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Von Himalaya unter der Antarktis bis Lemuren singen Oper

Ein Gehirn = zwei Organe?

Dass linke und rechte Hirnhälfte unterschiedliche Funktionen steuern, ist bekannt. Auch, dass graue und weiße Substanz eigene Aufgaben haben, wissen wir. Aber hätten Sie gedacht, dass Ihr Gehirn eigentlich zwei unabhängige Organe sind? Demnach entwickelt sich das Hinterhirn, das unter anderem Herzschlag und Atmung steuert, aus anderen Zellen als das Mittel- und Vorderhirn, die uns Reflexe und Denkvermögen verleihen. Dennoch gehen beide im frühesten Entwicklungsstadium auf das sogenannte Ektoderm zurück, dessen Bildung beim Menschen etwa drei Wochen nach der Befruchtung beginnt. Bereits in dieser Phase „entstehen gleichzeitig zwei parallele Gehirnvorläufer“, so die Forscher aus Kalifornien, einschließlich unterschiedlicher aktiver Gene. Hühner, Zebrafische und Meereswürmer weisen diese Unterteilung ebenfalls auf. (ger)

Römischer Münzschatz in NRW entdeckt

Auf einem Acker bei Wesseling in Nordrhein-Westfalen haben Archäologen einen Schatz aus mehr als 900 römischen Silbermünzen ausgegraben. Der Großteil des Geldes stammt aus der Zeit von Kaiser Hadrian der 117–138 n. Chr. regierte und stellt mit insgesamt 3,1 Kilogramm Silber ein beträchtliches Vermögen dar. „Damit handelt es sich um den größten Münzschatz aus dieser Zeit in Deutschland, weltweit ist es der fünftgrößte“, erklärt Landesarchäologe Dr. Erich Claßen. Wieso und von wem das wertvolle Gut vergraben wurden, ist nicht bekannt. Der Schatzfund wird nun erstmalig im LVR-Landesmuseum Bonn gezeigt. (kms)

Ein Teil der über 900 entdeckten Münzen bei Wesseling in Nordrhein-Westfalen.

Foto: Marcel Zanjani/LVR-Amt für Bodendenkmalpflege im Rheinland

Himalaya unter der Antarktis

99,5 Prozent der Antarktis ist heute von Eis bedeckt. Daher lassen sich Rückschlüsse auf die Geologie im Untergrund nur anhand voreiszeitlicher Spuren und Fernerkundungen wie Bohrkernen ziehen. Ein solches Blickfenster machten sich Geologen um Bei Chen von der Australischen Nationaluniversität zunutze. Ihre Studie ergab, dass sich unter der Eisdecke 650 bis 450 Millionen Jahre alte Schichten befinden, die zu jener Zeit entstanden, als sich der Großkontinent Gondwana bildete. Dabei könnte ein Gebirge von der Größe des Himalayas entstanden sein, das später vollständig erodierte und heute nur noch als riesige Ansammlung von Sediment unter dem Ewigen Eis ruht. (kms)

Selbst heilende Pilz-Kleidung

Rund 65 Prozent aller Fasern auf dem Weltmarkt sind aus Kunststoff, was der Umwelt schadet. Um die Textilindustrie nachhaltiger zu machen, suchen Forscher seit Langem nach Alternativen – einschließlich Pilzen. Bisherige Bemühungen scheiterten daran, dass bei der Herstellung die Pilzzellen starben und ein zerbrechliches Endprodukt entstand. Nun haben chinesische Forscher das fadenförmige Myzel der Puppen-Kernkeule (Cordyceps militaris) benutzt, um flexible, lebende Stoffbahnen zu fertigen. Ihr Stoff konnte jegliche Farben annehmen, vor UV-Strahlen schützen und Muster wachsen lassen. Außerdem konnte der Prototyp eines Kleides seine eigenen Risse mit Wasser und Pilzflicken heilen. Trotz der positiven Ergebnisse handelt es sich bei der Entwicklung noch nicht um ein tragfähiges und alltagstaugliches Kleidungsstück. (ts)

