Ein Blick auf einige der seltsamsten wissenschaftlichen Forschungen im Jahr 2022

Im Jahr 2022 brachte die ernsthafte Wissenschaftsgemeinschaft allen eine Menge neuer, lustiger und sogar merkwürdiger Forschungsergebnisse. Wissenschaftler verfügten nicht nur über eine große Vorstellungskraft, sondern arbeiteten auch hart daran, einige Schauplätze aus Science-Fiction-Romanen in die Realität umzusetzen.

Zusammengestellt von Xiaoye

Tiere können die menschliche Vorstellungskraft immer übertreffen

Ansturm auf den Fischtruck!

Wenn Fische Auto fahren könnten, was würden sie gerne fahren? Im Januar 2022 installierten israelische Wissenschaftler Räder an einem Aquarium und brachten sechs Goldfischen bei, das Aquarium auf dem Boden zu bewegen. Der Fisch ist endlich an Land gegangen! **[1]** Mühelos „fahren“ sie die speziell für Fische entwickelten Fish-Operated Vehicles (FOVs), um ihr Ziel erfolgreich zu erreichen und sich als Belohnung über das köstliche Futter zu freuen. Sie fragen sich vielleicht: Wie fahren Goldfische? Der Goldfisch schwimmt im Wassertank und kann das Ziel visuell erkennen. Dadurch wird die Bewegung des Aquariums zum Zielort gesteuert, sodass auch das Sichtfeld in die gleiche Richtung verläuft. Forscher sagen, dass die Goldfische nach einigen Tagen Training zu hervorragenden Fahrern wurden. Sie konnten reibungslos zu ihrem Ziel fahren, Hindernissen und Sackgassen ausweichen und keine falschen Abbiegungen machen. Warum also einem Goldfisch das Autofahren beibringen? Wissenschaftler möchten verstehen, wie Tiere in unbekannten Umgebungen zurechtkommen.

Video 1 Goldfisch fährt Auto [Bitte gehen Sie zum öffentlichen Konto „Fanpu“, um das Video anzusehen]

"Nimm meinen Schlag!"

Im November 2022 entdeckten Wissenschaftler, dass Australiens „düsterer“ Krake (Octopus tetricus) seinem Namen alle Ehre macht. Wenn sie unglücklich sind, lassen sie ihrer Wut freien Lauf, indem sie sich gegenseitig mit Bällen „bewerfen“**[2]**. Australische und amerikanische Wissenschaftler haben in der Jervis Bay in Australien eine Reihe von Videos aufgenommen, in denen der Kopffüßer absichtlich Schlamm und Muscheln auf einen anderen Oktopus schleudert. Sie sammeln zunächst Schlamm, Sand und Muscheln, nehmen eine ganz besondere Haltung ein und spritzen diese dann mit einem Atemzug aus einer röhrenförmigen Struktur, einem sogenannten „Siphon“, heraus. Daher gehen Wissenschaftler davon aus, dass es sich bei dem Werfen um eine vorsätzliche Handlung handelt. Dies ist das erste Mal, dass Wissenschaftler beobachtet haben, wie Kraken sich gegenseitig mit Gegenständen bewerfen, und sie werfen am liebsten mit Schlamm. In dem 24-Stunden-Video warfen etwa 10 Kraken den Ball 102 Mal, wobei sich sowohl Weibchen als auch Männchen rege beteiligten. Die Weibchen warfen mehr, etwa zwei Drittel, und ihre Genauigkeit war nicht schlecht. Ein weiblicher Oktopus warf innerhalb einer Stunde 17 Mal und traf seinen Gegner dabei 9 Mal, davon 8 Mal ein anderes Weibchen in der Nähe und 1 Mal das Männchen, das am heftigsten kämpfte. Die „angegriffene“ Person wird dann Abwehr- oder Ausweichmaßnahmen ergreifen.

