Podcast „Tonspur Wissen“

Der Podcast „Tonspur Wissen“ der Leibniz-Gemeinschaft wird gemeinsam mit der Rheinischen Post präsentiert. Das Format soll Wissenschaft anschaulich und verständlicher machen. Ziel ist es, aktuelle Themen mit Forschungsergebnissen zu verbinden. Moderiert wird der Podcast von Ursula Weidenfeld. Die Wirtschaftswissenschaftlerin und ehemalige Chefredakteurin der Zeitschrift „Impulse“ möchte mit ihren Fragen eine Brücke zwischen Alltagswelt und Spitzenforschung bauen. „Wir haben es verdient, Wissenschaft gut erklärt zu bekommen“, sagt sie. „Und die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verdienen es, dass wir uns für ihre Arbeit interessieren.“

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Für die Analyse wurden sogenannte Inter-Onset-Intervalle betrachtet: zusammenhängende Sprachabschnitte inklusive einer anschließenden Pause. Diese Einheit wird auch in der Erforschung tierischer Kommunikationssignale verwendet und ermöglicht dadurch einen direkten Vergleich zwischen Mensch und Tier. Datengrundlage war das Language Documentation Reference Corpus (DoReCo), das Sprachaufnahmen aus zahlreichen, oft wenig erforschten Sprachen enthält, sowie diverse bereits in der Literatur beschriebene Rhythmusmaße für Tiere.

Die Auswertung von über 100.000 solcher Intervalle ergab eine über alle 48 Sprachen hinweg auffallend ähnliche Dauer von rund zwei Sekunden. Diese Übereinstimmung bestand unabhängig von der Sprachfamilie oder individuellen Merkmalen der Sprechenden. Bei dem anschließenden Vergleich mit Daten aus der Forschung zur Tierkommunikation zeigte sich interessanterweise, dass sich der menschliche Sprechrhythmus in die Bandbreite einreiht, wie sie zum Beispiel auch für den Kap-Seebär, die Meerrabe oder die Feldlerche beschrieben wurde.

Als mögliche Erklärung für die beobachtete Regelmäßigkeit nennt das Forscherteam physiologische Faktoren wie den Atemrhythmus, welcher die Länge zusammenhängender Intervalle begrenzt. Auch Grenzen des Arbeitsgedächtnisses könnten eine Rolle spielen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die grundlegende zeitliche Organisation der menschlichen Kommunikation auf Mechanismen zurückgehen könnte, die Menschen mit anderen Tierarten teilen.

„Wenn man den Sprechrhythmus so berechnet, wie das häufig in der tierischen Kommunikation untersucht wird, zeigen sich deutlich weniger Unterschiede zwischen den untersuchten Sprachen, als man es von kleineren sprachlichen Einheiten wie Silben kennt. Dies legt nahe, dass hier biologische Faktoren eine wichtige Rolle spielen", sagt Susanne Fuchs, Senior Researcher am ZAS Berlin und Mitautorin der Studie. Ludger Paschen, Mitherausgeber des DoReCo-Korpus, fügt hinzu: "Unsere Studie demonstriert, wie Sprachdokumentationsdaten von bislang weniger intensiv erforschten Sprachen nachgenutzt werden können, um fundamentale Fragen zum Status menschlicher Sprache zu klären".

Originalpublikation

L. S. Burchardt, L. Paschen, and S. Fuchs, “Rhythm Across Species: Situating Human Speech in a Comparative Framework.” Annals of the New York Academy of Sciences 1563, no. 1 (2026): e70383. https://doi.org/10.1111/nyas.70383 

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Pressemitteilung des Leibniz-Zentrums Allgemeine Sprachwissenschaft (ZAS)

Dazu erklärt Bundesforschungsministerin Dorothee Bär:

„Seit 20 Jahren berät die EFI die Bundesregierung kompetent zur Frage, wie wir Deutschland durch Forschung und Innovation zukunftsfähig aufstellen. Diese unabhängige wissenschaftliche Expertise ist heute wichtiger denn je. Mit der Hightech Agenda Deutschland haben wir uns das klare Ziel gesetzt, die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands nachhaltig zu stärken. Dafür werden wir die Wirkung unserer Maßnahmen konsequent überprüfen und, wo nötig, nachsteuern. Mit Professorin Nadine Kammerlander und Professor Oliver Falck gewinnen wir zwei renommierte Persönlichkeiten aus der Wissenschaft für die EFI. Ich freue mich zugleich, dass Professor Guido Bünstorf seine erfolgreiche Arbeit in der EFI fortsetzen wird. Professorin Friederike Welter und Professor Christoph M. Schmidt danke ich herzlich für ihre Arbeit in der EFI."

Hintergrund

Am 20. August 2006 beschloss die Bundesregierung die Einrichtung der Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI). Seit 2008 legt die EFI 2008 jährlich ein Gutachten zu Forschung, Innovation und technologischer Leistungsfähigkeit Deutschlands vor, zuletzt im Februar 2026. Neben Handlungsempfehlungen für die nationale Forschungs- und Innovationspolitik werden weitere Schwerpunktthemen in den Fokus genommen. Die Mitglieder werden für vier Jahre berufen.

Prof. Dr. Nadine Kammerlander ist Leiterin des Instituts für Familienunternehmen und Mittelstand an der WHU - Otto Beisheim School of Management in Koblenz. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich Mittelstand und Familienunternehmen sowie Finanzierung, etwa über „Family Offices“.

Prof. Dr. Oliver Falck leitet das ifo Zentrum für Innovationsökonomik und Digitale Transformation am ifo Institut München und ist Professor für Volkswirtschaftslehre, insbesondere Empirische Innovationsökonomik an der LMU München. Seine Forschung umfasst zentrale Fragen der Innovationsökonomik, der Industrie- und Technologiepolitik und des Strukturwandels.

Prof. Dr. Guido Bünstorf ist Professor für Volkswirtschaftslehre und Leiter des Fachgebiets „Wirtschaftspolitik, Innovation und Entrepreneurship“ an der Universität Kassel. Er forscht zur Entwicklung neuer Märkte, zu Entrepreneurship sowie zum Wissenschafts- und Hochschulsystem und war bereits von 2022 bis 2026 Mitglied der EFI.

Weitere Mitglieder der Expertenkommission Forschung und Innovation sind:

Dr. Irene Bertschek (Vorsitzende), ZEW – Leibniz-Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung GmbH Mannheim, Forschungsbereich Digitale Ökonomie, und Justus-Liebig-Universität Gießen, Fachbereich Wirtschaftswissenschaften, Professur für Ökonomie und Digitalisierung

Dr. Carolin Häussler (stv. Vorsitzende), Universität Passau, Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Organisation, Technologiemanagement und Entrepreneurship

Dr. Joachim Henkel, Technische Universität München, TUM School of Management, Dr. Theo Schöller-Stiftungslehrstuhl für Technologie- und Innovationsmanagement an der TU München

Ausgeschieden sind:

Dr. Dr. h.c. Christoph M. Schmidt, Präsident der Leibniz-Gemeinschaft, bis Juni 2026 Präsident des RWI – Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung e.V., Lehrstuhl für Wirtschaftspolitik und Angewandte Ökonometrie an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaft der Ruhr-Universität Bochum

Dr. Dr. h.c. Friederike Welter, Institut für Mittelstandsforschung (IfM) Bonn und Universität Siegen, Fakultät III Wirtschaftswissenschaften, Wirtschaftsinformatik und Wirtschaftsrecht, Professor für Betriebswirtschaftslehre, insbesondere Management von kleinen und mittleren Unternehmen und Entrepreneurship

Weitere Informationen

Dies ist eine Pressemitteilung des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt, auch auf der Website des BMFTR zu finden: https://www.bmftr.bund.de/SharedDocs/Pressemitteilungen/DE/2026/09/020926-Neubesetzung-EFI.html

www-e-fi.de

• Tamara Dogandžić, Leibniz-Zentrum für Archäologie (LEIZA)
  Projekt „ENCOUNTERS“ (Early ENCOUNTERS: Population dynamics and behavioral complexity across the Balkan Peninsula 300,000-100,000 years ago)
  
  Mehr zum Forschungsprojekt
  
  Tamara Dogandžić ist Absolventin des Leibniz-Mentorings.
   