T. rex war Warmblüter

Für viele erinnern Dinosaurier optisch eher an Echsen als an die Vorfahren unserer Vögel. Dabei war der König der Fleischfresser – Tyrannosaurus rex – ein gar nicht so kaltblütiges Reptil, wie viele denken. Tatsächlich haben US-amerikanische Paläontologen um Robert Eagle ganz ohne Messen der Körpertemperatur entdeckt, dass T. rex ein Warmblüter war. Hierfür fühlten sie „Thomas“, einem Tyrannosaurus-Skelett aus Los Angeles auf den Zahn. Denn ein warmblütiges Tier weist in seinem Zahnschmelz weniger chemische Bindungen auf als ein kaltblütiges Tier. Das Ergebnis: 36 °C – fast genauso viel wie bei Menschen. Damit ist der Beweis erbracht, dass der Tyrann unter den Echsen ein schneller Räuber war und keine träge, sich in der Sonne aalende Bestie. (kms)

Sonne wird vorhersehbar

Zu wissen, wann unsere Sonne erneut in ihrem Aktivitätsmaximum ist, hilft den Menschen, sich auf mögliche technische Störungen durch Sonneneruptionen vorzubereiten. Um deren Vorhersage zu verbessern, haben sich Forscher um Sandra Chapman von der University of Warwick mit dem elfjährigen Sonnenzyklus und seinem alles andere als sanften Wechsel beschäftigt. Dabei entdeckten sie, dass der abrupte „Umschaltpunkt“ von einem zum nächsten Zyklus und die Zahl seiner Sonnenflecken einen Hinweis auf die Stärke des kommenden Zyklus liefert. Was genau das für die Zukunft bedeutet, wird sich in zwei Jahren zeigen: dann beginnt der neue Zyklus 26. Erste Prognosen deuten auf eine ähnlich starke Sonne wie im aktuellen Zyklus hin. (ts)
Sonneneruption, aufgenommen von der Sonde «Solar Orbiter»

Sonneneruption, aufgenommen von der Sonde „Solar Orbiter“

Foto: Solar Orbiter/EUI Team/ESA & NASA/dpa

Was wäre, wenn Yellowstone ausbricht?

Vor etwa 631.000 Jahren ereignete sich in der heutigen USA eine Katastrophe: der Supervulkan Yellowstone brach aus. Würde unsere moderne Zivilisation ein solches Ereignis überleben? Dieser Frage gingen Ilan Kelman, Professor für Gesundheit, und der Geologe Matthew Blackett nach. Beide kommen zu dem Entschluss: „Ja, aber …“ Zunächst sorgt der Ausbruch für enorme Mengen Asche und weit verwüstete Landschaften. Alle Überlebenden werden in den folgenden Monaten mit Erkrankungen durch schlechte Luft, verschmutztes Wasser und andere Spätfolgen konfrontiert. Lieferketten und Stromnetze brechen zusammen, Industrie und Landwirtschaft kommen zum Erliegen und die globale Temperatur sinkt um bis zu 1,5 °C. Insgesamt könnte die Weltbevölkerung auf 7,9 Milliarden Menschen sinken – davon hätten 4,8 Milliarden keinen sicheren Zugang zu Trinkwasser. (kms)

Lemuren performen wie Opernsänger

Oft staunen wir, wie Opernsänger mit Leichtigkeit in höchsten Tönen singen. Nun haben Forscher der University of Warwick herausgefunden, dass der Indri (Indri indri), der weltweit einzige bekannte singende Lemur, offenbar eine auffallend ähnliche Gesangstechnik einsetzt. Dabei koordinieren die Primaten aus Madagaskar ihre Mundöffnung mit der Frequenz ihrer Gesänge. Kurz gesagt: Je höher die Tonhöhe des Gesangs, desto weiter öffnen Indris ihren Mund, um ihn zu singen. Dieses Talent nutzen die Affen, um sich über große Entfernungen mit anderen Gruppen austauschen zu können. (kms)

Der Indri ist weltweit der einzige bekannte singende Lemur.

