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Sa, 30 Jul 2016
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Wissenschaft und Technologie
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Bulb

Doch kein Spatzenhirn: Vögel besitzen deutlich mehr Neuronen als Primaten

Wie kann es sein, dass Vögel trotz ihrer im Vergleich zur Körpergröße kleinen Gehirne teilweise zu komplexen kognitiven Fähigkeiten, wie etwa dem Herstellen und Benutzen von Werkzeugen, komplexer Problemlösungen, das Verstehen von Ursache und Wirkung, dem vorausschauenden Planen und dem Erkennen des eigenen Spiegelbildes, in der Lage sind, wie sie selbst einige Primaten nicht erreichen (siehe: „GreWi Dossier“ unten). Die Antwort auf diese Frage war für die Neuroanatomie bislang ein Rätsel. Jetzt liefert die erste systematische Vermessung der Anzahl der Neuronen im Vogelhirn eine Antwort: Die Federtiere verfügen in ihren vergleichsweise kleinen Gehirnen über deutlich mehr Neuronen als die Gehirne von Säugetieren und selbst von Primaten mit vergleichbarer Masse.

© Lucas Weitzendorf (Wikimedia Commons), CC BY-SA 3.0
Haussperling (Spatz).
Nashville (USA) - Wie die Forscher um Suzana Herculano-Houzel von der Vanderbild University und Pavel Nemec von der Karls Universität in Prag aktuell im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS; DOI: 10.1073/pnas.1517131113) berichten, besitzt etwa der Ara zwar nur ein Gehirn von der Größe einer Walnuss und ein Makake ein Hirn von Zitronengröße, dennoch besitzen Aras in ihrem für intelligentes Verhalten verantwortlichen Vorderhirn mehr Neuronen - also Nervenzellen - als Makaken.

Dieses Verhältnis fanden die Forscher aber nicht nur bei den für ihre komplexen kognitiven Fähigkeiten bekannten Papageien- und Krähenvögel, sondern auch schon in den Hirnen von Zebrafinken bis hinauf zum fasst zwei Meter großen Emu.

Fireball

Asteroid begleitet Erde seit hundert Jahren und wurde erst jetzt entdeckt

Seit Jahrzehnten begleitet ein kleiner Asteroid die Erde auf ihrem Weg um die Sonne. Aufgefallen ist der 70 Meter große Brocken niemandem - bis jetzt.
© Nasa/JPL
Astronomen haben einen kleinen Asteroiden entdeckt, der die Erde auf ihrem Weg um die Sonne begleitet. Der Himmelskörper von etwa 40 bis 100 Meter Durchmesser kreise dabei immer wieder um die Erdkugel. Die Forscher der US-Raumfahrtbehörde Nasa gehen davon aus, dass der Mini-Asteroid namens 2016 HO3 die Erde bereits seit hundert Jahren begleitet und auch noch in mehreren Jahrhunderten um sie kreisen wird.

Entdeckt wurde der Asteroid Ende April mit dem Pan-Starrs 1 Teleskop der Universität Hawaii im Nationalpark Haleakala. "Da sich 2016 HO3 um unseren Planeten bewegt und sich auf dem Weg um die Sonne nie sehr weit entfernt, sprechen wir von einem Quasi-Satelliten", sagt Paul Chodas vom Nasa-Beobachtungsprogramm für erdnahe Objekte (Near Earth Objects, NEO).

Tanz im All

Der Orbit des Asteroiden verändert sich über mehrere Jahrzehnte immer wieder leicht. "Der Kreis um die Erde verschiebt sich von Jahr zu Jahr etwas nach vorn oder nach hinten", erklärt Chodas. Sobald sich der Asteroid jedoch zu weit von der Erde entfernt, holt sie ihn wieder zu sich ran. So wird der Gesteinsbrocken durch die Erdanziehungskraft in seiner Bahn gehalten.