Video 2 Octopus Spray [Bitte gehen Sie zum öffentlichen Konto „Fanpu“, um das Video anzusehen]

Das Abschneiden des Schwanzes sollte die Partnersuche nicht verzögern

Obwohl diese Forschung erst im November 2021 veröffentlicht wurde, wurde sie mit dem Ig-Nobelpreis für Biologie 2022 ausgezeichnet. Dies ist eine tragische Geschichte über Tod und Liebe. Der Protagonist ist der südamerikanische Giftskorpion Ananteris. Wenn sie unglücklicherweise in das Maul ihrer natürlichen Feinde fallen, brechen sie wie Geckos ihren Schwanz ab, um zu überleben. Der Skorpion, der es schaffte zu überleben, zahlte dafür ebenfalls einen hohen Preis: Er verlor für den Rest seines Lebens dauerhaft die Fähigkeit zur Ausscheidung, da zu den abgestoßenen Geweben auch der Anus, Teile des Darms und andere hintere Verdauungssysteme gehörten. Der arme Skorpion wird monatelang an Verstopfung leiden und schließlich einen ziemlich schmerzhaften Tod sterben. Wissenschaftler aus Brasilien interessieren sich für die Frage, ob Schwanzamputation und Verstopfung die Bewegung und Paarung von Skorpionen in ihren letzten Tagen beeinträchtigen[3] . Die Ergebnisse zeigten, dass das Kürzung des Schwanzes kurzfristig keinen Einfluss auf die Lauffähigkeit der männlichen und weiblichen Skorpione hatte, langfristig jedoch nur die Laufgeschwindigkeit der männlichen Skorpione abnahm. Eine langfristige Verstopfung beeinträchtigt die Laufgeschwindigkeit jedoch nicht. Was die Partnersuche betrifft, ist die Lage nicht rosig: Männliche Skorpione, denen der Schwanz lange Zeit abgeschnitten wurde, laufen langsamer, was es schwierig macht, einen Partner zu fangen. zweitens werden männliche Skorpione bei schlechter Gesundheit bei der Balz keine gute Leistung bringen; Und schließlich spekulieren Forscher, dass männliche Skorpione mit abgeschnittenem Schwanz zwar noch zur Fortpflanzung fähig sind, die in ihrem Körper angesammelten Fäkalien jedoch zu einer Deformation der Samenbläschen und damit zu einer Funktionsbeeinträchtigung führen können [4]**. Kurz gesagt: Je länger Sie nach dem Abschneiden Ihres Schwanzes warten, desto schwieriger wird es für den männlichen Skorpion, Nachwuchs zu hinterlassen. Daher ist es besser, so früh wie möglich eine Partnerin zu finden.

Der Gewinner des Ig-Nobelpreises für Biologie 2022 zeigt, wie man durch Abschneiden des Schwanzes überlebt.

Papageien vs. Menschen: Der Kampf um den Müll

In den 1930er Jahren griff die australische Armee im Kampf um Nahrung und Süßwasser zu den Waffen (zwei Maschinengewehre und 10.000 Schuss Munition) und lieferte sich einen erbitterten Kampf mit ihrem Nationalvogel, dem Emu. Infolgedessen ging den Menschen die Munition aus und sie konnten nur wenige von ihnen töten, woraufhin die gesamte Armee sich zurückzog. Nun hat sich eine neue Art dem Kampf gegen den Menschen angeschlossen: der Gelbhaubenkakadu. Das Ziel dieses Kampfes ist tatsächlich der städtische Müll, ja, Müll! Menschen werfen Müll weg und Vögel ernähren sich davon. Im September 2022 entdeckten australische und europäische Wissenschaftler, dass Menschen und Vögel unterschiedliche, aber konsistente Verhaltensweisen aufweisen: Sie öffnen den Deckel einer Mülltonne, um Müll wegzuwerfen, oder fressen Müll**[5]**. Die schlauen Papageien hebeln den Deckel der Mülltonne mit ihren Schnäbeln hoch und drehen ihn um. Diese Drehtechnik bringen sie sich gegenseitig bei. Gleichzeitig verwenden die Australier schwere Steine, Wasserflaschen, Seile und Stöcke, um die Papageien zu vertreiben und so zu verhindern, dass der Müll umgeworfen wird. Doch die listigen Gegner passen ihre Gegenmaßnahmen immer rechtzeitig an und der Kampf macht viel Spaß. Tatsächlich besteht der Zweck dieser Studie darin, zu verstehen, wie Tiere, die mit Menschen zusammenleben müssen, ihr Verhalten ändern und es an andere Gefährten weitergeben. Die komplexe Kultur („Krieg“ in den Augen der Menschen), die sie etablieren und verbreiten, hilft ihnen, sich an die sich ständig verändernde menschliche Gesellschaft anzupassen.

