Kategorie: Meine MINT Minute

Why does the mushroom go to the party?

Because he is a fun gi(uy) 🙂

Der Mensch ist die Krone der Schöpfung. Diese Aussage findet man nicht nur im Lager der Kreationisten sondern ist auch ein beliebter Diskussionstoff innerhalb der wissenschaftlichen Gemeinschaft. Die Argumente dafür bleiben seit Darwins Evolutionstheorie bis heute dynamisch. Der Einsatz von Werkzeugen war ein beliebtes Argument, bis Jane Goodall und weitere Primatenforscher den Einsatz von Hilfsmitteln bei Affen während ihres Futtererwerbs beobachten konnten.

Der Mensch ist mit seiner Anpassungs- und Lernfähigkeit unumstritten eine sehr erfolgreiche Spezies, aber was genau macht ihn im Vergleich zu seinen Primatenverwandten so erfolgreich? Welche evolutiven Entwicklungen haben zur Geburt des Homo sapiens sapiens geführt? Ist es sein aufrechter Gang, die Zunahme des Gehirnvolumens während seiner Entwicklung und sein individueller Spracherwerb?

Es gibt Tiere, die aufrecht gehen können, wie z.B. Eichhörnchen, Känguruhs und Bären. Aber keines dieser Säugetiere verlagert sein Gewicht so prominent und über lange Zeit auf die Fußsohlen wie es beim Menschen der Fall ist. Es wurde lange darüber diskutiert, ob die Entwicklung des aufrechten Gangs kontinuierlich oder sofort stattgefunden hat. Mit der Entdeckung unseres Vorfahrens Little Foot haben wir Informationen darüber erhalten, dass die Entwicklung langsam stattgefunden hat.

Es gibt die Hypothese, dass der Spracherwerb und Gebrauch beim Menschen einzigartig ist. Die Sprache ist eine Eigenschaft, die beim Menschen nicht fest verdrahtet ist. Das bedeutet, dass ein Baby das in Deutschland geboren wird und in einer asiatischen Familie aufwächst ohne Probleme diese Sprachen lernen kann. Die Sprache lernen wir aufgrund von Nachahmung u.a. mit Hilfe von Spiegelneuronen. Bei Tieren wurde lange Zeit angenommen, dass es sich um einen angeboren Kommunikationsaustausch handelt, der im Gehirn bereits fest programiert ist. Aber dieses Bild scheint sich zu ändern. Es gibt Vögel die jedes Jahr neue „Dialekte“ lernen und singen können. Dabei werden Nervenzellen neu gebildet. Wenn man diesen Dialekt als Sprache definiert, dann wären Vögel in der Lage in ihrer Entwicklung Sprache neu zu lernen und anzuwenden. Man hat auch schon Affen eine Bildsprache erfolgreich beibringen können und die Affen haben auf kreative Art und Weise die Sprache kontextabhängig und neu anwenden können. Was wäre die Abstraktionsleistung für uns analog zu diesem Experiment?

Eine Ausnahmestellung im Tierreich nimmt die Gehirnzunahme beim Menschen während seiner Entwicklung ein. Bei keiner bis dato bekannten Spezies gibt es einen derart großen Gewichtsunterschied zwischen dem Embryogehirn mit 200g und dem adulten Menschengehirn, das im Durchschnitt 1,4 kg wiegt. Im Laufe der Entwicklung kommt es zu einer Zunahme der Gehirnmasse durch die Bildung von Nervenzellen und dem Ausbilden von zahlreichen Verknüpfungen ziwschen Nervenzellen aufgrund von neu gelernten Inhalten. Der Mensch ist in seiner Anpassungskompetenz und dem Erlernen von Fähigkeiten ein Ausnahmetalent. Menschen haben Möglichkeiten gefunden ein Leben in den unterschiedlichsten Gebieten der Welt zu führen wie bspw. am sibirischen Nordmeer, im Dschungel von Papua Neuguinea oder in der afrikanischen Steppe. Der Mensch war immer wieder erfolgreich darin sich mit den gegebenen Umständen an Unterkünften und Nahrungsangebot erfolgreich anzupassen. Und mit der Sesshaftigkeit und dem Ackerbau vor 12.000 Jahren gelang es dem Menschen Fertigkeiten zu entwickeln, die über die Überlebenssicherung hinaus gingen. Deshalb können wir heute auf den Mond fliegen und mit Freunden über Skype telefonieren.