Kommentar: Der Asteroid ist nicht riesig, was natürlich eine Entdeckung erschwert, dennoch zeigt es die typischen Grenzen auf, dass viele Himmelskörper einfach nicht leicht zu entdecken sind, wie es die Vergangeheit wiederholt zeigte:


Beaker

RNA von Durchfallerregern entschlüsselt - Bakterien können sich erst ab einer bestimmten Temperatur verbreiten

Darmbakterien erkennen ihren Wirt an der Körpertemperatur
© mmphoto/fotolia.com
Bakterien der Gattung Yersinia lösen beim Menschen unter anderem Entzündungen der Darmwand und schwere Durchfallerkrankungen aus. Erst ab einer bestimmten Temperatur können sich die Bakterien im Wirt ausbreiten und eine Erkrankung auslösen.

Bakterien nehmen die Umgebungstemperatur mit besonderen RNA-Strukuren wahr. In der Vergangenheit war es äußerst mühsam, sie in den Zellen aufzuspüren. Doch jetzt gibt es ein neues Verfahren.

Kommentar: Hier könnte die Kälte-Adaption (bspw. in Form von kalten Duschen) sehr hilfreich sein: Da Bakterien und andere Pathogene ein bestimmtes Mileu brauchen, um sich ausbreiten zu können, und kaltes Duschen über längere Zeit u.a. positive Auswirkungen auf die Körpertemperatur hat:
Studien haben gezeigt, dass „stress-induzierende nichtinfektiöse Stimuli“ wie wiederholtes Eintauchen in kaltes Wasser die Zahl der weißen Blutkörper erhöht. Diese Jungs bekämpfen Bakterien, Viren und Pathogene und es ist daher nicht die schlechteste Idee, sie am Start zu haben. Des Weiteren erhöhen kalte Duschen die Blutzirkulation und fördern damit die Gesundheit des Kreislaufsystems und generell besseres Leistungsvermögen.
Wichtige Gründe, warum Sie unbedingt kalt duschen sollten


Chalkboard

EmDrive doch keine Fantasie: Erzeugung von Schub möglich, ohne der bekannten Physik zu widersprechen

Helsinki (Finnland) - Beim sogenannten EmDrive handelt es sich um ein Antriebskonzept, das elektrische Energie mittels Mikrowellen in Schubkraft umwandeln soll - ohne dabei jedoch klassische Treibmittel zu benötigen. Während ein solches Prinzip eigentlich dem Impulserhaltungssatz zu widersprechen scheint und deshalb von vielen Wissenschaftlern nicht ernst genommen wird, präsentieren nun finnische Physiker nun eine Theorie, laut welcher der EmDrive zwar funktioniert, der Antrieb aber deshalb dennoch nicht dem Impulserhaltungssatz widersprechen muss.
© Roger Shawyer, emdrive.com
Ein Prototyp des EmDrive von 2007.
Wie das Team um Patrick Grahn und Arto Anilla von der Universität Helsinki aktuell im Fachjournal AIP Advances (DOI: 10.1063/1.4953807) berichten, könnte es sich bei den bislang gemessenen Schüben um den Effekt von Lichtteilchen, sogenannten Photonen handeln, die sich mit anderen phasenverschobenen Photonen zusammenfinden, um so dem Metallzylinder des EmDrives zu entkommen - und dabei dann den Schub der Einheit generieren.

Sherlock

Riesige Säbelzahnkatzenspuren in Argentinien entdeckt

Archäologen haben in Argentinien erstmals Pfotenabdrücke einer Säbelzahnkatzen-Art entdeckt.