Der Mensch muss immer über seine Grenzen hinausgehen

Die älteste Amputationsoperation

Stellen Sie sich vor, Sie führen eine Oberschenkelamputation ohne Betäubung durch. Stellen Sie sich vor, Sie würden als chirurgische Instrumente nur Steine ​​und Holz verwenden, und Sie könnten verstehen, was einem jungen Jäger und Sammler auf der indonesischen Insel Borneo vor 31.000 Jahren widerfuhr – der älteste bekannte chirurgische Eingriff. Dies wurde in einem im September 2022 in Nature veröffentlichten Artikel ausführlich beschrieben[6]. Australische und indonesische Wissenschaftler haben in einer Kalksteinhöhle ein uraltes Skelett ausgegraben, das etwa 31.000 Jahre alt ist (Spätpaläolithikum). Die Überreste weisen zwei besonders auffällige Merkmale auf: Etwa ein Drittel des linken Unterschenkels fehlt, aber die Querschnitte von Schien- und Wadenbein sind sauber, was darauf hindeutet, dass sie das Ergebnis sorgfältiger Schnitte sind; und der Querschnitt zeigt auch verheilten Knochenkallus, was darauf hindeutet, dass der Schnitt gereinigt wurde, um eine Infektion zu vermeiden. Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass diese Person möglicherweise schon einmal einer Beinamputation unterzogen wurde und dass der Arzt, der die Operation durchführte, über detaillierte Kenntnisse und chirurgische Fähigkeiten der Beinanatomie, der Muskeln und des Gefäßsystems verfügen und sich mit der postoperativen Pflege auskennen musste, um ein Verbluten des Patienten zu verhindern.

Ein Querschnitt des linken Schien- und Wadenbeins zeigt verheilten Kallus, der nach Ansicht der Wissenschaftler das Ergebnis einer komplexen Operation ist. Bildquelle: Nature

Glückliche Allergien

Allergien plagen viele Menschen. Menschen sind gegen alle möglichen seltsamen Dinge allergisch, aber wenn Ihnen die Pollensaison das nächste Mal übel wird, können Sie an jemanden denken, der noch mehr Pech hat als Sie: Manche Menschen sind gegen ihren eigenen Orgasmus allergisch. In einem Fallbericht vom Oktober 2022**[7]** besuchte ein 27-jähriger Amerikaner in gutem Gesundheitszustand einen Urologen und sagte, dass er jedes Mal, wenn er Sex hatte oder Sex alleine hatte, grippeähnliche Symptome hatte, darunter Husten, Niesen, geschwollene Lymphknoten und einen juckenden Ausschlag an den Unterarmen. Der arme Kerl litt unter dieser Reaktion, seit er mit 18 Jahren eine Epididymitis entwickelte, eine schmerzhafte Schwellung der Samenleiter in seinen Hoden, und vermied deshalb Geschlechtsverkehr so ​​weit wie möglich. Die Ärzte diagnostizierten bei ihm das Postorgasmic Illness Syndrome (POIS), einen von weniger als 60 dokumentierten Fällen. Nach Abwägung möglicher Behandlungsmöglichkeiten, darunter die Injektion von verdünntem Sperma, entschieden sich die Ärzte für eine sehr einfache Antihistamin-Behandlung, bei der der Patient Fexofenadin erhielt, ein Mittel, das häufig bei Allergikern angewendet wird. Die Behandlung war erfolgreich und der Mann berichtete später von einer 90-prozentigen Verringerung seiner Allergiesymptome und konnte wieder ein normales Sexualleben führen.

