Schlagwort: Wissenschaft

Wann schlägt das Herz eines Menschen zum ersten Mal?

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Heute auf Wissenschaft.de gefunden. Interessant, wie früh schon das kleine Herz des Menschen funktioniert. Warum eigentlich, da es doch noch nicht lebensfähig ist?

„Das geht schon sehr früh los, erklärt Prof. Ernst Tamm vom Lehrstuhl für Humananatomie und Embryologie der Universität Regensburg. „Das Herz beginnt bereits am 22. Tag der Embryonalentwicklung, also zu Beginn der 4. Schwangerschaftswoche zu schlagen. Die zarten Kontraktionen können Ärzte mit Ultraschall-Untersuchungen bereits schon sehr früh nachweisen. Oft weiß die Mutter noch nicht einmal, dass sie überhaupt schwanger ist.

„Man darf sich dieses frühe Herz allerdings nicht vorstellen, wie wir es vom Erwachsenen kennen“, sagt Tamm, „es ist eher eine Art Schlauch, der sich rhythmisch zusammenzieht und damit das Blut hin und her bewegt – so ähnlich wie bei Ebbe und Flut“. Erst im Laufe der fünften Woche bildet sich dann auch ein richtiger Kreislauf mit einem gerichteten Blutfluss.

Das Herz ist von Anfang an ein Organ mit einer gewissen Unabhängigkeit, denn die Bewegungen der Herzmuskelzellen unterstehen nicht der Kontrolle des Gehirns. Der sogenannte Sinusknoten hat stattdessen das Kommando über das Herz. Seine Zellen bauen elektrische Impulse auf, die sich über das ganze Organ entladen und es damit zum Schlagen bringen. Das geschieht auch beim ersten Herzschlag: Zellen, die später den Sinusknoten bilden erzeugen den ersten Impuls für den Rhythmus der uns durch unser Leben begleitet.

In den ersten drei Monaten entwickelt sich das junge Herz dann zu der Form, die wir kennen. Während der Schwangerschaft wird das Blut des Kindes über die Nabelschnur an der Plazenta der Mutter mit Sauerstoff und Nährstoffen angereichert und von den Herzschlägen in dem winzigen Körper verteilt. „Wegen der Atmung muss das Herz nach der Geburt komplexere Aufgabe erfüllen“ erklärt Tamm, „denn es arbeitet dann über zwei getrennte Kreisläufe“. Die rechte Herzhälfte pumpt das Blut durch die Lunge, wo es den Sauerstoff aufnimmt, danach fließt es gleich wieder zurück zum Herzen. Jetzt drückt es die linke Herzseite in den gesamten Körper, um jeden Winkel zu versorgen.

dapd/wissenschaft.de – Martin Vieweg

Delfine lassen sich von Doppel-Echolot leiten

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gerade bei wissenschaft.de gefunden

Zwei gleichzeitig ausgesendete Ultraschall-Signale ermöglichen die Orientierung unter Wasser

Die Unterwasserwelt ist oft dunkel und trüb – das Echolot-System, das Delfinen hier dennoch die Orientierung ermöglicht, hat Forscher schon lange fasziniert: Die Meeressäuger senden hochfrequente Töne aus, deren Echo ihnen Informationen über Objekte in der umliegenden Unterwasserwelt liefern. Meeresbiologen haben nun entdeckt, dass dieses System raffinierter ist als bisher angenommen: Zwei Ultraschall-Signal gleichzeitig machen den dreidimensionalen Höreindruck perfekt. „Die beiden Sonar-Strahlen haben unterschiedliche Frequenzen, und die Delfine können sie sogar in verschiedene Richtungen aussenden“, sagt Josefin Starkhammar von der schwedischen Lund University. Dadurch könnten die Tiere Objekte sehr fein lokalisieren.