© Daniel Boh/Museo Municipal de Miramar
Wahrscheinlich handelte es sich um einen Smilodon populator, dem größten Vertreter der Spezies Smilodeon, zu dem die Säbelzahnkatzen gehören. Vermutlich hatte er vor rund 50.000 Jahren einen »Spaziergang« in der argentinischen Region von Punta Hermengo gemacht und dabei seine Spuren im damals weichen Schlamm verewigt. Eines der Pfotenabdrücke misst 17,6 Zentimeter in der Länge und 19,1 Zentimeter in der Breite, was eine Vorstellung davon gibt, wie riesig diese Tiere waren. Nur zum Vergleich, heute lebende Königstiger haben um die 20 Prozent kleinere Pfoten.

Smilodon populator lebte während des sogenannten Lujanian (spätes Pleistozän bis frühes Holozän), dem Zeitalter südamerikanischer Landsäugetiere, bis er vor rund 12.000 Jahren ausstarb.

Black Cat 2

Katzen haben instinktives Verständnis für physikalische Grundprinzipien

Experiment belegt instinktives Verständnis von Ursache und Wirkung
© Julija/ thinkstock
Katzen verraten ihr Erstaunen durch längeres Hinschauen, wenn etwas scheinbar Unmögliches passiert.
Der Blick verrät es: Wenn Katzen etwas physikalisch Unmögliches beobachten, stutzen sie und schauen länger hin. Dies zeigt, dass sie bestimmte Erwartungen darüber haben, was in der realen Welt vorkommen kann und was nicht, wie ein Experiment belegt. Instinktiv begreifen die Samtpfoten demnach, dass beispielsweise aus einem leeren Behälter kein Objekt herausfallen kann und dass ein klappernder Behälter wahrscheinlich gefüllt ist.

Kommentar:


Meteor

Unbekannter Meteoritentyp in Schweden entdeckt

In Schweden entdeckter "fossiler" Meteorit ähnelt keinem bekannten Meteoritentyp
© Birger Schmitz
Der neu entdeckte Meteorit (dunkelgrau), eingebettet in 470 Millionen Jahre alten Kalkstein.
Einzigartiger Fund: In einem schwedischen Steinbruch haben Forscher einen völlig neuen Meteoritentyp entdeckt. Seine Zusammensetzung unterscheidet den 470 Millionen Jahre alten Meteoriten von allen bisher bekannten, wie Forscher im Fachmagazin Nature Communications berichten. Sie vermuten: Der Fund könnte das Fragment einer folgenschweren Kollision im Asteroidengürtel sein.

Galaxy

Planet 9 nicht allein? Weitere unentdeckte Planeten könnten im Sonnensystem sein

Seit zwei US-Astronomen anhand von Bahneigenschaften von sechs großen Körpern im Kuiper-Gürtel auf die Existenz eines bislang noch unbekannten großen Felsplaneten im äußersten Sonnensystem geschlossen haben (...GreWi berichtete), ist ein regelrechter Wettstreit um den direkten Nachweis dieses bereits als „Planet Neun“ bezeichneten Himmelskörpers entbrannt. Neue Berechnungen deuten nun daraufhin, dass es neben „Planet Neun“ sogar noch weitere unentdeckte Planeten geben könnte.

© José Antonio Peñas (SINC)
Künstlerische Darstellung eines extrem-transneptunischen Objekts (ETNO), dessen Bahn von einem (noch unbekannten) Planeten beeinflusst wird (Illu.).
Cambridge (Großbritannien) - Laut den bereits vor rund einem Jahr veröffentlichten Berechnungen der Astronomen Konstantin Batygin und Mike Brown vom California Institute of Technology (CalTech) haben sie anhand der übereinstimmenden ungewöhnlichen Eigenschaften der Umlaufbahnen von sechs großen Objekten jenseits der Bahn des Neptun (die sogenannten „Extreme Trans-Neptunian Objects, ETNOs) Sedna, 2012 VP113, 2004 VN112, 2007 TG422, 2013 RF98 und 2010 GB174) auf einen Planeten geschlossen, der für eine Sonnenumrundung 10.000 bis 20.000 Jahre benötigt und die bis zu 10-fache Masse der Erde aufbringt.