Engineers create plants that glow

Illumination from nanobionic plants might one day replace some electrical lighting.

Glühwürmchen sind biolumineszent und nutzen dieses Leuchtverhalten bei der Paarung. Die Leuchtreaktion entsteht mit Hilfe des Enzyms Luciferase und dem biologischen Leuchtmittel Luciferin.

Ein Forscherteam am MIT hat mit Hilfe von Nanopartikeln diesen Enzymkomplex aus Glühwürmchen extrahiert und in Pflanzen eingeschleust um diese zum Leuchten zu bringen. Die Leuchtkraft der Pflanzen ist bisher als Leselampe noch nicht ausreichend. Allerdings konnte die Leuchtdauer des Luciferins in den Pflanzen von 45 min auf 3-4 Stunden angehoben werden. Zukünftige Einsatzgebiete gibt es genug.

In Holland wurden Bäume im Rahmen einer Kunstinstallation schon als Strassenlaternen eingesetzt, initiiert durch das Künstler-Forscherteam um den Holländer Daan Roosegaarde. Ich bin schon gespannt, wann es die erste Pflanzenschreibtischlampe zu kaufen gibt.

http://news.mit.edu/2017/engineers-create-nanobionic-plants-that-glow-1213
https://www.studioroosegaarde.net/info

Earth and Moon Size and Distance scale – with real-time light speed!

This is the distance between the Earth and Moon with the correct sizes and scales. The real-time speed of light is also shown.
*Animation by Dr. James O’Donoghue using NASA imagery.
*Share/use as you wish, credit is appreciated.

Der Nasa Forscher James O’Donoghue hat ein Video geteilt, das animiert wie schnell sich das Licht zwischen Erde und Mond in Echtzeit bewegt. Enjoy 🙂

Ein internationales Forscherteam um die Wissenschaftlerin Christina Regenbogen hat herausgefunden, dass es scheinbar einen 6. Sinn gibt, der es uns ermöglicht gesunde Menschen von Erkrankten zu unterscheiden.
In der Studie entschieden sich Testpersonen freiwillig zu erkranken, mit Hilfe der Einnahme eines Bakterienwandantigens.
Eine Sammlung von Fotos und Schweißproben wurden von den Erkrankten und gesunden Testpersonen erstellt und unabhängigen Beobachtern präsentiert.
Interessanterweise schätzten die Beobachter die gesunden Testpersonen signifikant attraktiver ein, als die erkrankten Testpersonen. Ähnliche, signifikante Effekte erzielten auch die Geruchstests. Die ForscherInnen setzten in ihrer Studie auch Gehirnscans an, die dokumentierten in welchen Gehirnregionen Aktivität stattfand, während die Beobachter die Foto bzw. Geruchsunterscheidung durchführten.
Die Großhirnfurche „Intraparietaler sulcus“ war während der Übung besonders aktiv.
Handelt es sich dabei um den Sitz eines Krankheitserkennungssinns?
To be continued… 🙂

https://www.pnas.org/content/114/24/6400

Amino acid crystals (L-glutamine and beta-alanine) | 2018 Photomicrography Competition

Justin Zoll – Amino acid crystals (L-glutamine and beta-alanine)

Hätten Sie gewußt, was sich hinter diesem Bild verbirgt?

mosquito foot

Coloured scanning electron micrograph (SEM) of the mosquito tarsus. Shown here is the mosquito leg tarsus, that includes a claw, pulvillar pad with tenent setae (adhesive hairs), and surrounding scales. Note the unusual bundles of layered scales at the end …

Wer hätte gedacht, dass der Fuß eines Moskitos unter dem Elektronenmikroskop so faszinierend aussieht. Danke an den Wissenschaftler Steve Gschmeissner für diese tolle 800-fache Vergrößerung in Farbe!

