Wissenschaftliche Durchbrüche, die den 21.–22. Juli 2025 prägten. Nachrichtenüberblick.

Das Rätsel des verschwundenen Ozeanplastiks gelöst – und es ist schlimmer als befürchtet (21. Juli 2025)

Ein unsichtbares Verschmutzungsproblem wurde aufgedeckt: Wissenschaftler haben endlich das „fehlende Plastik“-Paradoxon in unseren Ozeanen gelöst, und die Antwort sind Nanoplastikpartikel. Eine vom Königlichen Niederländischen Institut für Meeresforschung geleitete Studie ergab, dass schätzungsweise 27 Millionen Tonnen Nanoplastikpartikel im Nordatlantik treiben sciencedaily.com. Diese Partikel, kleiner als ein Mikrometer, entgingen bisher der Entdeckung und übersteigen die Masse größerer Plastikabfälle bei Weitem. Sie gelangen über Flüsse, die Luft und den durch Sonnenlicht verursachten Zerfall größerer Kunststoffe ins Meer, dringen in marine Nahrungsketten und sogar in menschliche Organe wie das Gehirn ein sciencedaily.com sciencedaily.com. Forscher warnen, dass eine Reinigung in diesem Ausmaß unmöglich ist – Prävention ist unsere einzige Hoffnung sciencedaily.com.

„Diese Schätzung zeigt, dass in diesem Teil des Ozeans mehr Plastik in Form von Nanopartikeln schwimmt als größere Mikro- oder Makroplastikpartikel im Atlantik oder sogar in allen Weltmeeren“, sagte Helge Niemann von der Universität Utrecht und bezeichnete das Ergebnis als „eine schockierende Menge“ sciencedaily.com sciencedaily.com. Da Nanoplastikpartikel nach ihrer Verbreitung nicht mehr herausgefiltert werden können, fordert das Team entschlossene Maßnahmen, um die weitere Plastikverschmutzung an der Quelle zu stoppen sciencedaily.com. Experten sagen, dass diese allgegenwärtigen Nanopartikel ganze Ökosysteme durchdringen können – von Plankton über Fische bis hin zu Menschen – mit unbekannten langfristigen Folgen für Gesundheit und Umwelt sciencedaily.com. Die ernüchternde Entdeckung unterstreicht die Notwendigkeit globaler Strategien zur Reduzierung von Plastikmüll, bevor er sich in eine noch heimtückischere Form der Verschmutzung zersetzt.

Durchbruch beim Genome Editing könnte Arten helfen, dem Aussterben zu entkommen (21. Juli 2025)

Biologen schlagen ein radikal neues Toolkit für den Naturschutz vor: Eine in Nature Reviews Biodiversity veröffentlichte Perspektive beschreibt, wie modernste Gen-Editierung die genetische Vielfalt bedrohter Tiere wiederherstellen und sie so möglicherweise vor dem Aussterben bewahren könnte sciencedaily.com. Ein internationales Team unter der Leitung der University of East Anglia schlägt vor, DNA aus Museumsexemplaren und nahe verwandten Arten zu verwenden, um verlorene Gene in gefährdete Populationen wieder einzuführen sciencedaily.com sciencedaily.com. Dieser Ansatz könnte die Immunität, Klimaresistenz und Fruchtbarkeit bei Arten stärken, die Populationseinbrüche erlebt haben (wie die Mauritius-Rosentaube), was sie trotz einer Erholung der Bestandszahlen oft genetisch anfällig macht sciencedaily.com sciencedaily.com. Die Idee, inspiriert von Erfolgen in der Landwirtschaft und sogar „De-Extinktions“-Projekten, ist es, den traditionellen Naturschutz (wie Lebensraumschutz und Zuchtprogramme) durch Molekularbiologie zu ergänzen.

„Wir stehen vor dem schnellsten Umweltwandel in der Geschichte der Erde, und viele Arten haben die genetische Variation verloren, die sie für Anpassung und Überleben benötigen“, sagte Professor Cock van Oosterhout, Co-Leitautor von UEA. „Gentechnische Verfahren bieten eine Möglichkeit, diese Variation wiederherzustellen, sei es durch die Wiedereinführung von DNA-Variationen, die aus Immun-Genen über Museumsexemplare verloren gegangen sind, oder durch das Ausleihen von Klima-Toleranzgenen von nahe verwandten Arten.“ sciencedaily.com Die Autoren betonen, dass dies kein Allheilmittel ist – es sind strenge Tests und ethische Aufsicht erforderlich sciencedaily.com. Dr. Beth Shapiro von Colossal Biosciences ergänzte, dass dieselben Technologien, die zur Wiederbelebung von Mammuts erforscht werden, „genutzt werden können, um Arten zu retten, die am Rande des Aussterbens stehen… Es ist unsere Verantwortung, das Aussterberisiko, dem heute Tausende von Arten ausgesetzt sind, zu verringern.“ sciencedaily.com Wenn Biotechnologie sorgfältig in bestehende Naturschutzmaßnahmen integriert wird, könnte sie bedrohten Tieren eine Überlebenschance in einer sich wandelnden Welt geben.