• Robert Gorwa, Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB)
  Projekt “ALIGNING-AI“ (Governing Generative AI from the Inside and Out: The Politics and Practices of AI 'Alignment')
  
  MEHR ZUM FORSCHUNGSPROJEKT
   
• Melanie Mittenbühler, Deutsches Diabetes-Zentrum (DDZ)
  Projekt „MYOSCAN“ (Myokines in Sarcopenia and Cancer)
  
  Mehr zum Forschungsprojekt
   
• Mariana Schuster, Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB)
  Projekt „FRONTERA“ (Functional Regulation Of membrane proteiNs Through Enzymatic cleavage)
  
  Mehr zum Forschungsprojekt
  
  Mariana Schuster ist Absolventin des Leibniz-Mentorings.

Insgesamt hat Deutschland 89 Starting Grants eingeworben. Davon gehen vier an die Leibniz-Gemeinschaft, zehn an die MPG, elf an die HGF und 63 an deutsche Universitäten. Einer geht an das European Molecular Biology Laboratory (EMBL). Damit belegt Deutschland im internationalen Ranking den ersten Platz, gefolgt vom Vereinigten Königreich mit 47 Grants. Den dritten Platz belegt Frankreich mit 38 Starting Grants. Die Schweiz folgt mit 36 Starting Grants auf dem vierten Platz und die Niederlande mit 33 Grants auf dem fünften. Insgesamt wurden 4807 Anträge eingereicht, was einem Anstieg von 22 Prozent gegenüber dem vergangenen Jahr entspricht. Davon wurden 421 bewilligt, was einer Erfolgsquote von 8,8 Prozent entspricht. Zum Vergleich: Im Jahr 2025 lag die Erfolgsquote bei 12,2 Prozent (3 928 eingereichte Anträge und 478 geförderte Projekte). In der aktuellen Ausschreibung der ERC Starting Grants wurden 21 Forschende ausgewählt, die derzeit außerhalb Europas tätig sind. Dies entspricht 5 Prozent aller Geförderten. Unter ihnen befinden sich 20 Forschende aus den Vereinigten Staaten.

Hintergrund

ERC Starting Grants stellen akademische Meilensteine dar, die maßgeblich den weiteren Karriereverlauf beeinflussen. Sie werden an vielversprechende Nachwuchsforschende aller Nationalitäten vergeben, deren Promotion zwei bis sieben Jahre zurückliegt. Die Forschung muss in einer Forschungseinrichtung mit Sitz in einem der EU-Mitgliedstaaten oder assoziierten Länder durchgeführt werden. Die Förderung wird bis zu fünf Jahre gewährt. 

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How to get your ERC grant

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www.leibniz-gemeinschaft.de/erc

Freie Wissenschaft –
Erfolgreiche Wirtschaft –
Starkes Deutschland

Deutschland braucht eine exzellente Wissenschaftslandschaft und starke innovative Unternehmen. Gemeinsam bilden diese das Fundament für Wohlstand, Wettbewerbsfähigkeit und technologische Souveränität in Deutschland. Forschung, Entwicklung und industrielle Umsetzung sind unabdingbar, um die Innovationskraft Deutschlands zu verteidigen und auszubauen. Doch unser Land steht vor einer Bewährungsprobe: Der internationale Wettbewerb um Technologien, Talente und Wertschöpfung nimmt zu. Zugleich geraten unsere offene Gesellschaft und ihre Institutionen unter Druck. Wissenschafts- und demokratiefeindliche Kräfte versuchen, Ergebnisse, Themen und Bereiche der Forschung zu delegitimieren, einzuschränken oder ideologisch zu beeinflussen. Das gefährdet die Freiheit der Wissenschaft, die Resilienz unserer Demokratie, die Innovationskraft unserer Wirtschaft und die Zukunft unseres Landes. Die unterzeichnenden Organisationen fordern nachdrücklich, die Freiheit der Wissenschaft zu schützen.

Wissenschaft ist die systematische und methodisch nachvollziehbare Erforschung der Welt. Laufend kommen neue Erkenntnisse hinzu, die vorheriges Wissen ergänzen, bestätigen, in Frage stellen oder widerlegen. Ihre Ergebnisse sind nie endgültig: Sie werden veröffentlicht, überprüft, hinterfragt und weiterentwickelt. So entsteht belastbares Wissen als Grundlage für politische Entscheidungen, für Fortschritt und Innovation. Wissenschaft lebt von der Überprüfbarkeit ihrer Ergebnisse, der Nachvollziehbarkeit ihrer Methoden, von Transparenz, Verantwortung und Freiheit. Forschung schafft oft völlig neues Wissen und legt die Basis für neue Anwendungsgebiete und Wertschöpfungsfelder, in denen Produkte entstehen, welche die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes ausbauen.

Durch direkte Kooperationen zwischen Wissenschaft und Wirtschaft, durch Patente und Ausgründungen sind viele Technologien und Verfahren entstanden, die heute die Grundlage unseres wirtschaftlichen Erfolgs in Deutschland bilden. Der volkswirtschaftliche Nutzen von Forschung ist messbar: Allein jeder in Hochschulstandorte investierte Euro schafft einen vielfachen ökonomischen Mehrwert. Aktuelle Beispiele für die Wertschöpfung aus der Forschung sind: Modelle für KI-optimierte Arbeitsprozesse für kleinere und mittlere Unternehmen, Design von Mikroprozessoren, funktionale Materialien für effiziente Wasserstoff- und Energietechnologien, Medikamente auf mRNA-Basis gegen Infektionen und Krebs, Sensoren für klimaintelligente Landwirtschaft, raumtemperaturfähige Quantencomputer oder KI-basierte Automatisierungssoftware für Anruf- und Prozessbearbeitung im Gesundheitsbereich. Die Beispiele ließen sich endlos fortführen.

Wissenschaft kennt keine nationalen Grenzen. Rund die Hälfte aller deutschen Publikationen entsteht mit internationalen Co-Autorinnen und Co-Autoren; etwa 400.000 internationale Studierende und Promovierende an unseren Hochschulen machen Deutschland zu einem der beliebtesten Studienziele weltweit. Zudem treiben rund 70.000 wissenschaftliche und künstlerische Beschäftigte mit ausländischer Staatsbürgerschaft Lehre, Forschung und Transfer an unseren Hochschulen und Forschungseinrichtungen voran. In internationalen Netzwerken entsteht wissenschaftlicher Fortschritt. Grenzüberschreitende Zusammenarbeit ist ein wichtiger Bestandteil herausragender Forschung. Davon profitieren insbesondere die forschungsintensiven Branchen in Deutschland. Sie sind auf den globalen Austausch von Wissen, Talenten und Technologien sowie – gerade angesichts des zunehmenden Fachkräftemangels – auf die Zuwanderung Studierender und hochqualifizierter Forschender angewiesen, um Innovationen hervorzubringen, internationale Märkte zu erschließen und hochwertige Arbeitsplätze in Deutschland zu sichern. Fremdenfeindliche Tendenzen erschweren oder verhindern gar die Anwerbung internationaler Talente. Fremdenfeindlichkeit darf auch deswegen in unserem Land keinen Platz haben.

