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Aus der Forschung direkt in die Schule
der Aufgabensammlung: Aufgaben von mRNA, Antikörper, Spike-Proteine, T-Zellen, B-Zellen

Wer sind wir? Woher kommen wir? – das sind zentrale Fragen, die uns Menschen schon seit mehr als einem Jahrhundert beschäftigen. Spätestens seit dem Jahr 1856 als Arbeiter im Neandertal, ungefähr zwölf Kilometer östlich von Düsseldorf, in einem Steinbruch eine kleine Höhle ausräumten und dabei Reste eines Skeletts entdeckten. Über die Zuordnung der Knochenfragmente wurde lange gestritten. Die Einschätzung einiger Anatomen, dass es sich hierbei um eine Frühform des modernen Menschen handle, wurde insbesondere von dem einflussreichen deutschen Pathologen Rudolf Virchow nicht geteilt. Gegen Ende des 19. Jahrhunderts jedoch hatte sich die Auffassung, dass der Neandertaler ein Vorläufer des anatomisch […]
B: Gesamtzahl der publizierten vollständigen frühgeschichtlichen Humangenome. © Investig

Aus der Forschung direkt in die Schule
B: Fernerkundung.

Als Rod MacKinnon am Neujahrstag 1998 erwachte, fürchtete er, dass alles nur ein Traum gewesen sein könnte. Bis spät in die Nacht hatte er an der Synchrotron-Strahlungsquelle der Cornell-Universität in Ithaka (NY) Daten aufgenommen, um die Struktur eines Kaliumkanals aus der Zellmembran zu ermitteln – einer Art Schleuse für geladene Teilchen. Seine Kollegen waren nach Hause gegangen, und er hatte alleine weitergearbeitet. Mitternacht war vorüber, und mit jeder Neuberechnung der Daten gewann das Bild des Kanals auf seinem Computerschirm an Schärfe. Schließlich begannen sich die Umrisse einzelner Kaliumionen abzuzeichnen, aufgereiht wie die Spielkugeln eines Flipper-Automaten – genauso, wie es Alan […]
B).

Aus der Forschung direkt in die Schule
Analysen des Max-Planck-Instituts für Gesellschaftsforschung durch mindestens vier

„Erzähle mir die Vergangenheit und ich werde die Zukunft erkennen“. Dies wusste bereits vor rund 2.500 Jahren der chinesische Philosoph Konfuzius. Obwohl es in seinen Lehren um den idealen, moralisch einwandfreien Menschen ging, lassen sich seine Weisheiten auch auf andere Themen anwenden, etwa auf die Klimaschwankungen in der Vergangenheit und in der Zukunft. „Nur wenn wir die Klimaänderungen der Vergangenheit kennen und verstehen, können wir gute Vorhersagen für die Zukunft machen“, meint Gerd Gleixner, Forschungsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena. Forscher wie Gleixner haben bereits vor längerer Zeit damit begonnen, im Buch der Klimageschichte zu blättern. Demnach ist das […]
Dann muss ein großes Team mehr als vier Wochen arbeiten, um die Bohrung durchzuführen

Im ersten Jahr der Pandemie 2020 schrumpfte die Weltwirtschaft. In Deutschland gab es ein Minus von fünf Prozent. Trotz solcher Phasen ist die globale Wirtschaft seit Mitte des 19. Jahrhunderts exorbitant gewachsen. Hauptursachen waren die Schaffung des kapitalistischen Wirtschaftssystems, technologische Erfindungen und die Nutzung fossiler Energie. Das ermöglichte einen enormen Zuwachs an Wohlstand für viele Menschen. Aber die Nebenwirkungen sind schwer – das zeigen unter anderem die Klimakrise und das Artensterben. Die Zukunft der Menschheit hängt davon ab, ob sie Wachstum und den Erhalt natürlicher Lebensgrundlagen in Einklang bringen wird. Europa litt lange Zeit unter Knappheit, alleine zwischen 1315 und […]
nach Analysen des Max-Planck-Instituts für Gesellschaftsforschung durch mindestens vier

Der Bedarf an Kunststoffen wird sich bis 2050 verdoppeln.  Doch noch immer werden über 90% davon aus Erdöl hergestellt – rechnet man den Altkunststoff mit ein. Allein durch die Produktion von Plastik wurden etwa im Jahr 2019 bereits 2,24 Gigatonnen CO2 freigesetzt – so viel wie durch 600 Kohlekraftwerke. Will Europa klimaneutral werden, bedarf es dringend neuer Kunststoffe, die sich ohne Qualitätsverlust in einem geschlossenen Kreislauf aus Produktion und Recycling halten lassen. Dafür entwickelt Manuel Häußler am Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung einen vielversprechenden Ansatz. Es begann im Jahr 1907 mit Bakelit. Bald folgten Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyethylen, Teflon, Polystyrol, Polyurethan, […]
B). Abb. B: Herstellung von Polyester-18,18.

1911 ging ein Metallröhrchen mit einer Füllung aus hoch­reinem Quecksilber auf eine extreme Reise: in die Region tiefster Temperaturen. Eigentlich bedeutet Reisen ja Bewe­gung, doch das Röhrchen befand sich in einem Isoliergefäß, und darin auf dem Weg zum Kältepol würden sogar die allgegenwärtigen Wärmebewegungen von Atomen allmäh­lich einfrieren. Die Reise fand in einem Labor im niederländischen Leiden statt — damals das Mekka der noch jungen Tieftemperaturphysik. Sein Leiter Heike Kamerlingh Onnes hatte kurz zuvor ein inter­nationales Wettrennen spektakulär gewonnen: Dem Physiker gelang 1908 die erste Verflüssigung des Edelgases Helium. Dazu musste die Leidener Apparatur eine Temperatur von nur 4,2 Kelvin […]
B: Ab 1986 ließen die neuen Hochtemperatur-Supraleiter die Rekorde purzeln. © Verändert

Wer würde nicht gerne einmal einen Blick auf einen Drachen werfen wollen? In ihrem gemeinsamen Buch „How to Build a Dragon or Die Trying“ erklären der US-amerikanische Biologe und Schriftsteller Paul Knoepfler und seine 17-jährige Tochter Julie, wie sie ihren eigenen Drachen bauen würden – dank einer der größten technologischen Innovationen der jüngsten Zeit, der Genom-Editierung. Die beiden Autoren schreiben: „Während wir über die coole Wissenschaft staunten, die es schon gibt, wurde uns auch klar – inmitten unserer Drachenbau-Pläne […] –, dass die Dinge für uns katastrophal schieflaufen könnten.“ Das Buch liefert einen satirischen Blick auf die aktuell bahnbrechendste Wissenschaft. […]
Mehr als vier Milliarden DNA-Basen wurden dafür dekodiert (s. Biomax 33) .