Kleiner Chemie-Trick macht mRNA-Impfstoffe deutlich wirksamer (21. Juli 2025)

Ein 100 Jahre alter chemischer Trick macht mRNA-Medikamente sicherer und wirksamer: Forschende der University of Pennsylvania haben eine clevere Veränderung an Lipid-Nanopartikeln – den Transportvehikeln für mRNA-Impfstoffe – bekannt gegeben, die entzündliche Nebenwirkungen drastisch reduziert und gleichzeitig die Wirksamkeit erhöht sciencedaily.com sciencedaily.com. Durch die Anwendung der klassischen Mannich-Reaktion in der Lipidchemie hat das Team entzündungshemmende Phenolgruppen (zu finden in Olivenöl und anderen gesunden Lebensmitteln) an die Struktur der Nanopartikel gebunden sciencedaily.com sciencedaily.com. Versuche an Mäusen zeigten, dass diese modifizierten Nanopartikel deutlich weniger Schmerzen und Immunreizungen verursachten, aber mRNA effizienter transportierten, wodurch die Impfstoffantworten gegen Krankheiten wie COVID-19 verbessert und sogar Gentherapien und Krebsbehandlungen verstärkt wurden sciencedaily.com sciencedaily.com.

„Indem wir im Grunde das Rezept für diese Lipide geändert haben, konnten wir sie wirksamer und mit weniger Nebenwirkungen machen. Das ist eine Win-win-Situation“, sagte Dr. Michael J. Mitchell, leitender Autor der Studie sciencedaily.com. Die mit Phenol angereicherten Nanopartikel, genannt „C-a16 LNPs“, erzeugten in Tierversuchen eine fünfmal stärkere Immunantwort bei einem COVID-19-Impfstoff und verdoppelten den Erfolg der CRISPR-Genbearbeitung in einem Modell für Lebererkrankungen sciencedaily.com sciencedaily.com. Die verbesserten Lipidträger ließen außerdem Tumore um das Dreifache schrumpfen, wenn sie zur Verabreichung einer mRNA-Krebstherapie eingesetzt wurden sciencedaily.com. Diese Innovation – inspiriert von einer hundert Jahre alten chemischen Methode – könnte dazu beitragen, eine neue Generation von mRNA-Impfstoffen und -Behandlungen einzuleiten, die sowohl wirksamer als auch schonender für die Patienten sind sciencedaily.com.

Rekordverdächtige Schwarze-Loch-Kollision stellt die Astrophysik auf den Kopf (21. Juli 2025)

Einsteins Theorien werden durch eine kolossale kosmische Verschmelzung auf die Probe gestellt: Die LIGO–Virgo–KAGRA-Observatorien entdeckten eine Schwarze-Loch-Kollision von beispiellosem Ausmaß, bei der zwei Schwarze Löcher (jeweils etwa 100 und 140 Sonnenmassen) zu einem rotierenden Koloss von etwa 225 Sonnenmassen verschmolzen scitechdaily.com scitechdaily.com. Dieses Ereignis, katalogisiert als GW231123, ist die größte und am schnellsten rotierende Schwarze-Loch-Verschmelzung, die je durch Gravitationswellen beobachtet wurde scitechdaily.com. Das finale Schwarze Loch rotiert nahe der theoretischen Geschwindigkeitsgrenze, die durch die Allgemeine Relativitätstheorie gesetzt ist scitechdaily.com, was das Signal extrem schwer analysierbar macht und die Physik an die Grenzen unserer Modelle bringt. Ein so extremes System „bricht“ die Standard-Entstehungsmodelle – theoretisch sollten Sterne keine so großen Schwarzen Löcher erzeugen, ohne zuvor in kleinere zu kollabieren, was die Möglichkeit aufwirft, dass jedes Schwarze Loch in diesem Paar selbst aus früheren Verschmelzungen entstanden ist scitechdaily.com scitechdaily.com.

„Dies ist das massereichste Schwarze-Loch-Binärsystem, das wir jemals durch Gravitationswellen beobachtet haben, und es stellt eine echte Herausforderung für unser Verständnis der Entstehung von Schwarzen Löchern dar“, sagte Professor Mark Hannam von der Cardiff University, Mitglied der LIGO Scientific Collaboration. „Schwarze Löcher dieser Masse sind verboten durch Standardmodelle der Sternentwicklung. Eine Möglichkeit ist, dass die beiden Schwarzen Löcher in diesem Binärsystem durch frühere Verschmelzungen kleinerer Schwarzer Löcher entstanden sind.“ scitechdaily.com Mit anderen Worten: Wir könnten einen kosmischen „Stammbaum“ von Schwarzen Löchern beobachten, die über Generationen hinweg kollidieren. Die Entdeckung sorgt bei Astronomen für Aufregung: „Die Schwarzen Löcher scheinen sich sehr schnell zu drehen – nahe dem von Einsteins Theorie erlaubten Limit“, bemerkte Dr. Charlie Hoy von der Universität Portsmouth, was die Grenzen unserer Datenanalysetools ausreizte scitechdaily.com. Forscher werden dieses Signal noch jahrelang untersuchen scitechdaily.com – und einige spekulieren sogar, dass exotische neue Physik nötig sein könnte, um eine so gigantische, schnell rotierende Verschmelzung vollständig zu erklären scitechdaily.com. Wie ein Wissenschaftler vom Caltech sagte, „bringt dieses Ereignis unsere Instrumentierung und Datenanalysefähigkeiten an die Grenze des derzeit Möglichen … und zeigt, wie viel es im Gravitationswellen-Universum noch zu entdecken gibt“ scitechdaily.com.