Wissenschaft ist unersetzlicher Bestandteil unserer Gesellschaft. Sie ermöglicht eine evidenzbasierte und deshalb belastbare demokratische Willensbildung. Zudem öffnet sie neue Lösungsräume, um Wohlstand zu erhalten. Ihre Freiheit ist grundgesetzlich verbrieft. Bildung, Forschung und Innovation sind unser größtes Kapital, Grundlage unseres Wohlstands und kultureller Errungenschaften. Deshalb dürfen wir Wissenschaftsfeindlichkeit keinen Raum geben. Wer wissenschaftliche Ergebnisse delegitimiert, Forschende diskreditiert oder Forschung politisch manipuliert, schwächt das Wissenschaftssystem, bedroht das Fundament unserer Gesellschaft und gefährdet unseren Wohlstand.

Die unterzeichnenden Organisationen setzen sich dafür ein,

• Forschungsfragen nach wissenschaftlichen Maßstäben zu beantworten, 
• wissenschaftliche Methoden und Ergebnisse zu schützen und der Diskreditierung von Forschung und Forschenden entgegenzutreten,
• unabhängige Begutachtungs- und Selbstverwaltungsstrukturen der Wissenschaft zu achten und zu stärken,
• das Vertrauen in evidenzbasierte Erkenntnisse zu fördern sowie
• eine offene Gesellschaft mit Willkommenskultur zu leben und zu schützen.

Wissenschaft und Forschung brauchen Freiheit. Eine fortschrittliche, resiliente Demokratie und eine moderne, international kompetitive Wirtschaft brauchen eine freie Forschung. Wer versucht, die Wissenschaft zu instrumentalisieren, versperrt einer freien Gesellschaft die Zukunft.

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Positionspapier (PDF)

Zu den Leihgaben des IRS für die Ausstellung gehören der Entwurf für einen nicht realisierten Erweiterungsbau für das DDR-Außenministerium und Pläne für ein Varieté- und Revuetheater in Berlin, die um 1980 nach dem Abriss des alten Friedrichstadtpalastes entstanden. Sie stammen aus dem Nachlassteil von Josef Kaiser, den das IRS wissenschaftlich erschlossen hat. Dieser dokumentiert eine große Brandbreite seines Schaffens. Er umfasst unter anderem Entwürfe für bekannte Gebäude wie das Kino International, das Kino Kosmos und das Restaurant Moskau (heute: Café Moskau) in der Stalinallee (heute: Berliner Karl-Marx-Allee), Arbeiten für Wohnbauten sowie Pläne für das Nationaltheater in Budapest. Zum Bestand gehören auch theoretische Arbeiten Kaisers, darunter ein Artikel von 1954 zu den „Methoden des sozialistischen Realismus in der Architektur“. Der andere Teilnachlass von Josef Kaiser befindet sich in der Berlinischen Galerie.

Über die Ausstellung hinaus veranstaltet das IRS gemeinsam mit der Berlinischen Galerie und dem Landesdenkmalamt Berlin am 22. Januar 2027 ein Symposium unter dem Titel „Sichtbarwerden. Josef Kaiser und die Architekturen der DDR“. 

„Mit unseren Leihgaben und Scans, durch Hinweise und als Kooperationspartner für das Symposium tragen wir zur Auseinandersetzung mit einem der wichtigsten Architekten der DDR und seinem Werk bei“, sagt Kai Drewes, Leiter der Wissenschaftlichen Sammlungen am IRS.

Josef Kaiser und seine Architektur

Josef Kaiser (1910–1991) begann seine Karriere als Architekt 1935 in Weimar. Er zählt zu den prägenden Vertretern der DDR-Architektur. Zwischen 1950 und 1970 realisierte er im Kollektiv überwiegend repräsentative öffentliche und Staatsbauten. Viele seiner Werke stehen heute unter Denkmalschutz und gelten als Ausdruck eines neuen gesellschaftlichen Aufbruchs.

Die Wissenschaftlichen Sammlungen des IRS

Das Leibniz-Institut für Raumbezogene Sozialforschung (IRS) in Erkner bei Berlin untersucht die Wechselwirkung zwischen gesellschaftlichen Veränderungen und der Transformation von Räumen. Seine Wissenschaftlichen Sammlungen sind ein einmaliges Spezialarchiv für die jüngere ostdeutsche Bau- und Planungsgeschichte mit einem Schwerpunkt auf der DDR-Zeit sowie den Transformationsjahren ab 1990. Sie beherbergen unter anderem über 170 Vor- und Nachlässe vor allem von Architekt*innen und Planer*innen.

Über das IRS-Onlineportal Stadt-Raum-Geschichte können die digital verfügbaren Bestände recherchiert werden. Der Nachlass Josef Kaisers ist bislang nur in Teilen digitalisiert. Bei Fragen zur Nutzung wenden Sie sich bitte an Anja Pienkny.

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Raumbezogene Sozialforschung (IRS)

Erst seit wenigen Jahren sind die Geruchsstoffe bekannt, die für viele Kakao-Fehlnoten verantwortlich sind. Wie und unter welchen Bedingungen sie entstehen, ist jedoch noch nicht vollständig geklärt. Um den Ursachen auf den Grund zu gehen, untersuchten Franziska Krause und Studienleiter Martin Steinhaus Kakaoproben aus verschiedenen Fermentationsstadien und Anbauländern. Ein Teil der Arbeiten fand unter realen Bedingungen auf Kakaoplantagen in Nicaragua und Costa Rica statt, wo Franziska Krause den Fermentationsprozess vor Ort begleitete.

Überfermentation fördert käseartige und rauchige Fehlnoten

Mithilfe moderner Geruchsstoffanalytik verglichen die Forschenden im Labor Proben von optimal fermentierten Kakaobohnen mit Proben von bewusst überfermentierten Bohnen. Dabei wiesen sie in den überfermentierten Proben erhöhte Konzentrationen kurzkettiger Carbonsäuren nach. Diese Verbindungen können käseartige, schweißartige oder nach Erbrochenem riechende Fehlnoten hervorrufen.

Die überfermentierten Proben enthielten zudem deutlich höhere Konzentrationen der Verbindungen 2-Methoxyphenol und 4-Ethylphenol. Beide Substanzen weisen einen rauchigen Geruch auf. Während 2-Methoxyphenol eher süßlich-rauchig riecht, weist 4-Ethylphenol zusätzlich herbe, ledrige, phenolische und an Pferdestall erinnernde Noten auf.

Rauchige Fehlnoten besser erkennen und vermeiden

In einer früheren Studie hatte das Forschungsteam Fehlaromastoffe identifiziert und quantifiziert, die typisch für eine Holzrauchkontamination von Kakaobohnen sind. Die neuen Ergebnisse zeigen nun, dass in überfermentierten Kakaobohnen wichtige rauchartig riechende Phenole in ähnlich hohen Konzentrationen vorkommen wie in holzrauchkontaminiertem Kakao. „Unsere Ergebnisse belegen damit erstmals objektiv und auf molekularer Ebene, dass rauchige Fehlnoten nicht nur durch Rauchkontaminationen, sondern auch durch Überfermentation entstehen können“, sagt Lebensmittelchemiker Martin Steinhaus.