Eine erfolgreiche und eine fehlgeschlagene Transplantation

Unter Xenotransplantation versteht man die Übertragung lebender Zellen, Gewebe oder Organe einer Spezies auf eine andere. Der Prozess ist äußerst gefährlich und schwierig und das größte Hindernis für den Erfolg ist die Abstoßungsreaktion des Immunsystems. Im Januar 2022 gaben Experten des University of Maryland Medical Center bekannt, dass sie bei dem 57-jährigen David Bennett erfolgreich eine geneditierte Schweineherztransplantation durchgeführt hatten. Bennett leidet an Herzversagen und befindet sich im Endstadium seiner Krankheit. Da ihm nicht mehr viel Zeit bleibt, steht er vor zwei Alternativen: Tod oder Transplantation. Er entschied sich für Letzteres. Das Forschungsteam schaltete zunächst vier Gene im Schweineherzen aus, die eine Immunabstoßung verursachen könnten, und fügte dann sechs menschliche Gene ein, um das Abstoßungsrisiko weiter zu verringern. Nach einer mehr als achtstündigen Operation fand das geneditierte Herz eines einjährigen Schweins in Bennetts Herzen ein Zuhause. Nach der Operation zeigte Bennett eine Zeit lang gute Leistungen und hatte sogar die Energie, sich das Spiel anzusehen. Die Nachricht von der erfolgreichen Operation verbreitete sich innerhalb eines Tages auf der ganzen Welt und Medien aus aller Welt berichteten umgehend darüber. Jeder war der Meinung, dass es sich um ein wunderbares Ereignis handelte, das es wert war, in die Geschichte der Humanmedizin eingegangen zu werden. Die guten Zeiten währten jedoch nicht lange. Zwei Monate nach Bennetts „Verlängerung“ verschlechterte sich sein Zustand plötzlich und er verstarb kurz nach Erhalt der Palliativpflege. Im Juli veröffentlichte das Team einen Artikel im New England Journal of Medicine**[8] , in dem es feststellte, dass die Ergebnisse der Autopsie Muskelzellnekrose, interstitielle Ödeme und Extravasation roter Blutkörperchen zeigten, jedoch keine mikrovaskuläre Thrombose, die typisch für Abstoßungsreaktionen ist. Das Team führt noch immer eine eingehende Untersuchung durch. Auch wenn die „erfolgreiche Xenotransplantationschirurgie“ nur von kurzer Dauer war, wird die medizinische Praxis nie über Nacht erreicht. Wissenschaftler forschen unermüdlich weiter und sind überzeugt, dass sie die Herausforderungen der Xenotransplantation letztendlich meistern und mehr Leben retten werden. [9-10]**