Ein System aus 47 Unterwassermikrofonen machte die Entdeckung der Wissenschaftler um Starkhammar möglich. Damit analysierten sie das Echolotsystem der Delfine so präzise wie nie zuvor. Seit 1960 untersuchen Forscher die Orientierung der intelligenten Meeressäuger, doch erst durch die gezielte Zusammenarbeit von Ingenieuren und Biologen wurde nun das Doppelsonar-System aufgedeckt, sagt Starkhammar. Es war sogar bekannt, dass die Tiere im Kopf zwei Strukturen besitzen, die Ultraschall aussenden. Bisher ging man aber davon aus, dass diese immer nur ein Echolot-Signal erzeugen.

Das Sonar der Delfine ist eines der höchstentwickelten Navigationssysteme der Natur, sagt Starkhammar. „Der Mensch kann bei der Echolot-Technik von den Delfinen noch eine Menge lernen“, betont die Meeresbiologin. Erkenntnisse über die Sinnessysteme der Meeressäuger könnten auch dabei helfen, sie vor dem gefährlichen Unterwasser-Lärm des Menschen zu schützen. Denn viele Wissenschaftler machen die wachsende Lautstärke in den Meeren dafür verantwortlich, dass immer mehr Wale und Delfine stranden.

Josefin Starkhammar et al.: Biology Letters, doi:10.1098/rsbl.2011.0396

wissenschaft.de – Martin Vieweg

Tja, wer hat das SOOO eingerichtet??? Was Wissenschaftler nicht schaffen – hat der Delfin „von Hause aus“ ??

„Vögel stellen ein Fenster zum Rest der Natur dar“

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Interessanten Artikel auf n-tv gefunden – ähnliche Nachricht auch heute Nacht im Radio gehört:

Jede siebte Vogelart ist vom Aussterben bedroht. Das geht aus der neuen Roten Liste für Vögel hervor, die die Weltnaturschutzunion IUCN veröffentlicht hat. Insbesondere große Vogelarten sind demnach gefährdet. Jagd und andere Störungen sowie Verlust und Zerstückelung des Lebensraums machen ihnen besonders zu schaffen.

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Insgesamt sind in der Neuauflage der Roten Liste 1253 Vogelarten als gefährdet eingestuft, das sind 13 Prozent aller untersuchten Arten. „Im Zeitraum eines Jahre sind 13 weitere Arten in die bedrohten Kategorien aufgenommen worden“, erläuterte der Vizedirektor des IUCN-Artenschutzprogramms, Jean-Christophe Vié. „Allerdings wären die Zahlen noch schlechter, wenn die Naturschutzinitiativen nicht greifen würden.“

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Vögel stellen ein Fenster zum Rest der Natur dar“, betonte Stuart Butchart von der Organisation Birdlife International, die für die IUCN die Rote Liste für Vögel zusammenstellt. Sie seien ein wichtiger Indikator für die Gesundheit des Ökosystems.

Dass wir am Weißensee nicht nur Schwäne sondern auch brütende Haubentaucherpaare, Bläßhühner …. haben, zeigt ein bis jetzt gutes Ökosystem – bis jetzt. Hoffentlich wird es nicht weiter zerstört.

Wird wirklich Zeit „dass die verdorben werden, die die Erde verderben“!

ein einfacher Computer – oder doch mehr?

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Erschien gestern auf der Seite von wissenschaft.de
Erstaunlich, wozu das Gehirn des Menschen fähig ist. Woher kommt wohl diese Fähigkeit?
Welcher Computer hat keinen Programierer nötig?

Warum unser Gehirn viel mehr ist als ein Computersystem

… Das Gehirn ist das Markenzeichen des Menschen und bestimmt die Persönlichkeit jedes Einzelnen. Doch wenn der Verstand auf sich selbst blickt, kommt er schnell ins Grübeln. Wenn Sie diese Zeilen lesen, ist das schon eine Leistung ihres Verstandes, die viele Fragen aufwirft. Lässt sich das Gehirn mit einem Computersystem vergleichen? Wie entsteht aus diesem Gewirr von Nervenimpulsen unser Bewusstsein?