Neue Gravitationswellen-Technik schärft den Blick auf kosmische Kollisionen (21. Juli 2025)

In einem separaten Durchbruch haben Wissenschaftler eine bessere Methode vorgestellt, um Wellen in der Raumzeit zu entschlüsseln: Ein Team der University of Portsmouth, Southampton und UCD hat eine präzisere Methode zur Analyse von Gravitationswellen-Daten entwickelt, die unsere Fähigkeit verbessert, gewaltsame kosmische Ereignisse wie die Verschmelzung von Schwarzen Löchern zu interpretieren scitechdaily.com. Traditionell vergleichen Forscher ein detektiertes Signal mit unzähligen theoretischen Wellenmustern (mithilfe der Bayesschen Inferenz), aber die Kombination von Ergebnissen aus mehreren Modellen kann schwierig sein, wenn die Modelle unterschiedliche Genauigkeiten aufweisen scitechdaily.com. Der neue Ansatz berücksichtigt die Genauigkeit jedes Modells in Bezug auf Einsteins Gleichungen und verhindert, dass weniger genaue Modelle die Schlussfolgerungen verfälschen scitechdaily.com. Dies führt zu genaueren Schätzungen der Eigenschaften der verschmelzenden Objekte – wie ihrer Massen und Spins – und verringert das Risiko, durch Unvollkommenheiten in unseren Simulationen in die Irre geführt zu werden scitechdaily.com scitechdaily.com.

Der Hauptautor Dr. Charlie Hoy sagte, dass diese Innovation schon lange überfällig war. „Ich habe seit Jahren darüber nachgedacht, wie man die Modellgenauigkeit in die Gravitationswellen-Analyse einbeziehen kann, und es ist sehr aufregend, unsere Methode nun zum Leben erweckt zu sehen“, merkte er an. Indem Modelle danach gewichtet werden, wie gut sie der Allgemeinen Relativitätstheorie entsprechen, „kann unser Ansatz diese Unsicherheit in die Datenanalyse einbeziehen und strengere Einschränkungen für die fundamentalen Eigenschaften von Schwarzen Löchern erhalten.“ scitechdaily.com Obwohl die Studie (veröffentlicht in Nature Astronomy) keine neuen astrophysikalischen Objekte ankündigte, legt sie entscheidende Grundlagen für zukünftige Entdeckungen scitechdaily.com scitechdaily.com. Während Gravitationswellen-Detektoren sich weiter verbessern und immer extremere Ereignisse entdecken, wird diese Methode dazu beitragen, dass wir diese kosmischen Botschaften mit maximaler Genauigkeit interpretieren – und das Universum nicht aufgrund von Modellierungsblindstellen „falsch lesen“. Es ist ein zeitgemäßer Fortschritt, der gerade dann kommt, als rekordverdächtige Signale wie GW231123 die Grenzen unserer Modelle herausfordern.

Neuer Hinweis im größten Rätsel der Physik: Warum existiert Materie? (21. Juli 2025)

Physiker sind dem Verständnis des grundlegenden Ungleichgewichts im Universum nähergekommen: Materie überwiegt im Kosmos die Antimaterie bei weitem, und ein Phänomen namens CP-Verletzung (bei dem die Symmetrien der Natur zwischen Teilchen und Antiteilchen gebrochen werden) könnte erklären, warum. Diese Woche sagte ein theoretisches Team vom TD Lee Institute in Shanghai überraschend große CP-verletzende Effekte in den Zerfällen von charmhaltigen Baryonen voraus, einer Klasse von subatomaren Teilchen scitechdaily.com scitechdaily.com. Frühere Experimente hatten Hinweise auf CP-Verletzung bei leichteren Teilchen (wie Mesonen), aber nicht bei Baryonen gesehen. Durch die Anwendung fortgeschrittener Symmetrietheorie (SU(3)-Flavorsymmetrie) und die Modellierung von Wechselwirkungen nach Teilchenzerfällen (ein Prozess, der als Final-State-Rescattering bekannt ist), fanden die Forscher heraus, dass bestimmte Zerfälle von charmhaltigen Baryonen CP-Asymmetrien in einer Größenordnung größer als erwartet zeigen könnten scitechdaily.com scitechdaily.com – potenziell etwa 0,1 %, was in der Teilchenphysik enorm ist scitechdaily.com scitechdaily.com.

Professor Xiao-Gang He, Leiter der Abteilung für Teilchen- und Kernphysik am TDLI, erklärte die Bedeutung: „Die Forschung zur Charm-CP-Verletzung eröffnet neue Wege für experimentelle Untersuchungen und liefert tiefere Einblicke in die grundlegenden Mechanismen, die der Materie-Antimaterie-Asymmetrie des Universums zugrunde liegen. Sie bietet wichtige Möglichkeiten für weitere Tests des Standardmodells und potenzielle Entdeckungen neuer Physik.“ scitechdaily.com Mit anderen Worten: Wenn diese Vorhersagen bestätigt werden, könnten bevorstehende Experimente an Einrichtungen wie dem LHCb am CERN oder dem Belle-II-Detektor in Japan endlich eine CP-Verletzung bei charmhaltigen Baryonen beobachten scitechdaily.com. Eine solche Entdeckung würde die Idee untermauern, dass winzige Unterschiede im Teilchenverhalten in der frühen Kosmologie das Gleichgewicht zugunsten der Materie verschoben haben – und damit die Frage beantworten, warum unsere von Materie dominierte Welt überhaupt existiert. Es ist eine spannende Entwicklung in einer der tiefsten Fragen der Wissenschaft und wird dafür gelobt, wie sie Theorie und zukünftige Experimente miteinander verbindet.