Franziska Krause, die am Leibniz-Institut promoviert, ergänzt: „Eine weitere wichtige Erkenntnis unserer Studie ist, dass sich die quantitativen Spektren der geruchsaktiven Phenole in überfermentiertem und holzrauchkontaminiertem Kakao unterscheiden. Diese Unterschiede könnten künftig dabei helfen, die Ursachen rauchiger Fehlnoten zuverlässiger zu identifizieren.“

Die Studie liefert jedoch nicht nur neue Erkenntnisse zu den Ursachen von Fehlnoten, sondern auch einen praxisnahen Ansatz für die Prozesskontrolle: An beiden Untersuchungsstandorten nahm der pH-Wert des Kakaobohnenfruchtfleisches in der Fermentationsmasse deutlich zu, sobald die optimale Fermentationsdauer erreicht war. Eine einfache Messung mit Teststreifen könnte daher die üblichen Temperatur-, Farb- und Geruchskontrollen ergänzen und so helfen, den Beginn einer Überfermentation frühzeitig zu erkennen und die Entstehung von Fehlnoten zu vermeiden.

Trotz unterschiedlicher klimatischer Bedingungen, Kakaosorten und Fermentationsverfahren zeigten die Proben aus Nicaragua und Costa Rica vergleichbare Ergebnisse. Die Studie liefert damit wichtige Hinweise für die Herstellung hochwertigen Kakaos und die Sicherung der sensorischen Qualität von Kakaoprodukten. Künftige Arbeiten sollen nun klären, welche Mikroorganismen an der Bildung der identifizierten Verbindungen beteiligt sind und ab welchen Konzentrationen diese von Konsumentinnen und Konsumenten tatsächlich als Fehlnoten wahrgenommen werden.

Publikation

Franziska Krause, Martin Steinhaus; Off-Flavor Compounds in Fermented Cocoa: Impact of Overfermentation. J. Agric. Food Chem. 29 July 2026; 74 (29): 23069–23080.
https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c05685

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München (LSB)

Wenn ein junger Steinadler (Aquila chrysaetos) endgültig das Revier seiner Eltern verlässt, lässt er das einzige Sicherheitsnetz zurück, das er je gekannt hat. Biologinnen und Biologen gingen bislang davon aus, dass Adler diesen Schritt wagen, sobald sie gut genug fliegen können, um ohne Hilfe zu überleben. Eine neue Studie, in der 92 junge Steinadler in den Alpen über sechs Jahre hinweg mittels GPS-Sendern verfolgt wurden, zeigt jedoch, dass das Geschick beim Fliegen fast nichts damit zu tun hat. Bereits wenige Monate nachdem junge Adler flügge werden, können sie ebenso geschickt fliegen – schnell aufsteigen, enge Radien beim Kreisen in der Thermik fliegen, wechselnde Winde nutzen – wie erwachsene Adler. Dennoch verweilen viele danach noch fast ein ganzes Jahr lang im Revier ihrer Eltern. „Steinadler scheinen schon lange gut fliegen zu können, bevor sie das Territorium der Eltern verlassen“, sagt Dr. Hester Brønnvik, Erstautorin der Studie. Sie führte diese Forschungsabteiten am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie durch und ist jetzt Wissenschaftlerin in der Abteilung für Evolutionäre Ökologie am Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung. „In der Lage zu sein, auf eigene Faust zu überleben, und diesen Schritt tatsächlich zu wagen, sind offenkundig zwei unterschiedliche Dinge.“

Die Studie wurde vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz in Zusammenarbeit mit der Schweizerische Vogelwarte Sempach, der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (Schweiz), der Konrad-Lorenz-Forschungsstelle der Universität Wien (Österreich) und dem Centro Italiano Studi Ornitologici (Italien) durchgeführt.

Rekonstruktion der Flugfähigkeiten der Adler mit hochauflösenden GPS-Daten

Das Team stattete zwischen 2019 und 2024 Steinadler-Jungvögel in den Alpen mit GPS-Sendern aus und verfolgte die Bewegungen jedes Vogels ab einem Alter von etwa 50 Tagen – also kurz vor dem Verlassen des Nestes – während seiner ersten Streifzüge außerhalb des Reviers seiner Eltern und in den meisten Fällen bis zu dem Tag, an dem er schließlich abwanderte. Die meisten Adler unternahmen ihre erste Reise außerhalb des elterlichen Reviers innerhalb von etwa drei Monaten nach der Besenderung und legten dabei bis zu 77 Kilometer zurück, teilweise in mehrtägigen Exkursionen. Studien aus anderen Regionen deuteten darauf hin, dass Steinadler in genau diesem Alter ihre volle Flugfähigkeit als Erwachsene erreichen. Eine Abwanderung folgte jedoch nicht; viele Vögel verließen ihre Eltern erst fast ein Jahr nach der Besenderung und oft erst, nachdem der Winter vorbei war. „Diese jungen Adler waren eindeutig in der Lage, außerhalb des Reviers ihrer Eltern zu überleben, lange bevor sie es tatsächlich verließen“, sagt Brønnvik. „Sie unternahmen bereits Flüge über Dutzende von Kilometern und blieben tagelang weg. Sie kamen einfach immer wieder zurück.“

Für die Analyse der Flugfähigkeiten übermittelten die Sender kurze GPS-Datenpakete mit einer Auflösung von einem Standort pro Sekunde. So konnten die Forschenden genau rekonstruieren, wie jeder Adler segelte: wie eng er in thermischen Aufwinden kreiste, wie schnell er an Höhe gewann und wie gut er mit Wind zurechtkam. Das Team wollte wissen, ob die Vögel, die das Fliegen in der Thermik am schnellsten beherrschten, auch diejenigen waren, die ihr Zuhause am frühesten verließen. „Diese Fähigkeiten erwiesen sich als notwendig, waren aber bei weitem nicht ausreichend“, sagt Dr. Elham Nourani vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz, eine der leitenden Autorinnen der Studie. „Die Entscheidung, das Elternhaus zu verlassen, hängt von viel mehr ab als nur davon, ob man das nötige Geschick für Flug und Jagd hat.“ Keine der detaillierten Messgrößen für die das Fluggeschick der Adler ließ vorhersagen, wann Adler ihre ersten langen Reisen weg von ihrem Heimatgebiet unternahmen oder wann sie dieses endgültig verließen.

Was beides vorhersagte, war ein anderer Faktor: wie weit sich Adler bei ihren alltäglichen Ausflügen vom Revier entfernten und wie hoch sie in den Himmel stiegen. Jungadler, die größere Entfernungen zurücklegten und größere Höhen erreichten, unternahmen mit weitaus höherer Wahrscheinlichkeit bald darauf Erkundungsflüge und waren Monate später diejenigen, die schließlich abwanderten. „Diese täglichen Bewegungen erfassen etwas, was die Gleitflugfähigkeiten allein nicht erfassen können“, sagt Nourani, die jetzt Assistenzprofessorin am Fachbereich Ökologie und Evolution der Universität Lausanne ist. „Sie spiegeln Motivation, Konkurrenz, Nahrungsangebot und Wetter gleichzeitig wider, und die Erfahrung mit diesen Faktoren ist es offenbar, die tatsächlich die Entscheidung zum Aufbruch bestimmt.“

Warum junge Steinadler das Verlassen des elterlichen Reviers hinauszögern könnten

Die vom Team untersuchte Alpenpopulation der Steinadler ist ungewöhnlich: Sie ist gesättigt, was bedeutet, dass fast jedes geeignete Revier bereits besetzt ist und es nur wenige freie Reviere gibt, die junge Adler nutzen könnten. Die Autorinnen und Autoren vermuten, dass dies erklären könnte, warum so viele junge Adler ihren Auszug hinauszögern, selbst wenn sie bereits voll flugfähig sind: Sie nutzen das Revier ihrer Eltern so lange wie möglich, anstatt sich in eine kompetitive, überfüllte Landschaft zu begeben, in der es keine Garantie dafür gibt, einen eigenen Platz zu finden.

