WWWW vom 25.7.2016: Wasserspaltung und Ozeanversauerung

Stahl als Katalysator

Die elektrokatalytische Wasserspaltung gehört zu den Zukunftstechnologien einer umweltfreunlichen und preisgünstigen Energiegewinnung. Vor allem wegen der trägen Oxidationsreaktion zu Sauerstoff liegt eine industrielle Anwendung jedoch noch in weiter Ferne. In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellen chinesische Wissenschaftler eine Möglichkeit vor, anstelle der derzeit verwendeten teuren Schwermetalloxide künstlich korrodierten Edelstahl als Elektrokatalysator zu verwenden. Dieser ist hochaktiv für die Sauerstoffentwicklung und könnte sie sich als eine überraschend einfache Option zur Lösung eines lange bekannten Problems erweisen.

Autor: Xinbo Zhang, Changchun Institute of Applied Chemistry (CIAC), Chinese Academy of Sciences (China), http://energy.ciac.jl.cn/

Elektromagnetische Felder sichtbar machen

Elektromagnetische Felder sind der Motor unserer Elektronik. Sie verändern sich rasend schnell, sind unsichtbar und damit schwer zu fassen. Eine bessere Kenntnis dieser Felder in elektronischen Bauteilen, wie etwa Transistoren, ist allerdings notwendig, bevor die Elektronik der Zukunft Realität werden kann. Einen wichtigen Meilenstein dorthin haben nun die Ultrakurzzeitphysiker vom Labor für Attosekundenphysik (LAP) der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik (MPQ) erreicht. Sie haben ein Elektronenmikroskop gebaut, mit dem sie elektromagnetische Felder sichtbar machen und deren ultraschnelle Veränderungen aufzeichnen können.
A. Ryabov and P. Baum
Electron microscopy of electromagnetic waveforms
Science, 22. Juli 2016, Vol. 353 Issue 6297; doi: 10.1126/science.aaf8589

Zika: Nach Rio oder nicht?

Original Title: AA_0099sRGB.tif
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Im Juni hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) beschlossen, dass die Olympischen Spiele in Rio de Janeiro trotz der Zika-Viren stattfinden können. Das Risiko einer weiteren internationalen Ausbreitung sei gering. Die Viren stehen im Verdacht, bei Schwangeren das Ungeborene zu schädigen und eine Fehlbildung des Gehirns auszulösen. Experten am Deutschen Zentrum für Infektionsforschung (DZIF), Prof. Christian Drosten und Prof. Jan Felix Drexler, Universität Bonn, bewerten die Situation.

Muskeln bei der Arbeit zusehen

Bereits zwanzig Meter vor der Ziellinie breitet Usain Bolt jubelnd die Arme aus und drosselte damit sein Tempo: Mit angezogener Handbremse läuft er 2009 in Berlin mit 9,58 Sekunden schneller als ein Mensch zuvor. Er erreicht dabei eine Höchstgeschwindigkeit von fast 45 Kilometern pro Stunde. Auch bei der kommenden Olympiade in Rio de Janeiro könnten wieder Rekorde purzeln. Mitentscheidend für den Erfolg ist dabei der Aufbau der Muskelzellen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Physiologie in Dortmund haben Muskelproteine analysiert und den Molekülen mit bislang unerreichter Genauigkeit bei der Arbeit zugesehen.

Originalpublikation:
Julian von der Ecken, Sarah M. Heissler, Salma Pathan-Chhatbar, Dietmar J. Manstein & Stefan Raunser
Cryo-EM structure of a human cytoplasmic actomyosin complex at near-atomic resolution.
Nature (doi:10.1038/nature18295)

Und dann noch ein Gastbeitrag von Marie Heidenreich von FONA. Das steht Forschung für Nachhaltige Entwicklung erarbeitet Entscheidungsgrundlagen für zukunftsorientiertes Handeln und liefert innovative Lösungen für eine nachhaltige Gesellschaft. Mit dem nunmehr dritten Rahmenprogramm (FONA³) wird diese Nachhaltigkeitsforschung in Deutschland vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt. Sie spricht über die Ozeanversauerung.

WWWW vom 18.7.2016: Ackerschmalwand und freier Wille

Genome der Modellpflanze

Ein internationales Wissenschafter-Team, darunter auch Prof. Dr. Detlef Weigel vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, hat die gesamten Genome und Epigenome von mehr als 1.000 Pflanzen von Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) sequenziert. Die Pflanzen dafür wurden in unterschiedlichen geografischen Regionen gesammelt. Die Sammlung von 1.001 Genomen und 1.001 Epigenomen beleuchtet nicht nur neue Aspekte der Evolutionsgeschichte, sondern liefert auch ein umfassendes Bild der Interaktion zwischen genetischen und epigenetischen Varianten dieser wichtigen Modellpflanze.