Wenn Science-Fiction Wirklichkeit wird

Gehirnzellen, die Spiele spielen können

„Gehirn im Tank“ ist ein berühmtes Gedankenexperiment. In einem im Oktober in Neurons veröffentlichten Artikel wurde berichtet, dass das kultivierte „DishBrain“ erfolgreich das Tischtennisspielen erlernt hat. **[11]**Ein Forschungsteam aus Australien, Großbritannien und Kanada hat sich auf die Entwicklung synthetischer biologischer Intelligenzsysteme (SBI) spezialisiert. Sie verwendeten zunächst menschliche Stammzellen, um Nervenzellen des Gehirns zu züchten, und fügten einige Neuronen aus Mausembryonen hinzu. Insgesamt 800.000 Gehirnzellen wurden auf einem hochdichten Multielektrodenarray in einer Kulturschale platziert und durch elektrische Stimulation mit dem virtuellen Videospiel Pong verbunden. Das Array ist in zwei Hälften unterteilt, die obere und die untere Hälfte. Die Neuronen in der oberen Hälfte des Arrays erfassen die Position des Tischtennisballs durch elektrische Signalstimulation und die Frequenz des elektrischen Signals gibt die Entfernung des Tischtennisballs im Verhältnis zum Schläger an. Die Neuronen in der unteren Hälfte sind in linke und rechte Bereiche unterteilt, die durch Entladung die Auf- und Abbewegung des Schlägers auf dem Bildschirm steuern. Anschließend richteten die Forscher einen Belohnungs- und Bestrafungsmechanismus ein: Wenn die Neuronen dem Schläger erfolgreich den Befehl gaben, den Ball zu fangen, sendeten die Elektroden als Belohnung eine vorhersehbare Signalrückmeldung an das Gehirn. Wenn der Ball verfehlt wurde, wurden zur Strafe unvorhersehbare, zufällige Reize gesendet. Während des gesamten Prozesses entsprach das Verhalten der Neuronen dem „Freie-Energie-Prinzip“ (vereinfacht ausgedrückt: Das Gehirn bevorzugt eine vorhersehbare Zukunft und versucht, „Überraschungen“ zu vermeiden). Am Ende waren diese Neuronen ohne Hände und Füße in der Lage, in nur 5 Minuten in nur einem Dutzend Runden Tischtennis in der virtuellen elektronischen Welt zu spielen. Das klingt ein bisschen nach Matrix, aber ob sie wirklich gerne Tischtennis spielen, ist noch nicht bekannt.

Video 3 Synthetische Gehirnzellen spielen Pong [Bitte gehen Sie zum öffentlichen Konto „Fanpu“, um das Video anzusehen]

Toter Spinnenroboter

Freunde, die Angst vor Spinnen haben, können es überspringen.

Im Juli 2022 verwendeten amerikanische Wissenschaftler die Leiche einer Wolfsspinne, um einen furchterregenden „Roboter“ zu erschaffen – einen gruseligen „Zombie-Roboter“ [12] . Wolfsspinnen haben eine einzigartige biologische Struktur. Anders als beim Menschen, der sich mithilfe von Muskeln fortbewegt, ist der Körper der Wolfsspinnen klar in zwei Hauptteile unterteilt. Der vordere Teil wird als „Cephalothorax“ (Prosoma) bezeichnet. Die Spinne kann den Cephalothorax zusammendrücken, um Körperflüssigkeiten in bestimmte Gelenke zu injizieren und durch Druck ihre langen Beine zu öffnen. Um die Spinne wiederzubeleben, versiegelte das Team ihren Cephalothorax mit Nadeln und Sekundenkleber und injizierte Luft anstelle von Körperflüssigkeiten in die Beine. Der erhöhte Druck konnte die Beine der Spinne strecken, während der verringerte Druck dazu führte, dass sich die Beine zusammenzogen. Auf diese Weise wird die Spinne zu einer Art Greifer in einem Greifautomaten, einem mechanischen „Greifer“, der Gegenstände aufheben kann. Allerdings ist das Erschrecken von Kindern nicht der einzige Zweck der Entwicklung dieses untoten Roboters. Wissenschaftlern zufolge besteht auch das Potenzial, es in der Elektronikfertigung einzusetzen oder als clevere Falle zum Fangen von Insekten in der freien Natur zu verwenden.

Video 4: Toter Spinnenroboter [Bitte gehen Sie zum öffentlichen Konto „Fanpu“, um das Video anzusehen]

Rattenhirn? Menschliches Gehirn?