Recovery of the Test Orion Capsule in the Pacific Ocean

On Nov. 1, 2018, the USS John P. Murtha recovered the test version of the Orion capsule at sunset in the Pacific Ocean. This is one in a series of tests that will verify and validate procedures and hardware that will be used to recover the Orion spacecraft after it splashes down in the Pacific Ocean…

Heute teile ich ein Bild der Nasa. Das Raumschiff Orion wurde im November 2018 im pazifischen Ozean geborgen. Enjoy the sunset 🙂

Stadtleoparden und ihr Nutzen für die menschliche Gesundheit

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Mumbais Leoparden pro Jahr etwa 90 Fälle von Tollwut verhindern könnten.

Der Sanjay-Gandhi-Nationalpark grenzt an die indische Millionenstadt Mumbai und beheimatet eine der schönsten Großkatzen der Erde, den Leoparden. Wissenschaftler haben nun herausgefunden, dass die Wildkatzen indirekt das indische Gesundheitssystem positiv regulieren helfen. Sie dezimieren die Zahl der streunenden Hunde, die von Tollwut befallen sind und eine potentielle Gefahr für den Menschen darstellen. Durch das Wirken der Stadtleoparden, erhält die Regierung nun indirekt Unterstützung in ihrer Bekämpfung von Tollwut.
Es kommt natürlich auch zu Zwischenfällen mit Leoparden und Menschen. In ihrer Studie gehen die Wissenschaftler auch auf diese Gefahr ein. „Wir wissen nicht, wie es wirklich ist, mit diesen Tieren zusammen zu leben“, aber die Wissenschaftler hoffen dass der positive Einfluss durch die Großkatzen, eine Koexistenz mit dem Menschen am Rande der Großstadt ermöglichen kann.

https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/fee.1776

„Wir wollen die Funktion des Gehirns nachbilden“

Mit einer elektronischen Schaltung konnten Wissenschaftler neuronale Aktivität simulieren und so Wahrnehmungsprozesse technisch nachbilden.

Physiker an der Universität Kiel haben mit Hilfe von elektronischen Bauelementen ein neuronales Netz gebaut um ein tieferes Verständnis zur Funktionsweise des Gehirns zu erhalten.
Lernen und Gedächtnis erfolgt im Gehirn, wenn ein angebotener äußerer Reiz relevant für uns ist, d.h. uns mit einer gewissen Reizstärke und -dauer angeboten wird. Diese biologischen Zusammenhänge möchte das elektrische Schaltungsmodell simulieren.
Es besteht aus Widerständen und Kondensatoren, die die Nervenzellen im System übernehmen und den sog. memristiven Bauteilen, die die Funktion der Synapsen simulieren. Memristoren sind neuartige, elektronische Bauelemente, die im Rahmen des Projekts kontinuierlich adaptiert werden.
Das Wort Memristor setzt sich zusammen aus „Memory (=Speicher)“ und „Resistor (=Widerstand)“. Sie haben die Funktion eines Widerstandes, der eine Speicherkapazität hat. Die Grundlage für diesen neuronalen Netz-Bausatz ist das mathematische Modell des Physikers und Neurowissenschaftlers Christoph von der Malsburg. Damit lassen sich höhere, kognitive Aufgaben wie die Mustererkennung untersuchen. Als zukünftige Anwendung kann daraus aber auch eine neue Generation von noch leistungsstärkeren Computern entstehen. https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news/2017/wir-wollen-die-funktion-des-gehirns-nachbilden/