Foto: Artush/iStock

Unordnung für grünen Wasserstoff

Platin, Iridium und Ruthenium sind für die Wasserelektrolyse ebenso wichtig wie verflucht: Sie sind (zu) teuer. Eine mögliche Lösung fanden indische Forscher um Prof. Ranganathan in sogenanntem einschichtigen amorphen Kohlenstoff. Anders als die höchst geordnete Struktur in Graphen verfügt dieser über Unregelmäßigkeiten, Verzerrungen sowie Berge und Täler. Genau jene begünstigen laut Berechnungen die Bildung von Wasserstoff und könnten – so sich die Ergebnisse bestätigen – die Platinmetalle als Katalysatoren ersetzten. Ob, und wann sie tatsächlich zum Einsatz kommen ist offen. Sowohl die experimentelle Bestätigung als auch Untersuchungen zur Gesamtreaktion, zur Herstellung und zur Haltbarkeit stehen aktuell noch aus. (ts)

Beeren gegen Fett

Fettansammlung in Muskelzellen stellt ein großes Gesundheitsproblem dar, das durch Faktoren wie fettreiche Ernährung, Bewegungsmangel und Alterung begünstigt wird. Sie verringern die Fähigkeit des Körpers, Glukose und Fettsäuren effizient zu verwerten, was die metabolische Flexibilität und die Insulinresistenz beeinträchtigt. Ein einfaches Mittel dagegen, kommt aus dem Obstregal, wie eine neue Studie aus Japan zeigt. Laut den Forschern um Professor Takakazu Mitani hilft das natürlich vorkommende Polyphenol in Heidelbeeren, Trauben und anderen Beeren eine übermäßige Fettansammlung zu verhindern. (ger)

Beeren verhindern eine übermäßige Fettansammlung in den Muskeln.

Foto: Zakharova_Natalia/iStock

Erde wird runder – und weniger rund

Entgegen der kindlichen Vorstellung ist der Erdball keine perfekte Kugel, sondern an ihren Polen leicht abgeflacht und am Äquator gewölbt. Doch natürliche Prozesse wie schmelzendes Eis oder Plattentektonik verändern die Form. Und um das besser zu verstehen, hat der griechische Geologe Prof. Christoforos Kotsakis satellitengestützte Messdaten untersucht. Dabei entdeckte er, dass sich die Pole zu heben und der Äquator abzusenken scheint, womit die Erdmasse runder wird. Gleichzeitig flacht laut Daten das masseabhängige Schwerefeld stärker ab, womit die tatsächliche Erdform möglicherweise unrunder wird. (ts)

Sprache entstand am Lagerfeuer

Sprache und Feuer gelten als Marker des Menschseins – und beides könnte in puncto Erfindung enger miteinander verknüpft sein, als bislang erwartet. Eine Theorie besagt, dass unsere Vorfahren zunächst mittels Gesten kommunizierten. Das ist jedoch zeitlich begrenzt, denn im Dunkeln sind Handzeichen schwer bis nicht mehr wahrnehmbar. Forscher um Catherine Hobaiter von der Universität St. Andrews vermuten deshalb, dass Geschichtenerzählen am Lagerfeuer wesentlich zur Sprachentwicklung beitrug. Weil das Licht zu schwach war, hätten die frühen Menschen zu den Gesten auch Laute benötigt, um sich zu unterhalten. Dies wiederum soll letztlich die sozialen Bindungen untereinander gestärkt und Wissen vermittelt haben, wodurch der Mensch zu seinem erfindungsreichen Ich kam. (kms)

Einer Theorie zufolge könnte Lagerfeuer bei der Entwicklung der Sprache geholfen haben.