Psychedelische Verbindung aus Pilzen verlängert Lebensdauer in frühen Tests (21. Juli 2025)

Eine Anti-Aging-Entdeckung sorgt bei Wissenschaftlern für vorsichtige Begeisterung: Ein Team der Emory University berichtet, dass Psilocin – das aktive Metabolit der psychedelischen Substanz Psilocybin – das Altern signifikant verzögerte und die Lebensdauer verlängerte, sowohl in Zell- als auch in Tiermodellen scitechdaily.com. In Laborexperimenten erhöhte die Zugabe von Psilocin zu menschlichen Zellkulturen das Überleben der Zellen um über 50 %, und bei lebenden Mäusen führte die periodische Gabe niedriger Dosen dazu, dass behandelte ältere Mäuse etwa 30 % länger lebten als unbehandelte scitechdaily.com scitechdaily.com. Die behandelten Mäuse überlebten nicht nur länger, sondern wirkten auch biologisch jünger: Sie hatten glänzenderes Fell, weniger Gebrechlichkeit und sogar etwas Haarwuchs im Vergleich zu Kontrolltieren gleichen hohen Alters scitechdaily.com scitechdaily.com. Die Forscher fanden heraus, dass die Wirkung von Psilocin über das Gehirn hinausgeht – es bindet an Serotoninrezeptoren im gesamten Körper, reduziert oxidativen Stress, verbessert die DNA-Reparatur und erhält die schützenden Kappen auf den Chromosomen (Telomere), die mit dem Alter abgebaut werden scitechdaily.com. Diese zellulären Vorteile stimmen mit bekannten Kennzeichen des Alterns überein und deuten auf einen systemischen, alterungsverlangsamenden Effekt hin.

„Diese Studie liefert starke präklinische Hinweise darauf, dass Psilocybin zu einem gesünderen Altern beitragen kann – nicht nur zu einer längeren Lebensspanne, sondern auch zu einer besseren Lebensqualität im Alter“, sagte Dr. Ali John Zarrabi, Mitforscher und Direktor der psychedelischen Forschung an Emory scitechdaily.com. „Als Palliativmediziner und Wissenschaftler ist eine meiner größten Sorgen, das Leben auf Kosten von Würde und Funktion zu verlängern. Aber diese [behandelten] Mäuse haben nicht nur länger überlebt – sie haben auch besser gealtert.“ scitechdaily.com Die Ergebnisse, veröffentlicht in NPJ Aging, enthalten jedoch einen wichtigen Vorbehalt: Was bei Mäusen funktioniert, lässt sich ohne strenge klinische Studien möglicherweise nicht auf den Menschen übertragen. Dennoch ist die Tatsache, dass selbst Behandlungen im späten Lebensalter bei Mäusen Vorteile zeigten, vielversprechend scitechdaily.com scitechdaily.com. Da die Lebenserwartung in den USA hinter anderen Ländern zurückbleibt, sehen Forscher Potenzial darin, Psilocybin (bereits in Phase-II/III-Studien gegen Depressionen) auch auf seine Anti-Aging-Eigenschaften zu untersuchen scitechdaily.com scitechdaily.com. Die Vorstellung, dass eine Verbindung aus „Magic Mushrooms“ eines Tages Teil einer Anti-Aging-Therapie sein könnte, ist provokant – und erfordert noch viel mehr Forschung – aber sie eröffnet einen neuen Weg in der Langlebigkeitsforschung, den nur wenige erwartet hätten.

Die Erde dreht sich schneller, was den heutigen Tag zu einem der kürzesten jemals aufgezeichneten Tage macht (22. Juli 2025)

Blinken und Sie verpassen es: Der 22. Juli 2025 war laut Messungen um 1,34 Millisekunden kürzer als die standardmäßigen 24 Stunden space.com space.com und ist damit der zweitkürzeste Tag seit Beginn der präzisen Atomuhrenaufzeichnungen im Jahr 1973. Das ist nichts, was man spüren würde, aber es ist Teil eines rätselhaften Trends – in den letzten Jahren hat die Erde wiederholt Geschwindigkeitsrekorde bei der Rotation gebrochen. (Tatsächlich war der 10. Juli 2025 mit 1,36 ms unter 24 Stunden space.com sogar noch etwas kürzer als der 22. Juli und damit der kürzeste Tag des Jahres.) Normalerweise verlangsamt sich die Erdrotation über Jahrtausende (dank der Gezeitenkraft des Mondes), daher sind Wissenschaftler von dieser vorübergehenden Beschleunigung fasziniert. Sollte sich das Muster fortsetzen, schlagen Experten vor, dass wir bis 2029 sogar eine „negative Schaltsekunde“ einführen müssten – also im Grunde eine Sekunde aus den offiziellen Uhren löschen –, was ein Novum in der Geschichte der Zeitmessung wäre space.com.