„Parallelen zum Computer gibt es aber durchaus“, sagt Thomas Arendt, Leiter des Paul-Flechsig-Instituts für Hirnforschung in Leipzig. Auch das Gehirn arbeitet über kleine Stromimpulse, ähnlich wie bei den Schaltkreisen in einem Computerchip. Der entscheidenden Unterschied ist die Flexibilität: „Das Gehirn verändert quasi ständig seine Hardware“, erklärt Arendt. Ein Computer besitzt eine starre Hardware, deren Chips und Schaltkreise sich nicht verändern. Das Gehirn knüpft dagegen ständig neue Verbindungen zwischen Nervenzellen – es ist immer im Wandel und passt sich den Anforderungen an.

Die kleinste Einheit des Gehirns ist die Nervenzelle. In komplizierter Weise steht sie mit anderen Nervenzellen in Verbindung. So bilden sich Gruppen, Hierarchien und Abteilungen, die bestimmte Aufgaben übernehmen und ständig in Kontakt sind. „Das Gehirn ist wie ein riesiges Orchester, das in einer Art Konzert komplexe Melodien hervorbringt. Die Partitur für diese Musik ist aber bisher ein Geheimnis“, erklärt Arendt.

Wissenschaftler auf der ganzen Welt erforschen momentan die Struktur des Gehirns, indem sie die Hauptverbindungen zwischen den Hirnteilen kartieren und analysieren. Stück für Stück versuchen sie den Geheimnissen unseres Denkorgans dadurch näher zu kommen. „Zur Hirnforschung gehört ein gerüttelt Maß an Demut“, sagt Arendt. Dieses faszinierende Organ ist eben nicht nur eine Art Computer. Wie das Gehirn uns zu dem macht, was wir sind, bleibt sicher noch lange ein Geheimnis. Arendt beschreibt die Grenzen der Hirnforschung mit einem Vergleich: „Auch wenn man den Aufbau einer Uhr kennt, hat man noch lange nicht verstanden, was Zeit ist“.

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dapd/wissenschaft.de – Martin Vieweg

Sind Fische stumm und taub?

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Haben Tiere Gefühle? Nicht erstaunt, aber doch interessant das, was heute bei wissenschaft.de zu lesen ist:

Raubfische überhört

Zu viel Kohlendioxid macht Fische taub

Fische in saurem Wasser hören ihre Feinde nicht mehr: Diesen seltsam anmutenden Zusammenhang hat jetzt ein internationales Forscherteam an jungen Clownfischen festgestellt. Hintergrund: Kohlendioxid in der Atmosphäre sorgt nicht nur für den Treibhauseffekt, sondern löst sich auch im Meerwasser und macht es dadurch sauer. Für ihre Studie zogen die Wissenschaftler Versuchstiere unter Wasserbedingungen auf, wie sie nach Berechnungen Mitte und Ende des Jahrhunderts in den Weltmeeren herrschen werden. Diese Fische zeigten den Ergebnissen zufolge keine Fluchtreaktionen auf Unterwassergeräusche, die von Raubfischen stammen. Frühere Studien haben bereits gezeigt, dass ein hoher Kohlendioxidgehalt den Geruchsinn von Fischen beeinträchtigt. Die neuen Ergebnisse der Forscher um Stephen Simpson von der University of Bristol lassen nun vermuten, dass niedrige PH-Werte die Entwicklung des Sinnessystems der Fische generell schädigt.

Wie wichtig der Hör-Sinn für Fische ist, erklärt Friedrich Ladich von der Universität Wien: „Sie sind weder taub noch stumm, wie viele glauben“, betont er. Tatsächlich wird unter Wasser gequietscht, gegrunzt und geknurrt. „Die Ohren der Fische sind den unseren sogar prinzipiell ähnlich“, sagt Ladich, „nur Ohrmuscheln haben sie eben keine.“ Im Prinzip müsse man sich die Lautkulisse unter Wasser ganz ähnlich vorstellen wie über Wasser, so Ladich. Auch Fische nutzen Laute, um ihr Revier zu verteidigen, Partner anzulocken oder eben Feinde zu erkennen.