Foto: Dmytro Aslanian/iStock

Strand, Meer, Mars

Weite Sandstrände und das Rauschen der Wellen im weiten Ozean: Was wie Urlaub in der Südsee klingt, soll die Vergangenheit des Mars vor Milliarden Jahren gewesen sein. Den Beweis wollen chinesische Forscher mit ihrem Rover „Zhurong“ erbracht haben, der 2021 auf dem Roten Planeten landete. Seine Bilder zeigen Schichten, die nicht wie Sanddünen, Einschlagskrater oder Lavaströme aussehen. Vielmehr seien sie Spuren von Wellen, die an der Küste brandeten und allmählich die von den Flüssen ins Meer gespülten Sedimente verteilten und ablagerten. Dies stützt die Annahme, dass der Mars einst große eisfreie Gewässer besaß und nicht wie heute ein zumindest oberflächlich kalter, trockener und staubiger Planet war. (ts)

Gehen bringt Verdauung in Schwung

Die Darmgesundheit spielt eine entscheidende Rolle für das allgemeine Wohlbefinden, wobei Verstopfung eines der am weitesten verbreiteten Verdauungsprobleme ist. Dennoch bleibt sie oft unbemerkt oder unbehandelt, bis sie das tägliche Leben beeinträchtigt. Unter den vielen Ansätzen zur Behandlung von Verstopfung sticht körperliche Aktivität als eine der einfachsten und am häufigsten empfohlenen Maßnahmen hervor, wie eine neue Studie von japanischen Forschern untermauert. So zeigten Yohei Otaka und Kollegen, dass bereits wenige Minuten Bewegung nach dem Essen den Darm in Schwung bringt. Wie passend, dass dies die letzte Meldung in dieser Übersicht ist. (ger)

Bereits wenige Minuten laufen kann die Verdauung in Bewegung bringen und Verstopfungen vorbeugen.

Foto: Anton Borisov/iStock

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Kam das Leben vom Mars zur Erde?


In Kürze:

  • Mars und Erde entstanden vor über 4,5 Milliarden Jahren, wobei der Rote Planet etwas Vorsprung hatte.
  • Heute bietet unser kosmischer Nachbar weder Wasser noch Atmosphäre, doch das war nicht immer so.
  • Während die Erde sich nach einem gigantischen Einschlag wortwörtlich neu formte, bot der frühe Mars über Jahrmillionen bessere Bedingungen für das Leben.
  • Könnte es sein, dass dieses frühe Leben rechtzeitig den Absprung schaffte, bevor der Mars unbewohnbar wurde, und eine neue Heimat auf der Erde fand?

 
Wie entstand das Leben auf der Erde? Zwar haben Wissenschaftler Theorien dazu, doch verstehen sie noch nicht vollständig, welche chemischen Abläufe genau zur Entstehung des Lebens führten und wann die ersten primitiven Lebensformen auftauchten.
Was aber, wenn das Leben auf der Erde nicht hier seinen Ursprung hätte, sondern mit Meteoriten vom Mars hierher gelangte? Es ist zwar nicht die am meisten favorisierte Theorie zum Ursprung des Lebens, bleibt aber dennoch eine faszinierende Hypothese. Hier werden wir die Argumente dafür und dagegen untersuchen.

Gute Ausgangslage auf Mars und Erde?

Der zeitliche Ablauf ist ein entscheidender Faktor. Der Mars entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, während die Erde mit 4,54 Milliarden Jahren etwas jünger ist. Die Oberflächen beider Planeten waren anfangs geschmolzen, bevor sie allmählich abkühlten und sich verfestigten.
Theoretisch hätte Leben kurz nach der Entstehung sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars unabhängig voneinander entstehen können. Während die marsianische Oberfläche heute für Leben, wie wir es kennen, eher unbewohnbar ist, herrschten auf dem frühen Mars vermutlich ähnliche Bedingungen wie auf der frühen Erde.
Der frühe Mars scheint eine schützende Atmosphäre und flüssiges Wasser in Form von Ozeanen, Flüssen und Seen gehabt zu haben. Möglicherweise war er auch geothermisch aktiv, mit zahlreichen hydrothermalen Schloten und heißen Quellen, die die notwendigen Bedingungen für die Entstehung von Leben boten.
Jezero-Krater auf dem Mars

Diese Abbildung zeigt den Jezero-Krater, wie er vor Milliarden von Jahren auf dem Mars ausgesehen haben könnte, als er noch ein See war.