Diese Entkopplung von Fertigkeiten und Unabhängigkeit könnte möglicherweise nicht nur bei Adlern zu beobachten sein. Ähnliche Muster wurden bei Geradschnabelkrähen (Corvus moneduloides) beschrieben, die bis zu einem Jahr benötigen, um den Umgang mit Werkzeugen zu lernen, aber erst ein weiteres Jahr danach ihr Elternhaus verlassen. „Unabhängigkeit bedeutet nicht zwangsläufig, dass ein Tier sein Zuhause verlässt, sobald es in der Lage ist, auf eigene Faust zu überleben. Für einen jungen Adler kann das elterliche Revier noch Monate, nachdem er das Fliegen beherrscht, der sicherste Ort bleiben“, sagt Dr. Kamran Safi vom Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz, einer der leitenden Autoren der Studie. „Dort zu bleiben, solange die Eltern dies noch dulden, kann ihm Zeit für kleine, aber bedeutende Verbesserungen seiner Fähigkeiten und Erfahrungen verschaffen, bevor er sich in eine Landschaft begibt, in der der Platz knapp und die Risiken hoch sind. Dies könnte letztendlich die Chancen erhöhen, Konkurrenten zu überleben und lange genug am Leben zu bleiben, bis es an der Zeit ist, einen Revierinhaber herauszufordern, um dessen Revier zu übernehmen – was nicht selten bis zum Tod verteidigt wird. Der Erwerb von Fähigkeiten könnte bei vielen Tieren, vielleicht sogar bei uns Menschen, einfach der falsche Maßstab sein, um Unabhängigkeit vorherzusagen.“

Diese Studie beleuchtet die Entscheidungsfindung von Tieren. Ob beispielsweise Nahrung verfügbar ist und ob ein Individuum erfolgreich um diese konkurrieren kann, kann zusammenwirken und die Übergänge zwischen Lebensphasen beeinflussen. Am Leibniz-IZW ist Brønnvik seit einigen Monaten Teil des Forschungsteams der GAIA-Initiative und wird weiter daran forschen, wie Tiere als Reaktion auf ihre dynamischen Lebensräume Entscheidungen bei der Nahrungssuche, der innerartlichen Interaktion und bei der Aufzucht des Nachwuchses treffen. Ihr Fokus verlagert sich von Steinadlern, die zwar verfolgt wurden, deren Bestände sich jedoch wieder erholt haben, auf afrikanische Geierarten, die nach wie vor großer Gefährdung ausgesetzt sind. Sie untersucht, wie Umweltbedingungen die Verbreitung von Geiern, die von ihnen erbrachten Ökosystemleistungen und die Risiken, denen sie ausgesetzt sind, beeinflussen. Das Projekt „GAIA-MISSION“ innerhalb der GAIA-Initiative wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) gefördert. Die Vision des Projekts ist es, eine technologische Schnittstelle zwischen den Sinnesleistungen und dem Wissen von Tieren zu uns Menschen zu schaffen, um in der Forschung und im Artenschutz konkrete Fortschritte zu erzielen.

Die Studie und die Erstellung des Fachartikels wurden maßgeblich von Förderprogrammen unterstützt: Elham Nourani wurde durch das PRIME-Programm des Deutschen Akademischen Austauschdienstes (DAAD) mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert. Hester Brønnvik wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. Die Forschungsarbeit wurde teilweise von der DFG im Rahmen der deutschen Exzellenzstrategie sowie vom Schweizerischen Nationalfonds gefördert.

Publikation

Brønnvik H, Scacco M, Chimento M, Bassi E, Fiedler W, Hatz JS, Sumasgutner P, Tschumi M, Wikelski M, Zimmermann S, Safi K, Nourani E (2026): Decoupling of emigration timing and skill acquisition in a saturated population of golden eagles. R. Soc. Open Sci. (2026) 13 (8): rsos251574. DOI: 10.1098/rsos.251574

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)

Die Corona-Pandemie war für die Forschenden Christian Rauh, Heiko Giebler, Jan Paul Heisig, Johannes Gerschewski und Jianghong Li Anlass, die Unterstützung für die Demokratie in verschiedenen Ländern zu untersuchen. Gerade in der Krise zeigt sich, wie stark die Bürger*innen bereit sind, für demokratische Prinzipen einzutreten. Auch wenn die Demokratie vielen Menschen als die schützenswerteste Staatsform gilt, fragten sich die Autoren*innen, ob diese grundsätzliche Zustimmung auch dann trägt, wenn demokratische Prinzipien mit individuellen Interessen oder anderen Entscheidungslogiken kollidieren – wie etwa in einer Pandemie, beim Klimawandel oder bei anderen gesellschaftlichen Krisen. Wie belastbar sind demokratische Überzeugungen wirklich, wenn Bürger*innen sie gegen andere Freiheiten oder Entscheidungsverfahren abwägen müssen?  

Umfragen in Deutschland, Japan, Polen, Spanien, Südkorea und Ungarn  

Um das herauszufinden, wurden 9.000 wahlberechtigte Personen in Deutschland, Japan, Polen, Spanien, Südkorea und Ungarn im November 2021 befragt. In zwei innovativen Umfrageexperimenten sollten sie zwischen unterschiedlichen Maßnahmenpaketen und Entscheidungsverfahren wählen. Dabei zeigte sich: Politische Maßnahmen, die demokratische Rechte einschränken – verschobene Wahlen, Demonstrationsverbote, staatliche Kontrolle über die Medien –, beeinträchtigen die Unterstützung der Bürger*innen für Pandemie-Maßnahmenpakete kaum. Maßnahmen, die in das Privatleben der Befragten eingreifen, werden dagegen eindeutig abgelehnt. Bei den Entscheidungsprozessen steht die Beratung durch Experten mit großem Abstand an erster Stelle, während parlamentarische Abstimmungen und parteiübergreifender Konsens den letzten Platz einnehmen – ganz gleich, ob die Menschen im Zusammenhang mit Covid-19, dem Klimawandel oder „gesellschaftlichen Herausforderungen“ im Allgemeinen befragt werden. 

Anlass zur Sorge 

Die Ergebnisse dieser am WZB abteilungsübergreifend entstandenen Untersuchung geben Anlass zur Sorge: Der begrenzte Rückhalt für zentrale demokratische Rechte und Entscheidungsverfahren gerade in Krisenzeiten kann dazu führen, dass demokratische Rechenschaftspflichten der Regierung langsam ausgehöhlt werden, nicht demokratisch legitimierte Akteure an Einfluss gewinnen und Gelegenheiten für eine dauerhafte Schwächung demokratischer Mechanismen entstehen. Deutlich wird, dass man sich nicht auf der allgemeinen Zustimmung zu abstrakten Idealen der Demokratie in Bevölkerungsumfragen ausruhen sollte. Es ist vielmehr wichtig, die Sichtweisen der Bürger*innen auf die komplexen, mehrdimensionalen Zielkonflikte in der demokratischen Regierungsführung unserer Gesellschaften zu verstehen. 

Studie

European Journal of Political Research (open access): Rauh, C./Giebler, H./Heisig, J. P./Gerschewski, J./Li, J.: The democratic ideal under stress: Citizen commitment to democratic rights and procedures in challenging times. In: European Journal of Political Research, 2026. DOI: 10.1017/S1475676526101613.