Ist die Situation realistisch, dass mehr als die Hälfte des Mäusehirns und weniger als die Hälfte des menschlichen Gehirns vorhanden ist? Im Oktober 2022 zeigte eine in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Studie, dass Forscher der Stanford University in den USA erfolgreich in vitro kultivierte menschliche kortikale Organoide in den primären somatosensorischen Kortex sich entwickelnder Ratten transplantiert haben[13] . Nach der Transplantation wuchsen diese Organoidzellen weiter und integrierten sich in die neuronalen Schaltkreise der Ratte. Am Ende bestand ein Sechstel der neuronalen Zusammensetzung des Rattengehirns aus menschlichen Gehirnzellen. Die Forscher nutzten Optogenetik, um menschliche Gehirnzellen zum Feuern zu bringen und so das Belohnungssuchverhalten bei Ratten zu modulieren. Mit diesem Ansatz hoffen sie, die mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen des Menschen verbundenen Gehirnprozesse genauer erforschen zu können. Einige Wissenschaftler haben jedoch eine ethische Frage zur Artdefinition aufgeworfen: Ist eine Ratte, die einige menschliche Gehirnneuronen besitzt, immer noch eine Ratte? Auf zellulärer Ebene sind diese Ratten keine 100 % reinrassigen Ratten mehr. Dies führt dann zu einer weiteren Frage: Wenn dies der Fall ist, was sind dann die Kriterien zur Beurteilung des Artenwandels? Ethische Fragen bereiten dem Forschungsteam derzeit keine Sorgen, da es die bestehenden Vorschriften für die Transplantation menschlicher Zellen in Tiere vollständig einhält. [14]** (Siehe „Kann uns die Implantation menschlicher Gehirnzellen in Mäuse helfen, das Gehirn besser zu verstehen?“)

Menschliche Gehirn-Organoide (hellgrün) wurden in die Gehirne neugeborener Mäuse transplantiert. Bildquelle: Nature

Täuschen, nochmal täuschen

Wenn Sie so tun wollen, als wären Sie ein Wissenschaftler

Wenn Sie in den sozialen Medien ein „Experte“ sind, der nachdenklich wirkt, in Wirklichkeit aber voller Unsinnsliteratur ist, dann funktioniert es besser, sich als Wissenschaftler auszugeben. Eine im Februar 2022 veröffentlichte Studie zeigt, dass wir den Aussagen von Wissenschaftlern mehr vertrauen als den Aussagen von „spirituellen Mentoren“. [15] Die Forscher verwendeten einen Online-„New Age Bullshit Generator“, um Schlagworte zu kombinieren und so tiefgründig klingende Aussagen zu erstellen. Die Studie wurde anschließend in 24 Ländern getestet und kam zu dem Ergebnis, dass die Menschen den Worten eher Glauben schenkten, wenn sie von einem Wissenschaftler stammten, als von einem „spirituellen Mentor“. Forscher nennen dieses Phänomen den „Einstein-Effekt“ (kluge Menschen haben mit dem, was sie sagen, immer Recht). In gewisser Weise seien die Ergebnisse ermutigend, sagen die Autoren des Artikels, weil sie zeigten, dass wir ungeachtet unserer Religion oder unseres kulturellen Hintergrunds Wissenschaftlern mehr vertrauen als Hühnersuppen-Gurus.

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Verweise

[1] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166432821005994?via%3Dihub

[2] https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0276482

[3] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1749-4877.12604

[4] https://mp.weixin.qq.com/s/QxNVSWzHABXPjnNCJ5uHJw

[5] https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.abe7808

[6] https://www.nature.com/articles/s41586-022-05160-8

[7] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214442022002017

[8] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2201422

[9] https://www.newscientist.com/article/2319108-man-who-received-pig-heart-transplant-has-died-after-pig-virus-found/

[10] https://www.umms.org/ummc/news/2022/transplant-of-genetically-modified-pig-heart-into-human-patient

[11] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627322008066

[12] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202201174

[13] https://www.nature.com/articles/s41586-022-05277-w

[14] https://www.technologyreview.com/2022/10/12/1061204/human-brain-cells-transplanted-baby-rats-brains

[15] https://www.nature.com/articles/s41562-021-01273-8

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Hersteller: China Science and Technology Press Co., Ltd., Beijing Zhongke Xinghe Culture Media Co., Ltd.

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