Planetenwissenschaftler untersuchen noch immer, warum sich die Erdrotation in den letzten Jahren beschleunigt hat. Neue Forschungen deuten auf mögliche Faktoren wie den Erdkern und das Klima hin: Schmelzende Eiskappen und sich verlagernde Massen könnten die Rotation leicht beeinflussen space.com, und eine Hypothese sieht Veränderungen im Fluss des geschmolzenen Erdkerns als Ursache, der Impuls auf den Mantel überträgt space.com. Aber nichts ist bestätigt. „Die Ursache dieser Beschleunigung ist nicht erklärt“, gab Leonid Zotov, ein Spezialist für Erdrotation an der Moskauer Staatlichen Universität, zu. „Die meisten Wissenschaftler glauben, dass es etwas im Inneren der Erde ist. Ozean- und Atmosphärenmodelle erklären diese enorme Beschleunigung nicht.“ space.com Zotov prognostiziert, dass sich die Rotation bald wieder verlangsamen könnte, was bedeuten würde, dass es sich um eine kurzlebige Anomalie handelt space.com. In der Zwischenzeit ist der heute etwas kürzere Tag eine kuriose Erinnerung daran, dass unser Planet uns immer noch überraschen kann – selbst im 21. Jahrhundert, in dem ultrapräzise Messungen alles überwachen space.com.

Lebewohl, Plastik? Bakterien erzeugen ein „Supermaterial“, das stärker ist als Stahl (22. Juli 2025)

Ingenieure haben ein biomaterial hergestellt, das mit Kunststoff und Metall konkurrieren könnte – ohne das schlechte Umweltgewissen: In einer Zusammenarbeit zwischen der Rice University und der University of Houston leiteten Wissenschaftler Bakterien dazu an, hoch ausgerichtete Cellulose-Nanofasern zu produzieren und schufen so ein Bionanokomposit mit der Festigkeit einer Aluminiumlegierung, aber der Flexibilität und Leichtigkeit von Kunststoff sciencedaily.com. Durch das Drehen von Kulturen von Komagataeibacter rhaeticus in einem speziell angefertigten Bioreaktor veranlasste das Team die Mikroben dazu, Cellulosefasern in die gleiche Richtung abzulegen, anstatt das zufällige Netz zu bilden, das sie normalerweise erzeugen würden sciencedaily.com sciencedaily.com. Die resultierenden Folien erreichten eine Zugfestigkeit von etwa 400–550 Megapascal (vergleichbar mit einigen Metallen oder Glas), bleiben jedoch dünn, transparent und biologisch abbaubar sciencedaily.com. Die Forscher versetzten die wachsende Matrix außerdem mit Bornitrid-Nanoschichten, wodurch sie die dreifache Wärmeleitfähigkeit typischer Cellulose erreichte und den Weg für Anwendungen in der Elektronik ebnete, die Wärmeableitung erfordern sciencedaily.com.

Mit-Erstautor M.A.S.R. Saadi verglich den Prozess damit, eine „disziplinierte Bakterienkohorte“ zu trainieren, anstatt sie frei herumlaufen zu lassen sciencedaily.com. Durch die Steuerung des Flüssigkeitsflusses im Reaktor „weisen wir [die Bakterien] an, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen und richten so ihre Celluloseproduktion präzise aus“, sagte er sciencedaily.com. Das Ergebnis ist ein sogenanntes „Nanokomposit“, das mit verschiedenen Zusatzstoffen für unterschiedliche Anwendungen maßgeschneidert werden könnte sciencedaily.com. „Diese Arbeit ist ein großartiges Beispiel für interdisziplinäre Forschung an der Schnittstelle von Materialwissenschaft, Biologie und Nanoengineering“, ergänzte Dr. Muhammad Rahman, der Projektleiter an der UH/Rice. „Wir stellen uns vor, dass diese starken, multifunktionalen und umweltfreundlichen bakteriellen Cellulosefolien allgegenwärtig werden, Kunststoffe in verschiedenen Branchen ersetzen und dazu beitragen, Umweltschäden zu verringern.“ sciencedaily.com Da das Material aus einem der am häufigsten vorkommenden Biopolymere der Erde (Cellulose) hergestellt wird und kein Erdöl benötigt, könnte es bei einer Skalierung die Umweltverschmutzung drastisch reduzieren. Von grüner Verpackung und Textilien bis hin zu organischer Elektronik und sogar Energiespeicher-Komponenten sieht das Team eine breite Palette von Einsatzmöglichkeiten für ihr biofabriziertes Supermaterial sciencedaily.com. Es ist noch früh, aber dieser Ansatz zeigt vielversprechend, dass wir eines Tages wirklich „Tschüss Plastik“ sagen könnten und es nicht vermissen würden.

Zebrafische regenerieren Innenohrzellen und machen Hoffnung auf Heilung von Hörverlust (22. Juli 2025)

Haben Sie sich jemals gewünscht, dass Menschen verlorenes Gehör nachwachsen lassen könnten? Es stellt sich heraus, dass Zebrafische dazu in der Lage sind – und Wissenschaftler haben gerade entschlüsselt, wie: Forscher am Stowers Institute for Medical Research haben zwei Schlüsselgene identifiziert, die es Zebrafischen ermöglichen, die sensorischen Haarzellen ihres Innenohrs zu regenerieren, die für das Hören und das Gleichgewicht entscheidend sind scitechdaily.com. Bei Menschen und anderen Säugetieren wachsen diese empfindlichen Haarzellen nach einer Schädigung nicht mehr nach – was zu dauerhaftem Hörverlust oder Gleichgewichtsstörungen führt. Aber Zebrafische (und einige andere Tiere wie Vögel und Amphibien) können sie routinemäßig ersetzen. Die neue Studie ergab, dass bei Zebrafischen ein Gen in einer bestimmten Gruppe von Stützzellen einen Vorrat an Stammzellen aufrechterhält, während ein anderes Gen in einem anderen Typ von Stützzellen diese Stammzellen zur Vermehrung anregt und sie sich in neue Haarzellen verwandeln lässt scitechdaily.com scitechdaily.com. Im Wesentlichen verfügen die Fische über einen doppelten Mechanismus: Einer hält die „Ersatzteile“ in Bereitschaft, der andere aktiviert den Ersatzprozess, wenn er benötigt wird.

