10 wissenschaftliche Highlights aus 2020

Von der Entdeckung uralten Sternenstaubs auf der Erde bis zu den ersten bekannten Tyrannosaurier-Embryonen gingen viele faszinierende Funde in diesem Jahr zwischen den Corona-Schlagzeilen unter.

Veröffentlicht am 8. Dez. 2020, 09:46 MEZ
Forscher in der Chiquihuite-Höhle

Forscher in der Chiquihuite-Höhle tragen Schutzkleidung, um eine Kontamination der Ausgrabungsbereiche zu verhindern, in denen sie nach genetischen Signaturen von Pflanzen und Tieren suchen.

Bild Devlin Gandy

2020 sorgte weltweit für einen beispiellosen Nachrichtenrummel. Als die tödliche Coronavirus-Pandemie auf der ganzen Welt wütete, wurden Leben von Milliarden Menschen auf den Kopf gestellt. Sehnsüchtig wurde jeder kleine Fortschritt auf dem Weg zu einem Impfstoff erwartet. Die Ermordung von George Floyd löste in den USA und anderen Ländern Proteste gegen Polizeigewalt und systemischen Rassismus aus. Waldbrände wüteten im Westen Nordamerikas, darunter fünf der sechs größten Brände in Kalifornien seit 1932, und es fegten so viele Hurrikans durch die Küstenstädte, dass den Wissenschaftlern die Namen für die Stürme ausgingen. In den letzten Monaten des Jahres 2020 beherrschte eine beispiellose US-Wahl die Schlagzeilen.

Doch inmitten dieser entscheidenden Ereignisse gab es auch eine Reihe von wissenschaftlichen Entdeckungen, die im Schatten größerer News untergingen. Am Ende des Jahres 2020 blicken wir auf zehn bedeutende Entwicklungen zurück, die etwas mehr Aufmerksamkeit verdient haben.

Staubausbrüche von alternden Sternen, ähnlich wie der oben abgebildete Eier-Nebel, sind eine mögliche Quelle für die alten Staubkörner, die in Meteoriten gefunden wurden.

Bild Image by NASA, W. Sparks (STScI) and R. Sahai (JPL)

Diese Aufnahme aus einem Rasterelektronenmikroskop zeigt eines der in dieser Studie datierten Körner. An seiner längsten Stelle ist das Korn etwa acht Mikrometer breit – dünner als ein menschliches Haar.

Bild Image by Heck et al. PNAS 2020

1. Meteoritenmaterial auf der Erde ist älter als das Sonnensystem

Milliarden von Jahren, bevor unsere Sonne zu brennen begann, schleuderte ein sterbender Stern Staub ins All. Ein Teil dieses Sternenstaubs, der in einem Meteoriten eingeschlossen war, kollidierte Äonen später mit der Erde. Er ist nun offiziell das älteste bisher auf unserem Planeten gefundene Material. Der Staub verband sich mit anderen Gesteinen im Inneren des späteren Murchison-Meteoriten, der im September 1969 den Himmel über Australien erhellte, als er auf die Oberfläche unseres Planeten zusteuerte

Bei einer erneuten Analyse dieser alten Gesteine wurden Sternenstaubkörner gefunden, die zwischen 4,6 Milliarden und etwa 7 Milliarden Jahre alt sind. Wissenschaftler schätzen, dass solche uralten Staubkörner nur in etwa fünf Prozent der Meteoriten vorhanden sind. Doch das hält Forschende nicht davon ab, die Jagd nach diesen Hinweisen auf die Geschichte unserer Galaxie fortzusetzen.

Wissen kompakt: Meteorschauer

Eine Illustration zeigt, wie ein frisch geschlüpfter Tyrannosaurus rex ausgesehen haben könnte. Die neu beschriebenen embryonalen Fossilien stammen nicht von T. rex, sondern von einer früheren Art verwandter Tyrannosaurier, die noch nicht identifiziert werden konnte.

