde aufgrund der gentechnischen Entstehung solcher Arten eine Ansiedlung in Europa dem Gentechnikrecht und damit deutlich strengeren Auflagen unterliegen.
Norman Wagner et al., DOI: 10.1126/science.aal4012

Hochpräzise Kartierung

Wissenschaftler der TU München und des Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrums (DLR) haben große Städte der Erde so genau vermessen wie nie zuvor. Mit einem neuen Verfahren lassen sich demnach potenzielle Gefahren wie z.B. Senkungen des Untergrunds, die zum Einsturz von Gebäuden, Brücken, Tunneln und Staudämmen führen können, frühzeitig erkennen. Die Daten für das detaillierte Bild der Städte liefere der Radarsatellit TerraSAR-X. Seit 2007 umkreise er die Erde in einer Höhe von etwa 500 Kilometern, sende Mikrowellenimpulse zur Erde und fange deren Echo wieder auf. Für die Großstädte Berlin, Las Vegas, Paris und Washington, D.C. haben die Wissenschaftler bereits hochpräzise 3D-Modelle errechnet. Mit zusätzlichen Compressive Sensing-Methoden verbesserte sich die Auflösung um das 15fache; auf diese Weise errechnete der Computer drei Millionen Messpunkte pro Quadratkilometer, den Wissenschaftlern zufolge ein Weltrekord. Auch die vierte Dimension konnten die Forscher sichtbar machen, da die verwendeten Radarbilder zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen wurden. Das so entstandene 4D-Modell zeige kleinste Veränderungen mit einer Genauigkeit eines Bruchteils der Radarwellenlänge. So ließen sich z.B. die thermische Ausdehnung von Gebäuden im Sommer oder Deformationen, die durch eine Senkung des Untergrunds verursacht würden, mit einer Präzision von ca. einem Millimeter pro Jahr erfassen.
Xiaoxiang Zhu et al., DOI: 10.1109/TGRS.2016.2554563

Stresshormone im Fruchtwasser

Ist die Mutter über längere Zeit in der Schwangerschaft gestresst, steigen die Konzentrationen von Stresshormonen im Fruchtwasser an. Zu diesem Ergebnis kommt ein interdisziplinäres Wissenschaftlerteam der Universität Zürich und des MPI für Psychiatrie München. Dadurch könne sich das Risiko für das ungeborene Kind erhöhen, später eine psychische oder körperliche Erkrankung zu entwickeln. Bei Stress schüttet der menschliche Körper Hormone wie das sog. Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH) aus, das in der Folge das Stresshormon Cortisol ansteigen lässt. Dieser Mechanismus bleibe auch in der Schwangerschaft bestehen, und die Plazenta, die den Fetus mit Nährstoffen versorge, könne das Stresshormon CRH ebenfalls freisetzen. Dadurch gelange es in kleiner Menge in den fetalen Kreislauf und ins Fruchtwasser. Aus Tierstudien sei bekannt, dass Stresshormone die Entwicklung der Ungeborenen ankurbeln könnten: Sie würden verstärkt ausgeschüttet, wenn die Wachstumsbedingungen im Mutterleib ungünstig seien. Dadurch sollen die Überlebenschancen angesichts einer zu frühen Geburt erhöht werden. Unter Umständen könne dies auch negative Folgen haben: Werde das Wachstum zu sehr beschleunigt, könne dies auf Kosten einer ausdifferenzierten Reifung der Organe geschehen. Eine kurzandauernde Belastungssituation scheine sich hingegen nicht zwingend ungünstig auf die Entwicklung des Ungeborenen auszuwirken.
Universität Zürich; Ulrike Ehlert et al., DOI: 10.1080/10253890.2017. 1312336


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