Diese Entdeckung, veröffentlicht in Nature Communications, ist spannend, weil sie ein Ziel für Forscher bietet, das bei Säugetieren untersucht werden kann. „Säugetiere wie wir selbst können keine Haarzellen im Innenohr regenerieren“, bemerkte Dr. Tatjana Piotrowski, die Co-Autorin der Studie. Mit zunehmendem Alter oder bei starker Lärmbelastung verlieren wir diese Zellen und damit auch die Hörfähigkeit scitechdaily.com. Im Gegensatz dazu gehen den Zebrafischen nie die Zellen aus, die sie zum Hören benötigen. Das Team nutzte genetische Sequenzierung, um zwei spezifische Cyclin-D-Gene zu identifizieren, die jeweils eine andere Population von Stützzellen im Ohr der Fische (Organe, die Neuromasten genannt werden) steuern scitechdaily.com scitechdaily.com. Als die Wissenschaftler eines dieser Gene ausschalteten, hörte nur eine Zellgruppe auf, sich zu teilen – das bedeutet, dass jedes Gen unabhängig einen regenerativen Weg steuert scitechdaily.com. „Diese Entdeckung zeigt, dass verschiedene Zellgruppen innerhalb eines Organs separat gesteuert werden können“, erklärte Dr. Piotrowski, „was Wissenschaftlern helfen könnte, das Zellwachstum in anderen Geweben zu verstehen“ und wie man es anregen kann scitechdaily.com. Die große Hoffnung ist, dass wir durch das Studium dieser Mechanismen lernen könnten, wie man „den Schalter umlegt“ im menschlichen Ohr – also einen Weg findet, unsere eigenen Stützzellen oder ruhenden Stammzellen dazu zu bringen, Haarzellen zu regenerieren und das Gehör wiederherzustellen. Es ist noch ein weiter Weg, aber diese genetische Erkenntnis ist ein großer Schritt in Richtung Therapien, die eines Tages bestimmte Arten von Taubheit rückgängig machen könnten.

KI entdeckt 86.000 verborgene Erdbeben unter dem Yellowstone-Supervulkan (22. Juli 2025)

Yellowstone ist jetzt noch unruhiger geworden – dank künstlicher Intelligenz: Eine neue Studie unter Leitung der Western University (Kanada) nutzte maschinelles Lernen, um 15 Jahre seismischer Daten aus dem Yellowstone-Nationalpark zu durchforsten und entdeckte dabei über 86.000 zuvor unerkannte Erdbeben unter der Caldera scitechdaily.com scitechdaily.com. Das sind etwa 10-mal mehr Beben als im offiziellen Erdbebenkatalog für 2008–2022 verzeichnet waren. Die meisten dieser Beben waren winzig (viele zu klein, als dass Menschen sie spüren könnten), aber zusammen ergeben sie ein viel klareres Bild von Yellowstones unterirdischer Volatilität scitechdaily.com scitechdaily.com. Der KI-Algorithmus identifizierte zahlreiche Erdbeben-schwärme – Ansammlungen von Beben geringer Stärke, die durch „unreife“ Verwerfungen im vulkanischen Untergrund verlaufen scitechdaily.com scitechdaily.com. Diese Schwärme, die oft durch sich verschiebendes Magma oder hydrothermale Flüssigkeiten verursacht werden, können ohne einen einzigen großen Schock auftreten, anders als bei einer typischen Hauptbeben-Nachbeben-Sequenz scitechdaily.com. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Science Advances, deuten darauf hin, dass Yellowstones Magma-System noch dynamischer und komplexer ist als bisher angenommen, auch wenn es keine Anzeichen für einen bevorstehenden Ausbruch gibt. Stattdessen wird dieser hochauflösende Beben-Katalog Vulkanologen helfen, subtile Veränderungen zu überwachen und die Bedingungen besser zu verstehen, die zukünftigen vulkanischen Aktivitäten vorausgehen könnten scitechdaily.com scitechdaily.com.

„Indem wir Muster der Seismizität, wie Erdbebenschwärme, verstehen, können wir Sicherheitsmaßnahmen verbessern, die Öffentlichkeit besser über potenzielle Risiken informieren und sogar die Entwicklung der Geothermie in Gebieten mit vielversprechendem Wärmefluss von Gefahren fernhalten“, sagte Professor Bing Li, Hauptautor der Studie und Experte für fluidinduzierte Erdbeben scitechdaily.com. Der KI-Ansatz war der manuellen Erdbebenerkennung deutlich überlegen – „Wenn wir das auf die altmodische Art machen müssten, indem jemand all diese Daten manuell durchklickt … das ist nicht skalierbar“, merkte Li an und hob die Big-Data-Herausforderung hervor, die KI einzigartig zu lösen vermag scitechdaily.com. Mit einem nun viel „robusteren Katalog“ der Yellowstone-Erdbeben können Wissenschaftler neue statistische Modelle anwenden, um zu untersuchen, wie ein Mikro-Erdbeben ein anderes auslösen könnte, und neue Schwarmmuster zu erkennen, die zuvor nicht sichtbar waren scitechdaily.com. Die Auswirkungen gehen über Yellowstone hinaus: Das Projekt zeigt, wie maschinelles Lernen die Seismologie revolutionieren kann, indem es uns ermöglicht, Rohdaten aus anderen vulkanisch oder tektonisch aktiven Regionen erneut zu analysieren und verborgene Ereignisse zu entdecken. Letztlich könnte ein tieferes Verständnis des Schwarmverhaltens die Ausbruchsvorhersage und die Gefahrenvorsorge in vulkanischen Gebieten weltweit verbessern scitechdaily.com scitechdaily.com.