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Detaillierte Zusammenfassung in den WZB-Mitteilungen

Pressemitteilung des Wissenschaftszentrums Berlin für Sozialforschung (WZB)

Für die Studie analysierten die Forschenden die Genome von Darm-Mikroorganismen aus einer großen Population von 875 wildlebenden Hausmäusen (Mus musculus) von Bauernhöfen in Deutschland. Dabei suchten sie nach Genen, die für Resistenzen gegen gängige Antibiotika verantwortlich sind und korrelierten das Vorkommen dieser ARG in den Mäusen mit einer Reihe von Umwelt- und Wirtsvariablen wie der Nutzung der Anbauflächen, der Nutztierdichte für Rinder, Schweine und Geflügel, dem Geschlecht und Körperzustand der Mäuse sowie mit klimatischen Variablen. Diese statistischen Auswertungen sollen erklären, welchen Einfluss diese Faktoren darauf haben, welche und wie viele ARG im Darm-Mikrobiom der Mäuse vorkommen. In einem zweiten Schritt verglichen die Resistenzprofile im Genom der Mäuse mit Resistenzgenen im Dung bzw. Mist von Nutztieren, deren Genominformationen aus anderen Projekten öffentlich zugänglich sind.

Die Hälfte der Resistenzgene der Nutztiere findet sich in Mäusen wieder

Frühere Studien wiesen nach, dass Gewässer in Städten und im Agrarland stark mit antibiotika-resistenten Bakterien belastet sind. Es war also für die Forschenden zu erwarten, dass sich in unmittelbarer Nähe zu größeren viehwirtschaftlichen Betrieben auch in Wildtieren Antibiotikaresistenzen nachweisen lassen würden. „Wir hatten jedoch keine Vorstellung davon, welche Ausmaße dieser Transfer von Resistenz in die Wildtiere haben könnte“, sagt Dr. Víctor Hugo Jarquín-Díaz vom Max Delbrück Center. „Wir haben eine gewisse Überschneidung erwartet, aber dass rund 50 Prozent der Resistenzgene aus den Kühen, Schweinen und Hühnern auch in unseren wildlebenden Mäusen wiederzufinden war, hat uns überrascht.“ Dies zeige, dass es viele ökologische Brücken zwischen den Menschen, den Nutztieren und den Wildtieren gibt und dass räumliche Nähe immer auch funktionale, ökologische Verflechtung bedeuten kann – und im Falle der antibiotikaresistenten Bakterien auch tut.

Darüber hinaus stellten die Forschenden fest, dass Umweltvariablen und die Intensität der Tierhaltung einen größeren Einfluss auf das spezifische Resistenzprofil im Darm-Mikrobiom einer wilden Bauernhofmaus haben als die Merkmale der Maus selbst. Wie Flächen in direkter Nähe zum Hof genutzt werden und welcher direkte und indirekte Kontakt zu Nutztieren sich dadurch ergibt, erklärt dreimal so gut, welche ARG in der Maus nachweisbar sind, als welches Geschlecht die Maus hat oder wie gesund sie ist. „Unsere statistischen Modelle zeigten auf, dass sich einzelne Faktoren sehr stark auf das Vorhandensein von einzelnen Resistenzgenen auswirken“, sagt Prof. Emanuel Heitlinger, der diese Studien an der Humboldt-Universität zu Berlin und dem Leibniz-IZW durchführte und jetzt Wissenschaftler am Landesuntersuchungsamt Rheinland-Pfalz (LUA) ist. „So steht die Besatzdichte von Schweinen in starkem Zusammenhang mit Resistenzgenen, die mit von Tierärzten und Viehzüchtern häufig eingesetzten Breitbandantibiotika im Zusammenhang stehen, wie beispielweise Sulfonamide, Tetracyclin oder Beta-Laktame.“ Es gebe also direkte, nachweisbare Auswirkungen von intensiver Nutztierhaltung auf spezifische Antibiotikaresistenzen in Wildtieren.

Antibiotikaresistenzen müssen ganzheitlicher analysiert, verstanden und bekämpft werden

Ökologische Konzepte sind bislang zu wenig in die Mikrobiomforschung eingebunden, so das Autorenteam. Die Studie zeige auf, dass es hochrelevante Zusammenhänge zwischen Wirten, Mikrobiomen, Resistenzgenen und räumlichen Umweltfaktoren gebe. „Wir konnten hier Pfade von Resistenzen über die Grenzen zwischen medizinischen oder agrarwirtschaftlichen Systemen hinweg in die Umwelt identifizieren“, sagt Prof. Stephanie Kramer-Schadt, Abteilungsleiterin am Leibniz-IZW und Professorin an der Technischen Universität Berlin. „Antibiotikaresistenz ist kein isoliertes, medizinisches Problem, sondern ein systemisches ökologisches Phänomen. Unsere Forschungen sind der erste Ansatz einer klaren ‚Landkarte‘ dafür, wie von Menschen stark genutzte und geprägte Ökosysteme die Entwicklung von Mikroorganismen in der Umwelt beeinflussen.“ Das Monitoring von Resistenzen müsse sich daher ausweiten und von der Fixierung auf klinische oder Nutztier-Kontexte lösen, so das Team. Wildtiere und natürliche Ökosysteme könnten eine große Unbekannte in dieser Gleichung sein und ungeahnte Reservoire für Antibiotikaresistenzen darstellen.

Publikation

Gicquel M, Planillo A, Heitlinger E, Forslund-Startceva SK, Kramer-Schadt S, Ferreira SCM, Jarquín-Díaz V (2026): Farming practices exert selection pressures on the resistome of natural populations of house mice. Nat Commun 17, 7848 (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-76403-9

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)

Damit baut die Leibniz-Gemeinschaft ihre Forschungsinfrastrukturen im Bereich Künstliche Intelligenz (KI) gezielt aus. Mit der Förderung entstehen an mehreren Standorten leistungsfähige, auf Dauer angelegte Infrastrukturen, die datenintensive und interdisziplinäre Forschung mit modernen KI-Methoden ermöglichen. Zugleich tragen sie unmittelbar dazu bei, internationale Spitzenforschende zu gewinnen.

Strategisch zielt die Initiative darauf, die größtmögliche Wirkung für die Leibniz-Gemeinschaft zu entfalten, indem mehrere Standorte auf ein gemeinsames Ziel einzahlen: den Ausbau wissenschaftlicher KI-Infrastrukturen. Damit greift sie ein zentrales Anliegen der HTAD auf. Die drei geförderten Vorhaben stärken KI als Querschnittstechnologie in Forschungsfeldern mit hoher wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Relevanz und leisten zugleich einen Beitrag zur nachhaltigen Verfügbarkeit und Nutzung von Forschungsdaten.

Dazu erklärt die Bundesministerin für Forschung, Technologie und Raumfahrt, Dorothee Bär: „Mit der direkten Förderung der außeruniversitären Forschungseinrichtungen als flankierende Maßnahme des 1.000-Köpfe-Plus-Programms investieren wir in unsere wissenschaftliche Infrastruktur. Damit stärken wir die deutsche Position in der internationalen Spitzenforschung und im Wettbewerb um die besten Köpfe der Wissenschaft. Genau diese brauchen wir für das Gelingen der Hightech Agenda Deutschland, um Wirtschaft und Wohlstand in Deutschland zu stärken. Ich danke der Leibniz-Gemeinschaft für ihr großes Engagement im Rahmen des 1.000-Köpfe-Plus-Programms.“

„Wer moderne KI in der Forschung entwickeln und anwenden will, braucht leistungsfähige und verlässliche Infrastrukturen“, sagt der Präsident der Leibniz-Gemeinschaft, Christoph M. Schmidt. „Mit den geförderten Vorhaben schaffen wir nachhaltige Rechenkapazitäten, die es ermöglichen, verteilte Forschungsdaten zu erschließen und zu verknüpfen. Zugleich stärken sie Kooperationen und tragen dazu bei, die Leibniz-Gemeinschaft im internationalen Wettbewerb sichtbar weiter voranzubringen.“

Das Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle (Saale) koordiniert gemeinsam mit weiteren Leibniz-Einrichtungen den Aufbau einer KI-Infrastruktur für die Hightech-Phänotypisierung in den Lebenswissenschaften. Das Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften - ISAS in Dortmund entwickelt gemeinsam mit Partnerinstitutionen eine neue GPU-Recheninfrastruktur, also Hochleistungsrechner mit spezialisierten Grafikprozessoren für KI-Anwendungen, für die Gesundheits- und Präventionsforschung. Das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik in Berlin baut gemeinsam mit weiteren Leibniz-Einrichtungen eine KI-Infrastruktur für materialwissenschaftliche und verfahrenstechnische Forschung auf. Alle drei Vorhaben sind jeweils in größere institutsübergreifende Verbünde eingebettet.