Für ihre Untersuchungen hatten die Forscher einen Teil der Clownfisch-Babys zur Kontrolle unter heutigen Bedingungen aufgezogen. Bei den anderen Versuchsgruppen wurde dem Wasser dagegen soviel Kohlendioxid zugefügt, bis das errechnete Niveau für 2050 und 2100 erreicht war. „Für die Verhaltensuntersuchungen nutzten wir ein Unterwasser-Lautsprechersystem in den Labor-Aquarien“, erklärt Simpson. Damit beschallten die Wissenschaftler die Fische aller Versuchsgruppen mit den typischen Geräuschen eines von Raubfischen bevölkerten Korallenriffs.

„Unter heutigen Bedingungen aufgezogene Fische schwammen weg vom Raubfisch-Geräusch“, berichtet Simpson. „Doch Clownfische, die mit dem Kohlendioxidgehalt von 2050 und 2100 aufgewachsenen waren, zeigten diese Reaktion nicht“, so der Biologe.

Wie gut Fische in der Lage sind, sich an neue Umweltbedingungen anzupassen, sei nicht bekannt, sagt Simpson. Im Vordergrund der öffentlichen Diskussion stehen zwar die Effekte auf das Klima, doch die Studie zeige, dass „die steigenden Kohlendioxid-Werte auch auf die Lebensgemeinschaften im Meer verheerende Wirkungen haben können“.

Stephen Simpson von der University of Bristol et al.: „Biology Letters“, doi:10.1098/rsbl.2011.0293

wissenschaft.de – Martin Vieweg

Bienensterben beunruhigt UN

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Heute auf n-tv gelesen:

Ernährung der Menschheit bedroht

Die Vereinten Nationen haben wegen eines massenhaften Bienen-Sterbens Alarm geschlagen. In manchen Gegenden der stark industrialisierten nördlichen Erdhalbkugel seien in den vergangenen Jahren bis zu 85 Prozent der Bienenschwärme Krankheiten oder der Umweltverschmutzung zum Opfer gefallen, heißt es in einem Bericht, den das UN-Umweltprogramm UNEP in Genf vorstellte. Es gebe mehr als ein Dutzend Faktoren, die den nützlichen Insekten schadeten, darunter Luftverschmutzung und der Einsatz von Pestiziden.

Zudem gebe es Parasiten, die nur die Bienen der nördlichen Halbkugel befallen, heißt es in dem Bericht. Darüber hinaus wirke es sich negativ aus, dass es weniger Blumenwiesen und in Europa auch weniger Imker gebe, die sich um die Bienenvölker kümmern.

Die Art, wie die Menschen mit den Naturressourcen umgingen, „wird zum Teil unsere gemeinsame Zukunft im 21. Jahrhundert bestimmen“, erklärte UNEP-Chef Achim Steiner. Er gab zu bedenken, dass von den 100 Pflanzenarten, mit denen die Menschen zu 90 Prozent ihre Ernährung bestreiten, mehr als 70 Arten von Bienen bestäubt würden. Die Bestäubung ermöglicht die Fortpflanzung der Pflanzen.

Laut UNEP ging die Bienenpopulation in Europa in den vergangenen Jahren um zehn bis 30 Prozent zurück und in den USA um 30 Prozent. Im Nahen Osten betrug der Rückgang sogar 85 Prozent, erklärte Peter Neumann, Mitautor der ersten UN-Studie zur Bienenpopulation. In Südamerika, Afrika und Australien wurden hingegen keine großen Rückgänge festgestellt.

AFP

Wie passend dazu der neue Artikel Schwierige Zeiten: Ein Grund zur Hoffnung?

Glauben an Medikamente ??