Bild Illustration by Julius Csotonyi

2. Erste Embryonen von Tyrannosauriern entdeckt

Forscher haben die Überreste von Tyrannosauriern identifiziert, die so jung waren, dass sie noch nicht mal aus ihren Eiern geschlüpft waren. Es handelt sich um Funde von zwei verschiedenen Orten – eine Fußkralle, die 2018 in der Horseshoe Canyon Formation im kanadischen Alberta ausgegraben wurde, und ein Unterkiefer, der 1983 aus der Two Medicine Formation von Montana geborgen wurde. Die Analyse der 71 bis 75 Millionen Jahre alten Überreste ergab, dass die Tyrannosaurier überraschend klein auf die Welt kamen. Mit einer geschätzten Länge von 90 Zentimetern waren sie etwa so groß wie ein Chihuahua – aber mit einem besonders langen Schwanz. Damit sind sie nur etwa ein Zehntel so lang wie ihre ausgewachsenen Artgenossen. Das könnte eine Erklärung dafür sein, warum die Forscher noch keine anderen Exemplare dieser winzigen Tyrannosaurier gefunden haben – die meisten Wissenschaftler waren einfach nicht auf der Suche nach einem so kleinen Raubtier.

(Winzige Tyrannen: So klein begann das Leben der Tyrannosaurier)

Eine künstlerische Darstellung des InSight Landers auf dem Mars. Sein Name ist das Kürzel für „Interior Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport“. InSight wurde entwickelt, um nach tektonischer Aktivität und Meteoriteneinschlägen zu lauschen, zu untersuchen, wie viel Wärme noch durch den Planeten fließt, und um die wobbeligen Abweichungen auf seiner Umlaufbahn um die Sonne zu vermessen.

Bild Illustration by NASA/JPL-Caltech

3. Der Mars summt. Ursache: unbekannt.

Im November 2018 traf ein Raumschiff auf der kalten, staubigen Marsoberfläche ein, um dem Puls des Planeten zu lauschen. Der InSight Lander hat kürzlich einige seiner vorläufigen Ergebnisse zur Erde zurückgebeamt und damit Wissenschaftler auf der ganzen Welt begeistert und verblüfft. Zu diesen Kuriositäten gehört ein Mars-Brummen – ein leises, konstantes Dröhnen, das im Takt der „Marsbeben“ zu pulsieren scheint, die den Planeten erschüttern.

Der Ursprung des Brummens bleibt vorerst unbekannt. Auf der Erde gibt es viele solcher Hintergrundschwingungen, vom Brausen der Winde bis zum Krachen der Wellen an der Küste. Aber die Musik des Mars erklingt in einer höheren Tonlage als die meisten natürlichen Brummtöne auf der Erde. Vielleicht verstärkt die Geologie unter dem Lander einen bestimmten Ton, oder der Lander selbst könnte das Geräusch erzeugen. „Es ist äußerst rätselhaft“, sagte Bruce Banerdt, der Hauptforscher der InSight-Mission, im Februar gegenüber National Geographic.

(Warum summt der Mars?)

Dieses Bild von Beteigeuze, einem der hellsten Sterne am Himmel, ist ein Farbkomposit aus Aufnahmen, die im Rahmen der Digitalized Sky Survey 2 gemacht wurden.

Bild Composite Image by ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin

4. Beteigeuzes mysteriöse Verdunkelung wurde erklärt

Beteigeuze gehört normalerweise zu den hellsten Sternen am irdischen Nachthimmel, aber im Dezember 2019 verlor sein intensives Funkeln auf geheimnisvolle Weise an Kraft. Der dramatische Wandel versetzte Wissenschaftler in Aufregung: Vielleicht war Beteigeuze am Ende seines Lebens angekommen und könnte in einer Supernova explodieren, die heller leuchten würde als der Vollmond. Doch im August dieses Jahres gab die NASA eine weit weniger außergewöhnliche Erklärung für das plötzlich dunklere Antlitz des Sterns bekannt: Er hatte gerülpst.