Foto: NASA/JPL-Caltech

Vor etwa 4,51 Milliarden Jahren prallte jedoch ein marsgroßer, felsiger Planet namens Theia auf die Ur-Erde. Durch diesen Einschlag verschmolzen beide Himmelskörper miteinander und trennten sich anschließend in unsere Erde und ihren Mond. Hätte sich Leben vor diesem Ereignis entwickelt, hätte es dieses sicherlich nicht überlebt.
Der Mars hingegen erlebte wahrscheinlich kein globales Umschmelzereignis. Der rote Planet musste im turbulenten frühen Sonnensystem zwar zahlreiche Einschläge hinnehmen, doch deuten die Beweise darauf hin, dass keiner davon groß genug gewesen wäre, um den Planeten vollständig zu zerstören. Einige Gebiete könnten daher relativ stabil geblieben sein.
Wenn also auf dem Mars kurz nach der Entstehung des Planeten vor 4,6 Milliarden Jahren Leben entstanden wäre, hätte es sich mindestens eine halbe Milliarde Jahre lang ohne größere Unterbrechungen weiterentwickeln können.
Nach dieser Zeit brach das Magnetfeld des Mars zusammen, was den Anfang vom Ende der Bewohnbarkeit des Mars markierte. Die schützende Atmosphäre verschwand, wodurch die Oberfläche des Planeten eisigen Temperaturen und ionisierender Strahlung aus dem Weltraum ausgesetzt war. Doch wie sah es auf der Erde aus? Wie schnell entstand Leben nach dem Einschlag, der den Mond formte?

Eine Frage des Zeitpunkts

Führt man den Stammbaum des Lebens bis zu seinen Wurzeln zurück, gelangt man zu einem Mikroorganismus namens LUCA (Last Universal Cellular Ancestor, zu Deutsch: letzter gemeinsamer Vorfahre aller Lebewesen). Dies ist die Mikrobenart, von der die Forschung alles heutige Leben ableitet.
Eine aktuelle Studie rekonstruierte die Eigenschaften von LUCA mithilfe der Genetik und der Fossilienfunde des frühen Lebens auf der Erde. Daraus wurde geschlossen, dass LUCA vor 4,2 Milliarden Jahren lebte – früher als einige frühere Schätzungen vermuteten.
Doch LUCA war nicht der früheste Organismus auf der Erde, sondern eine von mehreren Mikrobenarten, die zu dieser Zeit gleichzeitig auf unserem Planeten existierten. Sie standen im Wettbewerb miteinander, kooperierten, überlebten die Widrigkeiten der Natur und wehrten Angriffe von Viren ab. Wenn es vor etwa 4,2 Milliarden Jahren auf der Erde kleine, aber recht komplexe Ökosysteme gab, muss das Leben schon früher entstanden sein. Doch wie viel früher?

Vereinfachter Stammbaum des Lebens mit LUCA und LECA, wie ihn sich die Forscher vorstellen.

Die neue Schätzung für das Alter von LUCA liegt bei 360 Millionen Jahren nach der Entstehung der Erde und 290 Millionen Jahren nach dem Mond-bildenden Einschlag. Wir wissen lediglich, dass sich in diesen 290 Millionen Jahren irgendwie Chemie zu Biologie entwickelte. Reichte diese Zeit aus, damit Leben auf der Erde entstehen und sich dann zu den Ökosystemen diversifizieren konnte, die zu Lebzeiten von LUCA existierten?
Ein marsianischer Ursprung des irdischen Lebens umgeht diese Frage. Der Hypothese zufolge könnten Arten marsianischer Mikroorganismen auf Meteoriten zur Erde gelangt sein – gerade rechtzeitig, um von den günstigen Bedingungen nach der Mondentstehung zu profitieren.
Der Zeitpunkt mag für diese Idee günstig sein. Als jemand, der auf diesem Gebiet arbeitet, würde ich jedoch vermuten, dass 290 Millionen Jahre reichlich Zeit sind, damit chemische Reaktionen die ersten Lebewesen auf der Erde hervorbringen und sich die Biologie anschließend diversifizieren und komplexer werden konnte.