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Heute auf wissenschaft.de gefunden:

Die Erwartungshaltung bestimmt, wie gut Arzneien wirken

Der Glaube an Erfolg oder Misserfolg einer Therapie beeinflusst deren Ausgang noch stärker als bislang angenommen: Er kann selbst die Wirkung starker Medikamente vollkommen zunichtemachen. Das haben deutsche Wissenschaftler in einer Studie herausgefunden, in der sie Freiwillige Schmerz aussetzten und anschließend die Wirkung eines Schmerzmittels unter verschiedenen Bedingungen testeten. Ergebnis: Wussten die Probanden, dass ihnen ein schmerzlinderndes Mittel verabreicht wurde, verstärkte sich die Wirkung des Medikaments. Waren die Probanden hingegen in dem Glauben, dass sie nach einer Infusion mehr Schmerzen als zuvor verspüren würden, fehlte nicht nur der Verstärkungseffekt, das Schmerzmittel verlor sogar gänzlich seine Wirkung. Dieser Effekt spiegelte sich auch in der Gehirnaktivität der Probanden wider. Die Forscher fordern jetzt, dass Patienten intensiver über ihre Erkrankung und die Therapie aufgeklärt werden sollten, um den therapeutischen Erfolg zu verbessern.

Das Team um Ulrike Bingel setzte 22 Freiwillige zwischen 21 und 40 Jahren mehrfach für einige Sekunden einem kontrollierten Hitzereiz aus. Dieser verursachte bei den einzelnen Probanden einen mittleren bis starken Schmerz. Dann bekamen die Teilnehmer per Infusion Remifentanil, ein sehr starkes opioidhaltiges Schmerzmittel. In einem ersten Versuch wussten sie nicht, dass ihnen ein schmerzlinderndes Medikament verabreicht wurde und rechneten demnach nicht mit einem Nachlassen des Schmerzes. Im zweiten Test teilten die Forscher den Probanden dann mit, dass sie ein Schmerzmittel bekamen. Und in einem dritten Experiment wurden sie in dem Glauben gelassen, kein Medikament zu erhalten, obwohl ihnen das schmerzlindernde Mittel verabreicht wurde. Einigen sagten die Wissenschaftler sogar, dass sich durch die Infusion die Schmerzen verstärken könnten.

Wussten die Probanden nichts von dem Schmerzmittel, tat dieses seine Arbeit – der Schmerz ging deutlich zurück. Noch stärker war dieser Effekt, wenn sie sich darüber im Klaren waren, dass ihnen ein Schmerzmittel eingeflößt wurde: Das Wissen um die Verabreichung reichte aus, um den schmerzlindernden Effekt zu verdoppeln – obwohl die Medikamentendosis die gleiche war. Ganz anders verhielt es sich dagegen, als die Forscher den Patienten sagten, sie bekämen kein Medikament mehr und der Schmerz könne womöglich zunehmen: Obwohl ihnen ohne ihr Wissen weiter das Analgetikum verabreicht wurde, stieg die Schmerzintensität wieder bis zum ursprünglichen Wert an. „Die negative Erwartung und die Angst vor dem Schmerz haben den Effekt des Medikaments vollständig zerstört“, erklärt Studienleiterin Bingel. „Der Schmerz war bei den Probanden genauso stark, als hätten sie überhaupt kein Medikament bekommen.“

Parallel dazu verfolgten die Forscher die Schmerzverarbeitung im Gehirn der Freiwilligen mit Hilfe von funktioneller Magnetresonanztomografie. „Dabei zeigten die Schaltstellen des schmerzverarbeitenden Systems, dass die persönliche Erwartung den Effekt des Medikaments beeinflusst“, sagt die Wissenschaftlerin. Glaubte der Proband an die Wirkung der Behandlung, wurde das körpereigene schmerzhemmende System aktiviert und verstärkte so die schmerzlindernde Wirkung des Medikaments. Die Forscherin rät daher, dass Patienten in Zukunft intensiver und gezielter über ihre Erkrankung und die Behandlung aufgeklärt werden sollten. „Damit sollen positive Erwartungen geweckt und negative vermieden werden“, erläutert Bingel.

Ulrike Bingel (Universitätsklinikum, Hamburg-Eppendorf) et al: Science Translational Medicine, doi: 10.1126/scitranslmed.3001244

dapd/wissenschaft.de – Peggy Freede