Beobachtungen des Hubble-Weltraumteleskops ergaben, dass der Stern wahrscheinlich einen superheißen Plasmastrahl aussandte, der sich abkühlte, als er nach außen strömte. Durch diesen Prozess entstand eine Sternenstaubwolke, die das Licht von Beteigeuze vor eifrigen Beobachtern auf der Erde abschirmte. Der Stern kehrte im vergangenen Frühjahr zu seiner normalen Helligkeit zurück, sodass Himmelsbeobachter wohl noch auf seinen feurigen Tod warten müssen.

(Supernova im Orion? Was Beteigeuzes Verdunkelung bedeutet)

Vor etwa 110 Millionen Jahren fraß der Nodosaurier Borealopelta markmitchelli im heutigen nordwestlichen Alberta Farne in einer Landschaft, in der es kurz zuvor gebrannt hatte. Diesen Einblick lieferte eine neue Studies seines Mageninhalts.

Bild Illustration by Julius Csotonyi

5. Erstaunliche Details: Die letzte Mahlzeit eines Dinosauriers

Die beispiellos gut erhaltene vordere Hälfte eines 110 Millionen Jahre alten gepanzerten Dinosauriers – inklusive Knochenplatten, Schuppen und mehr – war ein Sensationsfund. 2011 war das Fossil unverhofft von einem Baggerfahrer in einer Ölsandmine in Alberta entdeckt worden. Doch in diesem Jahr sorgte die stachelige Kreatur für noch mehr Aufsehen, als eine Analyse ergab, dass die letzte Mahlzeit des Tieres in seinem Bauch konserviert war.

Der Dinosaurier war ein Nodosaurier, bei dem es sich um eine Art der Ankylosaurier handelt, der aber der typische Keulenschwanz einiger ihrer Cousins fehlt. Der versteinerte Vegetationsballen aus dem Magen des Nodosauriers offenbarte, dass er einige Stunden vor seinem Tod größtenteils eine bestimmte Farnart fraß, die er aus einer Vielzahl verfügbarer Pflanzenarten ausgewählt hatte. Ringe aus verholzten Zweigen, die zusammen mit den Farnen gefressen wurden, zeigten, dass der Nodosaurier wahrscheinlich während des Sommers starb. Obwohl es sich nur um eine einzige Mahlzeit handelt, bietet der Fund einen außergewöhnlichen Einblick in die letzten Stunden eines Lebewesens, das vor mehr als hundert Millionen Jahren über die Erde streifte.

(Dieser Dinosaurier ist „das beeindruckendste Fossil“, das wir je gesehen haben)

Ein Mitarbeiter aus dem Gesundheitswesens bringt den 14-jährigen Kakule Kavendivwa im vergangenen Jahr in Beni zu einem wartenden Krankenwagen. Am Tag zuvor hatten Kakules Schwestern ihn in ein nahegelegenes Gesundheitszentrum gebracht, flohen aber, als das Team sie ermutigte, in ein Behandlungszentrum zu gehen. Das Gesundheitszentrum alarmierte die Weltgesundheitsorganisation, die die Familie fand. Nach mehrstündigen Gesprächen mit Sozialarbeitern der Gemeinde erlaubten sie einem Krankenwagen, Kakule zur Behandlung zu bringen.

Bild Nichole Sobecki

6. Zweitgrößer Ebola-Ausbruch der Geschichte wurde beendet

Am 25. Juni erklärte die Weltgesundheitsorganisation das Ende des zweitgrößten Ebola-Ausbruchs, bei dem mehr als 3.480 Menschen infiziert wurden und fast 2.300 starben. Das als Kivu-Ausbruch bekannte Ereignis begann im August 2018 mit einer Häufung von Fällen in der Nähe von Kivu, im Osten der Demokratischen Republik Kongo. Ebola ist ein hämorrhagisches Fieber, das sich durch eine Vielzahl von Symptomen auszeichnet – darunter Blutungen, Fieber, Magenschmerzen, Schwäche und Ausschläge. Es wird durch direkten Kontakt mit dem Blut oder den Körperflüssigkeiten einer infizierten Person oder eines infizierten Tieres verbreitet.