Ergänzend dazu unterstützt ein übergreifendes Vernetzungsvorhaben die Zusammenarbeit und den Austausch der drei Konsortien zu Betreibermodellen, Zugangsregelungen, IT-Sicherheit, Datenschutz und digitaler Souveränität. Schloss Dagstuhl – Leibniz-Zentrum für Informatik stellt hierfür eine Plattform für die fachliche und organisatorische Vernetzung bereit.

Die drei Initiativen stärken die KI-Kompetenzen der Leibniz-Gemeinschaft standortübergreifend und schaffen neue Voraussetzungen für Kooperation, Datennutzung und Transfer. Sie sind zugleich mit laufenden Verfahren zur Gewinnung international sichtbarer Spitzenforschender verbunden.

Weitere Informationen zu den drei geförderten Vorhaben

• Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie: https://www.ipb-halle.de/artikel/ki-infrastruktur-lebenswissenschaften-hightech-phaenotypisierung
• Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften ‑ ISAS: https://www.isas.de/kompakt/ki-agent-biomedizin
• Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik: https://www.fv-berlin.de/infos-fuer/medien-und-oeffentlichkeit/news/ki-forschung-in-der-leibniz-gemeinschaft-das-weierstrass-institut-erhaelt-knapp-5-mio-eur-zusaetzliche-bundesmittel-fuer-den-aufbau-einer-ki-recheninfrastruktur

Kontakt

Christoph Herbort-von Loeper
T 030 206049 471
M 0174 3108174
herbort@leibniz-gemeinschaft.de

Koronale Massenauswürfe (Coronal Mass Ejections, kurz: CMEs) sind gewaltige Sterneruptionen, die riesige Mengen an magnetisiertem Plasma aus der Atmosphäre eines Sterns in den Weltraum hinausschleudern. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Sternen, führen zum Verlust von Masse und Drehimpuls und beeinflussen das Weltraumwetter der die Sterne umkreisenden Planeten. Während koronale Massenauswürfe auf der Sonne regelmäßig beobachtet werden, sind eindeutige Nachweise bei anderen Sternen bislang überraschend selten geblieben.

Die aktuelle Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ erschien, kombiniert astrophysikalische Simulationen, Hochenergie-Laser-Plasma-Experimente und moderne numerische 3D-Modellierung von Plasma. Die Ergebnisse zeigen, dass starke Magnetfelder aktiver Sterne koronale Massenauswürfe vollständig unterdrücken können, bevor diese in den Weltraum entweichen.

„Die einzigartige Kombination aus Theorie, Labortests und numerischen Simulationen liefert den ersten experimentellen Nachweis für eine seit langem bestehende Vorhersage, dass stellare Magnetfelder diese großräumigen Eruptionen eingrenzen können“, erklärt Julián D. Alvarado-Gómez. Er ist Wissenschaftler in der Forschungsgruppe „Sternphysik und Exoplaneten“ am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und steuerte die astrophysikalische Modellierung bei, die die Laborexperimente mit realen Stern-umgebungen verknüpft.

Das internationale Team erzeugte im Labor lasergetriebene Plasmaströme, um den Kern von stellaren koronalen Massenauswürfen nachzubilden. Dabei nutzten die Forschenden passende Skalierungsgesetze, um die astrophysikalischen Bedingungen zu reproduzieren. Bei relativ schwachen Magnetfeldern breitete sich das Plasma frei aus. Stärkere Magnetfelder führten jedoch dazu, dass der Plasmastrom in Stücke aufbrach, instabil wurde und schließlich ganz zum Stillstand kam. “Das war für uns tatsächlich überraschend, als wir die Magnetfeldstärke erhöhten und die Veränderung im Verhalten des sich ausbreitenden Plasmas beobachteten. Aber genau darin liegt der Wert einer experimentellen Entdeckung.” ergänzt Julien Fuchs, damals Wissenschaftler am LULI/CNRS in Frankreich und nun Professor am Technion in Israel.

Detaillierte numerische Plasmasimulationen identifizierten eine Kink-Instabilität als den physikalischen Mechanismus, der für den Abbruch der Eruption verantwortlich ist. Im Laborexperiment wurde die Eruption dadurch ausgelöst, dass der Laser auf das Plasma traf, wodurch dessen thermischer Druck anstieg und sich das Plasmoid ausdehnte und zu bewegen begann. Die Kink-Instabilität trat in der Plasmaströmung auf, als das äußere Magnetfeld stark genug wurde, um sie zu krümmen und sogar rückwärts fließen zu lassen.

Diese Ergebnisse helfen zu verstehen, warum koronale Massenauswürfe bei Sternen so selten sind: Obwohl aktive Sterne enorme Flares erzeugen, die gewaltige koronale Massenauswürfe hervorrufen sollten, zeigen die neuen Ergebnisse, dass viele dieser Eruptionen den Stern gar nicht verlassen, sondern das umgebende großräumige Magnetfeld sie stattdessen einfängt.

Die Forschungsergebnisse haben auch wichtige Auswirkungen auf Exoplaneten: koronale Massenauswürfe stellen eine extreme Form des stellaren Weltraumwetters dar und können sogar die Atmosphären von Planeten wegblasen oder deren chemische Zusammensetzung verändern, wodurch die langfristige Bewohnbarkeit von Planeten beeinflusst wird. Wenn viele koronale Massenauswürfe unterdrückt werden, könnten einige Exoplaneten einer weniger feindlichen Weltraumumgebung ausgesetzt sein, als bisher angenommen, mit einer verbesserten Chance auf eine langlebige Atmosphäre über Milliarden von Jahren hinweg.

Die Forschung wurde durch das Projekt GENESIS des Europäischen Forschungsrats (ERC), ELI-NP, das rumänische Ministerium für Forschung und Innovation, die US-amerikanische National Science Foundation (NSF) sowie bedeutende französische und europäische Hochleistungsrechner-Infrastrukturen unterstützt.

Originalpublikation

S. N. Chen, K. Burdonov, W. Yao, J-D. Alvarado-Gómez et al.: “Experimental evidence for coronal mass ejection suppression in strong stellar magnetic fields”, Physical Review Letters, https://doi.org/10.1103/hm32-h8q3

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP)

Böden speichern Wasser, filtern Schadstoffe, binden CO₂ und sind Lebensraum für unzählige Organismen. Doch in Europa sind bereits 61 Prozent der Böden degradiert, auch in Deutschland, wo über die Hälfte der Fläche landwirtschaftlich genutzt wird. Intensive Bewirtschaftung, Klimawandel und der wachsende Bedarf an Biomasse für Nahrung, Energie und Materialien setzen die Böden unter Druck. Die Studie des ZALF zeigt: Ohne gezielte Maßnahmen könnte sich die Situation weiter verschlechtern.