Die Reise vom Mars zur Erde überstehen

Das rekonstruierte Genom von LUCA lässt vermuten, dass es sich von molekularem Wasserstoff oder einfachen organischen Molekülen als Nahrungsquellen ernähren konnte. Zusammen mit anderen Hinweisen deutet dies darauf hin, dass LUCAs Lebensraum entweder ein flaches marines Hydrothermalquellen-System oder eine geothermische heiße Quelle war.
Bislang nehmen Forscher an, dass solche Umgebungen auf der frühen Erde die notwendigen Bedingungen boten, damit Leben aus nicht-lebender Chemie entstehen konnte. LUCA verfügte zudem über biochemische Mechanismen, die es vor hohen Temperaturen und UV-Strahlung schützen konnten – echte Gefahren in diesen frühen Umgebungen der Erde.
Es ist jedoch keineswegs sicher, dass frühe Lebensformen die Reise vom Mars zur Erde hätten überleben können. Und nichts im Genom von LUCA deutet darauf hin, dass es besonders gut an den Weltraumflug angepasst war.

Heiße geothermale Quellen, wie sie heute im Yellowstone National Park existieren, könnten der Lebensraum für früheste Mikroorganismen wie LUCA gewesen sein.

Foto: Daphne Zheng/iStock

Um es bis zur Erde zu schaffen, hätten Mikroorganismen zunächst den ersten Aufprall auf der Marsoberfläche und einen Hochgeschwindigkeitsausstoß aus der Marsatmosphäre überstehen müssen. Danach folgte eine fast einjährige Reise durch das Vakuum des Weltraums, bei der sie die Bombardierung mit kosmischer Strahlung überleben mussten.
Anschließend hätten sie den hochtemperaturreichen Eintritt in die Erdatmosphäre und einen weiteren Aufprall auf die Erdoberfläche überstehen müssen. Dieses letzte Ereignis hätte sie möglicherweise in eine Umgebung gebracht, an die sie auch nur ansatzweise angepasst waren – oder auch nicht.

Wahrscheinlichkeit gering, aber nicht null?

Die Wahrscheinlichkeit, dass all dies geschieht, erscheint mir ziemlich gering. So schwierig der Übergang von der Chemie zur Biologie auch erscheinen mag, so erscheint er mir doch weitaus einfacher als die Vorstellung, dass dieser Übergang auf dem Mars stattfinden würde, wobei Lebensformen die Reise zur Erde überleben und sich dann an einen völlig neuen Planeten anpassen würden. Ich könnte mich jedoch irren.
Es ist sinnvoll, sich Studien anzusehen, die untersuchen, ob Mikroorganismen die Reise zwischen Planeten überleben könnten. Bislang sieht es so aus, als könnten das nur die widerstandsfähigsten Mikroorganismen. Dabei handelt es sich um Arten, die sich daran angepasst haben, Schäden durch Strahlung zu vermeiden, und die durch die Bildung von Sporen in der Lage sind, Austrocknung zu überleben.
Meteorit vom Mars mit mikroskopisch kleine Fossilien

In dem Mars-Meteoriten ALH84001 sollen mikroskopisch kleine Fossilien eingeschlossen sein.

Foto: JSC via NASA

Aber vielleicht könnten Mikroorganismen, wenn eine Population von ihnen im Inneren eines ausreichend großen Meteoriten eingeschlossen wäre, vor den meisten der rauen Bedingungen im Weltraum geschützt sein. Einige Computersimulationen stützen diese Idee sogar. Derzeit laufen weitere Simulationen und Laborexperimente, um dies zu überprüfen.
Dies wirft eine weitere Frage auf: Wenn Leben innerhalb der ersten 500 Millionen Jahre nach der Entstehung unseres Sonnensystems vom Mars zur Erde gelangt ist, warum hat es sich dann in den folgenden vier Milliarden Jahren nicht von der Erde auf den Rest des Sonnensystems ausgebreitet? Vielleicht sind wir also doch keine Mars-Menschen.
Dieser Artikel erschien im Original auf theconversation.com unter dem Titel „Are we the Martians? The intriguing idea that life on Earth began on the red planet“. (redaktionelle Bearbeitung: ts)The Conversation