Wie das spanische Bruderpaar Carlos und Raul de la Fuente Marcos jetzt gemeinsam mit Sverre J. Aarseth vom Institute of Astronomy of the University of Cambridge aktuell im Fachjournal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS; DOI: 10.1093/mnrasl/slw078) berichten, haben sie sich der Frage nach der Existenz von „Planet Nine“ (P9) mit der zu Browns und Batygin entgegesetzten Fragestellung genähert: „Wie hätten sich die Umlaufbahnen der sechs ETNOs entwickelt, wenn es den Planeten tatsächlich gibt?“

Question

Ungeklärte Verhaltensänderung: Vegetarische Wanzen mögen jetzt Menschenblut

Ungewöhnliches Verhalten von Wanzen: Pflanzenfresser stechen Menschen
© by-studio/fotolia.com
Aus mehreren Regionen Westdeutschlands wird derzeit über eine Wanzenart berichtet, die offenbar Geschmack an Menschenblut gefunden hat. Auf schmerzhafte Stiche folgen entzündete Wunden.
Experten zeigen sich derzeit verblüfft über das Beute-Schema einer bestimmten Wanzenart. Die Insekten der Art Psallus varians machen sich nicht länger nur über Grünzeug und Blattläuse her, sondern stechen massenhaft Menschen in Westdeutschland. Fachleute vermuten, dass die Wetterkapriolen an der Verhaltensänderung schuld sein könnten.

Fish

Überraschung: Fische erkennen menschliche Gesichter

Braucht man eine spezielle Gehirnregion, um Gesichter zu unterscheiden? Vermutlich nicht, legt ein aktuelles Ergebnis nahe.
© University of Oxford
Menschliche Gesichter zu unterscheiden, ist erstaunlich schwierig das menschliche Gehirn hat einen extra dafür abgestellten Bereich. Deswegen gehen manche Wissenschaftler davon aus, dass nur Primaten mit einem hinreichend komplexen Gehirn dazu fähig sind. Wie nun aber eine Arbeitsgruppe um Cait Newport von der University of Oxford feststellte, sind auch Schützenfische dazu in der Lage. Diese wenige Zentimeter langen Tiere »erlegen« fliegende Insekten mit Hilfe eines Wasserstrahls, den sie buchstäblich ausspucken. Die Zoologin brachte einen Bildschirm über dem Becken der Tiere an und trainierte sie mit Hilfe einer Futterbelohnung darauf, auf ein ganz bestimmtes Gesicht zu spucken. In Experimenten waren sie dann in bis zu 86 Prozent der Fälle in der Lage, das korrekte Gesicht zu identifizieren. Wessen Gesicht die Tiere bespucken durften, ist allerdings nicht überliefert.

Schützenfische müssen sehr gut sehen können, um ihre Beute im Flug zu treffen. Das macht sie zu interessanten Forschungs-objekten für visuelle Aufgaben. Die Forscherin präsentierte ihnen die Gesichter jeweils paarweise, so dass auf einer Seite immer das erlernte Gesicht stand. Trotz dieser Erleichterung ist die hohe Trefferquote der Fische bemerkenswert, zumal sie diese Leistung auch mit Schwarz-Weiß-Bildern erbrachten. Gesichter sehen sich im Prinzip sehr ähnlich, und die Differenzen jenseits von Augen, Nase, Mund sind recht subtil. Dass es tatsächlich diese kleinen Unterschiede waren, auf die die Fische reagierten, stellte Newports Team sicher, indem sie Helligkeit, Kontrast und sogar Kopfform vereinheitlichten - all das störte die Fische nicht. Das Ergebnis stützt frühere Indizien, nach denen für die Gesichtserkennung keineswegs ein Neokortex vorhanden sein muss, wie ihn Säugetiere und Vögel besitzen. Anscheinend funktioniert sie auch schon mit den wesentlich einfacheren Gehirnstrukturen der Fische und möglicherweise sogar wirbelloser Tiere.