Good News: Wir haben doch einen freien Willen

Wie frei sind wir in unserem Tun? Sind unsere Handlungen schon lange vor der bewussten Entscheidung im Gehirn angelegt? Das Libet-Experiment aus dem Jahr 1984, das diese Schlüsse nahelegt, gilt bis heute als wichtigstes Experiment zum freien Willen. Nun präsentiert ein Team um Wissenschaftler des Universitätsklinikums Freiburg eine alternative Erklärung für das Experiment und stellt damit klar: freier Wille und bisherige neurobiologische Experimente widersprechen sich nicht.
Originaltitel der Studie: ‘Catching the Waves’ − Slow Cortical Potentials as Moderator of Voluntary Action
DOI: 10.1016/j.neubiorev.2016.06.023

Frühe Bauern zog es eher in den Osten

Eine der ersten steinzeitlichen Kulturen, die Ackerbau betrieben, lebte im Zagrosgebirge, einer Region im heutigen Iran, die im östlichen Teil des Fruchtbaren Halbmondes liegt. Diese bislang unbekannte Bauernpopulation gehört jedoch nicht zu den Vorfahren der ersten Bauern Europas und ebenso wenig zu den Ahnen moderner Europäer. Allerdings zählen diese Steinzeitmenschen aus dem Zagrosgebirge zu den Vorfahren der meisten modernen Südasiaten.
Farnaz Broushaki et al.
Early Neolithic genomes from the eastern Fertile Crescent
Science, 14. Juli 2016
DOI: 10.1126/science.aaf7943

Wie eine Caldera entsteht

Der Ausbruch des isländischen Vulkans Bárdarbunga war der stärkste seit mehr als 240 Jahren in Europa. Das Loch, das er hinterließ – die so genannte Caldera –, ist der größte Caldera-Einbruch, der je direkt beobachtet wurde. Und die Eruption wurde so genau untersucht wie kein anderer Ausbruch je zuvor.
Titel der Studie:
Gudmundsson, Magnus T. et al.: Gradual caldera collapse at Bárdarbunga volcano, Iceland, regulated by lateral magma outflow. Science, 15. Juli 2016

WWWW vom 11.7.2016: Fledermaussterben, Dreifachstern-System und Kulturdatenbank

Online 1400 Kulturen vergleichen

D-PLACE – eine neue open-access Datenbank – vereint einen bislang weit verstreuten Bestand an Informationen zur Geographie, Sprache, Kultur und Ökologie von mehr als 1400 menschlichen Gesellschaften (kulturellen Gruppen) und eröffnet vollkommen neue Möglichkeiten für interkulturelle Analysen.

Natur liefert Vorlage um Implantate sicherer zu machen

Die Zahl der medizinischen Implantate wächst. Allein in Deutschland werden Jahr für Jahr fast eine viertel Million Hüftendoprothesen und zehntausende von Blutgefäßprothesen implantiert. Was den Betroffenen auf der einen Seite ein Plus an Lebensqualität beschert, birgt auf der anderen Seite jedoch nach wie vor Risiken. Medizinische Implantate sicherer zu machen, ist ein Ziel des Materialwissenschaftlers Jandt und seines Teams, dem die Forscher nun mit zwei aktuellen Studien einen Schritt nähergekommen sind.

Original-Publikationen:
Pham TT et al. Hemodynamic aspects of reduced platelet adhesion on bioinspired microstructured surfaces. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (2016) doi:10.1016/j.colsurfb.2016.05.022;
Lüdecke C et al. Nanorough titanium surfaces reduce adhesion of Escherichia coli and Staphylococcus aureus via nano adhesion points. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces (2016) doi:10.1016/j.colsurfb.2016.05.049

Studie soll helfen, Schlagopferzahlen bei Fledermäusen zu senken

fledermaus
Vor allem weibliche Fledermäuse scheinen im Frühsommer regelrecht von Windkraftanlagen angezogen zu werden. Das ist eines der Ergebnisse der Pilotstudie des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung in Berlin. Die Forscher hatten den nächtlichen Flug des einheimischen Großen Abendseglers via GPS-Tracking beobachtet. Anlass der Studie ist der Konflikt zwischen der Energieproduktion aus Windkraft und dem Erhalt geschützter Fledermäuse, der sich mit der Energiewende in Deutschland durch die hohen Schlagopferzahlen von Fledermäusen an Windkraftanlagen und die stetig zunehmende Zahl der Anlagen seit einiger Zeit verschärft. Fledermausexperten schätzen, dass mehr als 250.000 der kleinen nachtaktiven Säugetiere pro Jahr an Windkraftanlagen sterben, sofern die Anlagen ohne Auflagen betrieben werden.
Roeleke M, Blohm T, Kramer-Schadt S, Yovel Y, Voigt CC (2016): Habitat use of bats in relation to wind turbines revealed by GPS tracking. Scientific Reports 6, 28961. doi:10.1038/srep28961.