Klimawatch: Die stärksten Stürme werden noch stärker (21. Juli 2025)

Zwei neue Studien, die diese Woche veröffentlicht wurden, warnen davor, dass einige der zerstörerischsten Wettersysteme sich mit der Erwärmung des Planeten verstärken: Ein Forschungsteam unter der Leitung der University of Pennsylvania fand heraus, dass die schlimmsten Nor’easter-Winterstürme, die den Nordosten der USA treffen, seit Mitte des 20. Jahrhunderts etwa 5 % stärker geworden sind (windiger und nasser), was sich in etwa 17 % mehr Zerstörungspotenzial aufgrund höherer Windgeschwindigkeiten übersetzt eos.org eos.org. Gleichzeitig stärkt eine separate Studie den Zusammenhang zwischen schrumpfendem arktischen Meereis und extremen Winterblizzards im Nordosten der USA und legt nahe, dass die Erwärmung der Arktis und das Zurückweichen des Eises den Polarjetstream destabilisieren und schwerere Schneestürme weiter südlich begünstigen können eos.org eos.org. Diese Ergebnisse, veröffentlicht in PNAS und anderen Fachzeitschriften, deuten darauf hin, dass Gemeinden von Washington D.C. bis Boston in Zukunft mit noch heftigeren Küstenüberschwemmungen und Schneefallereignissen rechnen müssen, selbst wenn die durchschnittliche Anzahl der Stürme nicht zunimmt eos.org eos.org.

Klimatologe Michael Mann (ein Mitautor der Nor’easter-Studie) wies darauf hin, dass wärmere Ozeane und eine feuchtere Atmosphäre wie zusätzlicher Treibstoff für diese Winterriesen sind eos.org. „Die stärksten Nor’easter sind heute bereits deutlich windiger und regenreicher als noch Mitte des 20. Jahrhunderts“, sagte Mann, und wurden wahrscheinlich durch steigende Meerestemperaturen und die erhöhte Feuchtigkeitskapazität einer sich erwärmenden Atmosphäre angetrieben eos.org. Die Forscher verfolgten 900 Nor’easter seit 1940 und stellten fest, dass nur die intensivsten einen deutlichen Anstieg zeigen – ein wichtiges Detail, da gerade diese Stürme überproportional große Schäden verursachen (zum Beispiel verursachte der berüchtigte „Ash Wednesday“-Sturm von 1962 Schäden in Milliardenhöhe nach heutigem Wert) eos.org eos.org. Unterdessen zeigte die Studie zur arktischen Verbindung, dass Winter-Nor’easter und europäische Windstürme durch schwindendes Meereis beeinflusst werden können, was potenziell die Sturmzüge verändert und neue Gebiete einem Risiko aussetzt eos.org eos.org. Zusammengefasst könnte weniger Stürme insgesamt eine langfristige Folge des Klimawandels in einigen Regionen sein, aber die heftigsten Stürme treffen stärker, ein Trend, der Warnsignale für Infrastruktur und Notfallplanung setzt. Klimaexperten betonen die Notwendigkeit verbesserter Sturmabwehr und der Reduzierung von Treibhausgasemissionen, um diese zunehmenden Extreme abzumildern eos.org eos.org.

NASA startet TRACERS-Mission zur Erforschung des magnetischen Schutzschilds der Erde (22. Juli 2025)

Raketenstart zum Studium des Weltraumwetters: Die NASA hat am 22. Juli erfolgreich ihre TRACERS-Mission von der Vandenberg Space Force Base in Kalifornien gestartet, getragen von einer SpaceX Falcon 9-Rakete space.com space.com. TRACERS (kurz für Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites) besteht aus zwei kleinen Zwillingssatelliten, die in etwa 590 Kilometern Höhe die Erde umkreisen werden, um zu untersuchen, wie der stetige Strom geladener Teilchen von der Sonne – der Sonnenwind – mit der Magnetosphäre der Erde interagiert space.com space.com. Insbesondere konzentriert sich die Mission auf magnetische Rekonnexion-Ereignisse, bei denen die Magnetfeldlinien der Erde unter dem Druck von Sonnenstürmen aufbrechen und sich neu ausrichten, wodurch Energie und Teilchen in die obere Atmosphäre geleitet werden space.com. Diese Prozesse können spektakuläre Polarlichter auslösen, aber auch GPS und Stromnetze während intensiver geomagnetischer Stürme stören. Durch das Fliegen von zwei Raumfahrzeugen in Formation durch die nördliche magnetische Kuppelregion der Erde wird TRACERS hochauflösende Beobachtungen darüber liefern, wie schnell und wo Rekonnexion stattfindet – etwas, das ein einzelner Satellit allein nicht leisten kann space.com space.com.