Die Eindämmung der Krankheit in Kivu war aufgrund lokaler Unruhen besonders schwierig. Zudem wurden jegliche Bemühungen der Regierung oder internationaler Organisationen zur Eindämmung der Krankheit von den Einwohnern mit Argwohn und Misstrauen betrachtet. Mit einem neuen Impfstoff bewaffnet, starteten die Mitarbeiter des Gesundheitswesens unter der Leitung von Michael Yao von der WHO jedoch eine Kampagne zur Impfung aller Personen, die der Krankheit möglicherweise ausgesetzt waren. Durch ein verstärktes Engagement in den Gemeinden konnten letztlich mehr als 300.000 Menschen geimpft werden.

Wissen kompakt: Ebola
Ebola ist eine seltene, aber extrem gefährliche Krankheit. Erfahrt, wie viele Arten des Ebolavirus existieren, wie das Virus seinen Wirt angreift und welche Symptome es verursacht.

Schädelfragmente eines frühen Homo erectus wurden in Südafrika entdeckt. Es war das erste Mal, dass die Art in der Region gefunden wurde.

Bild Reprinted with permission from Herries et al. Science (2020).

7. Gefunden: Ältester Schädel von Homo erectus

Aus Felsen nordwestlich von Johannesburg in Südafrika bargen Forschende alte Schädelstücke, die sie zunächst für die Überreste eines Pavians hielten. Doch als die Studierenden Jesse Martin und Angeline Leece von der La Trobe University in Australien die Stücke zusammensetzten, stellten sie fest, dass sie den ersten Hirnschädel eines Homo erectus enthielten, der bisher im südlichen Afrika gefunden wurde. Außerdem sind es mit zwei Millionen Jahre die bisher ältesten entdeckten Überreste dieses alten menschlichen Vorfahren. „Ich glaube nicht, dass unsere Vorgesetzten uns geglaubt haben, bis sie vorbeikamen, um selbst nachzusehen“, sagte Martin im vergangenen Frühjahr gegenüber National Geographic. Die Entdeckung hilft Forschern, unseren verworrenen Stammbaum weiter zu entwirren und herauszufinden, wann und wo sich unsere uralten Verwandten entwickelt haben.

Eine Rekonstruktion des Nistplatzes von Hypacrosaurus stebingeri aus der Two Medicine Formation von Montana. In der Mitte liegt ein verstorbenes Jungtier mit dem Schädel im flachen Wasser. Auf der rechten Seite ist ein trauerndes adultes Tier abgebildet.

Bild Illustration by Michael Rothman

8. Erste Spuren von Dinosaurier-DNA

In „Jurassic Park“ gelingt die Isolierung von Dinosaurier-DNA einfach über die Extraktion einer Blutmahlzeit einer alten, in Bernstein eingeschlossenen Mücke. Wir sind zwar noch weit davon entfernt, dieses Stück Science-Fiction zum Leben zu erwecken, aber die Forscher haben 2020 bei der Erforschung versteinerter DNA einen gewaltigen Sprung nach vorn gemacht. Bei der Untersuchung gut erhaltener Fossilien, die mehr als 70 Millionen Jahre alt sind, identifizierte ein Team die Umrisse von Zellen; Formen, bei denen es sich um Chromosomen handeln könnte; und mehrere mögliche Zellkerne, also jene Strukturen, die die DNA beherbergen. Sie haben jedoch keine DNA aus den fossilen Zellen extrahiert und können daher noch nicht bestätigen, ob es sich bei dem Material um unveränderte DNA oder ein anderes genetisches Nebenprodukt handelt. Aber es ist ein spannender Blick auf die feineren Details, die bei der Fossilbildung erhalten bleiben können. „Die Möglichkeiten sind enorme spannend“, sagte David Evans vom Royal Ontario Museum, der an der Studie nicht beteiligt war, im März gegenüber National Geographic.