Wenn Muttermilch nach Knoblauch riecht

Lebensmittelchemiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben erstmals nachgewiesen, dass die Einnahme von Knoblauch durch stillende Frauen sich im Geruch der Muttermilch niederschlägt. Verantwortlich dafür ist Allylmethylsulfid (AMS) – ein Stoffwechselprodukt, das erst im mütterlichen Organismus verstärkt gebildet wird. Ob das Aroma allerdings einen Einfluss darauf hat, welche Ernährungspräferenzen die Kinder entwickeln, ob sie also Knoblauch später mögen, muss die weitere Forschung klären.
Die Ergebnisse der Studie wurden unter dem Titel „Detection of Volatile Metabolites of Garlic in Human Breast Milk“ im Online-Journal des Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI) veröffentlicht.

Man gönnt sich ja sonst nichts: Exoplanet hat drei Sterne

Einem Astronomenteam ist es gelungen, erstmals einen Planeten in einer weiten Umlaufbahn innerhalb eines Dreifachsternsystems abzubilden. Bisher ging man davon aus, dass die Umlaufbahn eines solchen Planeten instabil wäre, so dass ein Planet schnell aus so einem System herausgeschleudert werden würde. Irgendwie schaffte es dieser Planet jedoch zu überleben.
Die Ergebnisse von K. Wagner et al. erschienen am 7. Juli 2016 unter dem Titel „Direct Imaging Discovery of a Jovian Exoplanet Within a Triple Star System” in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Science.

Hier noch ein Link zum Attentat auf dem kambodschanischen Regierungskritiker Kem Ley.

WWWW vom 4.7.2016: Algen im Weissbrot und Super-Prothesen

Wo Stress entsteht

Stress kann Angst erhöhen. Der Glucocorticoidrezeptor für das Stresshormon Cortisol vermittelt verstärkte Angst. Spielen unterschiedliche Zelltypen, in denen er sich findet, dabei eine Rolle? Forscher des Max-Planck-Instituts für Psychiatrie konnten erstmals nachweisen, dass nicht nur die Hirnregion, sondern auch die Art der Neuronenpopulation eine entscheidende Rolle spielt.

Algen als Salzersatz

Salz (Natriumchlorid) ist ein lebenswichtiges Nahrungsmittel. Es versteckt sich vor allem in industriell gefertigten Lebensmitteln. Zuviel Natrium schadet Herz, Magen und Nieren. Seetang hat von Natur aus einen salzigen Geschmack. Fraunhofer-Forscher zeigen, dass Algen das Potenzial aufweisen als Salzersatz zu dienen.

Schnelltest für Bakterien

Bakterien, Pilze oder Viren lassen sich heute in der Regel nur mit aufwendigen Labortests oder Tierversuchen sicher nachweisen. Die Lebensmittel- und Pharmaindustrie wünscht sich schnellere Tests, um ihre Produkte zu überprüfen. Fraunhofer-Forscher entwickeln deshalb einen Stick, der wie ein Schwangerschaftstest funktioniert und schnell ein Ergebnis liefert. Künftig sollen damit auch Allergene und Krankheitserreger im Blut nachgewiesen werden.

Optimierte Radlerprothesen

radlerIm September 2016 treten körperlich beeinträchtigte Radsportler bei den Paralympics in Rio de Janeiro an. Um Bestleistungen zu erzielen, müssen die Prothesen der Radfahrer optimal ausgelegt sein. Bisher ist es schwierig, diese bestmöglich an den Bewegungsablauf beim Radfahren anzupassen. In einem neuen Bewegungslabor lassen sich die künstlichen Glieder mit Hilfe einer Testprothese schnell und präzise optimieren.

Induktives Laden von Autos

Eine kabellose Ladetechnologie für Elektroautos mit einer Leistung von über 10 Kilowatt haben Ingenieure des Niedersächsischen Forschungszentrums für Fahrzeugtechnik (NFF) der Technischen Universität Braunschweig entwickelt. Mit der induktiven Ladetechnologie können PKWs genauso schnell aufgeladen werden, wie es bisher nur mit so genannten Schnellladesäulen möglich ist.

Neue Arten aus einer Population

Eine fundamentale Frage der Evolutionsforschung lautet: Ist für die Entstehung neuer Arten eine geografische Barriere notwendig, die eine Ursprungspopulation in zwei genetisch voneinander getrennte Populationen aufteilt? Oder ist hingegen auch eine sogenannte sympatrische Artbildung möglich – die evolutionäre Auseinanderentwicklung einer Population im selben geografischen Gebiet? Weltweit sind nur sehr wenige Beispiele für sympatrische Artbildung bekannt, selbst diese sind nicht unumstritten. Konstanzer Evolutionsbiologen schlossen nun die bislang ausführlichste Untersuchung von sympatrischer Artbildung ab. Anhand von rund 20.000 genetischen Merkmalen von 450 Fischen dokumentierten sie die parallele Evolution von Buntbarschen in den nicaraguanischen Kraterseen Apoyo und Xiloá.