Diese Mission, die von der University of Iowa geleitet wird, ist Teil eines arbeitsreichen Sommers für die Helio­physik­forschung. Sie wurde zusammen mit drei weiteren NASA-Wissenschaftsnutzlasten gestartet: einem SmallSat namens Athena, um schnellere Methoden zum Einsatz von Erdbeobachtungsinstrumenten zu testen, dem PExT-Experiment, das demonstrieren soll, wie Satelliten nahtlos zwischen verschiedenen Kommunikationsnetzwerken wechseln können, und einem CubeSat, der untersucht, wie hochenergetische Elektronen aus den Van-Allen-Strahlungsgürteln verloren gehen space.com space.com. TRACERS selbst hat das Ziel, unsere Fähigkeit zur Vorhersage von Weltraumwetter zu verbessern, was immer wichtiger wird, da die Gesellschaft auf Satellitentechnologie angewiesen ist. „Wir wissen nicht, wie schlimm es im schlimmsten Fall werden könnte“ bei Sonnensturm-Szenarien, warnten NASA-Wissenschaftler vor dem Start space.com – und unterstrichen damit, warum Missionen wie TRACERS, die grundlegende Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Sonne und Erde suchen, entscheidend sind. Die beiden TRACERS-Satelliten befinden sich nun im Orbit und werden bald mit ihren wissenschaftlichen Operationen beginnen, „während sie beobachten, wie Magnetfeldlinien beim Auftreffen von Sonnenstürmen reißen und sich wieder verbinden,“ sagten NASA-Beamte space.com space.com. Die Daten, die sie zurücksenden, werden Forschern und Wettervorhersagern helfen, unsere moderne Infrastruktur besser vor den Launen der Sonne zu schützen.

Wissenschaftler entdecken einen „Geheimcode“ im menschlichen DNA versteckt (21. Juli 2025)

Junk-DNA? Denk nochmal nach: Eine neue Studie hat herausgefunden, dass alte virale DNA-Sequenzen in unserem Genom – die einst als nutzloser „Müll“ abgetan wurden – tatsächlich als Gen-Schalter dienen, die in der frühen menschlichen Entwicklung entscheidend sind sciencedaily.com sciencedaily.com. Ein internationales Team von der ASHBi/Kyoto Universität in Japan und Partnern in China, Kanada und den USA konzentrierte sich auf eine Familie von repetitiven Elementen namens MER11, die von Retroviren stammen, die sich vor Äonen in die Genome unserer Vorfahren integriert haben sciencedaily.com. Mit einer neuartigen Methode, um diese nahezu identischen Sequenzen in Unterfamilien zu klassifizieren, zeigten die Forscher, dass eine Untergruppe, MER11_G4 (evolutionär die „jüngste“), besonders reich an regulatorischen Motiven ist und die Aktivität benachbarter Gene in menschlichen Stammzellen stark steigern kann sciencedaily.com sciencedaily.com. Tatsächlich wirkten viele der tausendfach in Zellkulturen getesteten MER11-Elemente wie Enhancer – DNA-Schalter, die Gene an- und ausschalten – und beeinflussten besonders Gene, die an der Embryonalentwicklung und Neuroentwicklung beteiligt sind sciencedaily.com sciencedaily.com.

Diese Entdeckung trägt zu einer wachsenden Erkenntnis bei, dass die 45 % unseres Genoms, die von transponierbaren Elementen (alten viralen Einlagerungen und Wiederholungen) stammen, kein träger Müll sind, sondern eine wichtige Ebene der genetischen Regulation darstellen. Der Co-Korrespondenzautor Dr. Fumitaka Inoue kommentierte, dass obwohl das menschliche Genom bereits vor Jahrzehnten vollständig sequenziert wurde, „die Funktion vieler seiner Teile bleibt unbekannt“ sciencedaily.com. Studien wie diese zeigen, dass transponierbare Elemente „wichtige Rollen in der Evolution des Genoms spielen“ und dass ihre Bedeutung mit dem Fortschritt der Forschung immer deutlicher wird sciencedaily.com. Indem sie die evolutionäre Geschichte von MER11 nachverfolgten und direkt dessen Einfluss auf die Genexpression maßen, lieferte das Team ein Modell dafür, wie sogenanntes „Junk-DNA“ von unseren Zellen übernommen werden kann, um neue Funktionen zu erfüllen sciencedaily.com sciencedaily.com. Diese viralen Relikte waren ursprünglich vielleicht genomische Parasiten, wurden aber über Millionen von Jahren umfunktioniert – sie wurden zu Schaltern, die helfen zu steuern, wann und wo menschliche Gene aktiv sind. Die Ergebnisse, veröffentlicht in Science Advances, könnten Auswirkungen auf das Verständnis von Entwicklungsstörungen und Krankheiten haben, falls diese viralen Elemente nicht richtig funktionieren. Es ist eine Erinnerung daran, dass unsere DNA Echos uralter Viren trägt, die nun ein integraler Bestandteil dessen sind, was uns menschlich macht – ein genetischer Geheimcode, der offen vor unseren Augen verborgen ist.

Quellen: ScienceDaily, SciTechDaily, Space.com, Eos/AGU, Phys.org, Reuters, NASA.gov und Pressemitteilungen von Fachzeitschriften sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com sciencedaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com space.com space.com sciencedaily.com sciencedaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com scitechdaily.com eos.org space.com space.com sciencedaily.com sciencedaily.com