Wissenschaftler vergleichen Notizen über die Stratigraphie der Chiquihuite-Höhle, ehe sie Proben pflanzlicher und tierischer DNA aus den Sedimenten entnehmen.

Bild Devlin Gandy

9. Höhlenfund deutet auf viel frühere Ankunft von Menschen in Amerika

Steinobjekte, die tief aus dem Inneren der Chiquihuite-Höhle in Mexiko geborgen wurden, deuten darauf hin, dass der Mensch bereits vor 30.000 Jahren nach Amerika gekommen sein könnte. Der Zeitpunkt ist ungefähr doppelt so lange her wie die meisten aktuellen Schätzungen der menschlichen Ankunft auf dem Kontinent. Das Datum wird unter Archäologen heftig diskutiert, da viele die erste menschliche Präsenz in Amerika vor etwa 13.500 Jahren verorten, als die Eisschilde schmolzen und die Migrationsrouten aus Asien freigaben. Jüngste Belege haben jedoch das Datum der menschlichen Ankunft um Tausende von Jahren nach hinten verschoben. Die neue Analyse von Steinartefakten – einschließlich Klingen, Geschossspitzen und Splittern, durchsetzt mit etwa 30.000 Jahre alten Holzkohlestücken – lässt vermuten, dass der Mensch wahrscheinlich vor dem Abschmelzen der Gletscher nach Amerika kam.

Die Untersuchung der Höhle legt nahe, dass sie vor Zehntausenden von Jahren ein durchaus lebensfreundlicher Ort gewesen sein könnte. Damals war die Region wahrscheinlich viel kühler, feuchter und grüner als heute. Doch bisher wurden noch keine menschlichen Überreste gefunden, und die neue Studie löste unter Wissenschaftlern eine Kontroverse aus. „Der größte Beitrag von Chiquihuite besteht darin, dass sie ein weiteres winziges Licht, ein weiteres winziges Signal bringt, dass es da irgendetwas gibt“, sagte der Hauptautor der Studie und Archäologe Ciprian Ardelean von der Autonomen Universität Zacatecas im Juli gegenüber National Geographic.

(Wie und wann kamen die ersten Menschen nach Amerika?)

Der neu entdeckte Korallenturm, der etwa 500 Meter hoch ist, ist einer von insgesamt acht bekannten freistehenden Riffen im nördlichen Great Barrier Reef.

Bild Schmidt Ocean Institute

10. Ein Korallenriff, höher als das Empire State Building

Ein Team australischer Wissenschaftler an Bord des Forschungsschiffes Falkor vom Schmidt Ocean Institute war dabei, den Meeresboden des nördlichen Great Barrier Reef zu kartieren. Dabei stießen die Forschenden auf einen etwa 500 Meter hohen Wolkenkratzer aus Korallen – der erste seiner Art, der seit mehr als 120 Jahren entdeckt wurde. Der Korallenturm ist einer von acht, die heute in der Region bekannt sind. Diese natürlichen Strukturen bieten lebenswichtige Lebensräume für Lebewesen wie Schildkröten und Haie, die immer wieder in die tiefen Gewässer neben dem Great Barrier Reef abtauchen. Das Team kartierte das freistehende Riff und fand eine Vielzahl von Lebensformen, die in dem Ökosystem gedeihen. Sie sammelten Proben von Gestein, Sedimenten und einigen Organismen, die zur Analyse in die Labors geschickt werden.

Während weitere Details über dieses Riff wahrscheinlich noch ans Licht kommen, haben Taxonomen über Bilder und Videos bereits mehrere neue Fischarten identifiziert. Wendy Schmidt, die Mitbegründerin des Schmidt Ocean Institute, sagte in einer Pressemitteilung, die Entdeckung sei Teil einer Revolution in der Meereswissenschaft: „Dank neuer Technologien, die unsere Augen, Ohren und Hände in der Tiefsee sind, haben wir die Fähigkeit, das Meer wie nie zuvor zu erforschen.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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