Forschende haben zusammen mit 94 Akteurinnen und Akteuren aus Landwirtschaft, Politik, Wissenschaft und Zivilgesellschaft fünf verschiedene Szenarien für die Bodennutzung in Deutschland entwickelt und validiert. Dies geschah in mehreren Diskussionsrunden und Workshops. Die Szenarien wurden aus den Shared Socio-economic Pathways (SSPs) für die europäischen Agrar- und Ernährungssysteme , zugespitzt auf die Region Deutschland und den Bereich der Bodenbearbeitung abgeleitet. Die SSPs wurden ab etwa 2010 im Bereich der Klimaforschung entwickelt und unter anderem im Sechsten Sachstandsbericht des Weltklimarates IPCC (2021) prominent angewendet. Sie sind eine Methode, die hilft, mögliche zukünftige Klimaentwicklungen zu projizieren, um Maßnahmen für den Umwelt- und Klimaschutz zu bewerten.​​​

Die Ergebnisse der vorliegenden Studie unterstreichen: Die Gesundheit unserer Böden hängt nicht nur von technologischem Fortschritt ab, sondern auch von politischen Rahmenbedingungen und gesellschaftlichen Prioritäten.

Fünf Wege in die Zukunft: Von nachhaltig bis Hightech​

Die Studie präsentiert fünf mögliche Entwicklungspfade für das deutsche Bodenmanagement bis 2050. Jeder Pfad zeigt, wie sich unterschiedliche sozioökonomische, technologische und ökologische Bedingungen auf die Bodengesundheit auswirken könnten:​​

1. ​​Nachhaltiger Pfad (SMP1): Hier stehen Umweltschutz und Kreislaufwirtschaft im Mittelpunkt. Durch politische Maßnahmen, grüne Technologien und ein hohes ökologisches Bewusstsein in der Gesellschaft wird die Bodenmultifunktionalität gestärkt. Böden können so besser Kohlenstoff speichern, Wasser filtern und Lebensraum für Pflanzen und Tiere bieten.​​
2. Pfad des langsamen Wandels (SMP2): In diesem Szenario ändert sich wenig. Die Landwirtschaft bleibt marktorientiert, und Umweltstandards entwickeln sich nur langsam weiter. Zwar gibt es Fortschritte in der Ressourceneffizienz, doch das volle Potenzial nachhaltiger Bodenbewirtschaftung wird nicht ausgeschöpft.​
3. Nationaler Pfad (SMP3): Eine isolierte, auf nationale Selbstversorgung ausgerichtete Landwirtschaft führt hier zu einer Intensivierung der Produktion. Durch fehlende internationale Zusammenarbeit und begrenzten technologischen Fortschritt verschlechtern sich viele Bodenfunktionen, trotz des Einsatzes traditioneller Methoden wie tierischer Düngemittel.
4. Gespaltener Pfad (SMP4): In diesem Szenario spaltet sich die Landwirtschaft in zwei Welten: Großbetriebe versorgen die Mehrheit mit günstigen, aber wenig nachhaltigen Produkten, während kleine, ökologische Betriebe eine wohlhabende Minderheit bedienen. Die Bodenqualität leidet unter der Dominanz industrieller Methoden.
5. Hightech-Pfad (SMP5): Technologischer Fortschritt steht im Mittelpunkt. Präzisionslandwirtschaft, künstliche Intelligenz und Robotik steigern die Effizienz und können einzelne Bodenfunktionen verbessern, allerdings über einen dauerhaften, ressourcenintensiven Technikeinsatz, der die natürlichen Selbstregulationsprozesse der Böden ersetzt, statt sie zu aktivieren. Vielfältige Fruchtfolgen, Agroforst und Landschaftselemente treten in den Hintergrund, sodass zentrale Bodenfunktionen wie die Kohlenstoffspeicherung trotz technologischem Fortschritt unter Druck bleiben.

Technologie allein reicht nicht aus

Die Studie zeigt: Technologie ist ein wichtiger Baustein, aber kein Allheilmittel. Nur wenn sie in unterstützende politische und institutionelle Rahmenbedingungen eingebettet ist, kann sie ihre volle Wirkung entfalten. So zeigt das Szenario SMP1, dass eine Kombination aus technologischem Fortschritt und ökologischen Prinzipien die Bodenfunktionen am besten schützt. „Technologische Lösungen wie Präzisionslandwirtschaft oder digitale Werkzeuge können die Bodenbewirtschaftung effizienter machen. Aber sie ersetzen nicht die Notwendigkeit, unsere Böden als lebendige Systeme zu verstehen und zu schützen", erklärt Lukas Bayer, Hauptautor der Studie und Wissenschaftler am ZALF. „Ohne politische Weichenstellungen und gesellschaftliches Engagement werden selbst die besten Technologien nicht ausreichen, um die Böden langfristig zu erhalten."​

Warum ist das Thema so wichtig?​

Intensive Landwirtschaft, Klimawandel und Bodenversiegelung setzen den Böden zu. Die Studie macht deutlich: Ohne gezielte Maßnahmen wird sich der Zustand der Böden weiter verschlechtern. Besonders kritisch ist dies vor dem Hintergrund der Bioökonomie-Strategie Deutschlands, die eine nachhaltige, biobasierte Produktion anstrebt.​

Was kann aus den Ergebnissen folgen?​

Die Szenarien bieten eine Grundlage für politische Entscheidungen. Sie zeigen, dass eine nachhaltige Bodenbewirtschaftung nur gelingen kann, wenn Technologie, Politik und Gesellschaft an einem Strang ziehen. Konkrete Maßnahmen könnten sein:​​

• ​Reform der Agrarsubventionen, um nachhaltige Bodenbewirtschaftung zu belohnen.
• ​​Verstärkte Investitionen in bodenschonende Technologien und Infrastruktur.
• ​​Förderung von Diversifizierung in der Landwirtschaft, zum Beispiel durch vielfältige Fruchtfolgen mit hohem Hülsenfruchtanteil, Agroforstwirtschaft oder Mischkulturen.
• ​​​Stärkere Einbindung der Gesellschaft, um das Bewusstsein für die Bedeutung gesunder Böden zu erhöhen.​

Projektpartner

• ​System Dynamics Group, Universität Bergen, Norwegen
• ​Agricultural and Food Policy Group, Thaer-Institut der Humboldt-Universität zu Berlin​
• Researchpreneurs, Heilbronn​
• Nordic Agroecological Research Centre, Malmö, Schweden​
• Department of Environmental Systems Sciences, Universität Graz, Österreich
• ​Fakultät für Landschaftsmanagement und Naturschutz, Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde

Originalpublikation

https://doi.org/10.1177/19467567261441553​

​​Hinweis zum Text: Dies ist eine mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (Mistral Large 2) erstellte Zusammenfassung des Originaltextes: Bayer, L., Arndt, M., Evgrafova, A., MacPherson, J., Thiesmeier, A., Löbmann, M., Schuler, J., Kopainsky, B., Mitter, H. & Helming, K. (2026). Exploring Soil Management Pathways for Germany: Applying the Shared Socioeconomic Pathways to Soil Management Futures. World Futures Review, 2026, Vol. 0(0), 1–23. https://doi.org/10.1177/19467567261441553, veröffentlicht unter der Lizenz CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)​. Der Text wurde unter den Gesichtspunkten der KI-Regelungen am ZALF sorgfältig überprüft und überarbeitet.

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Pressemitteilunng des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF)

Die neue Variante dieses Fischer-Tropsch-Katalysators entstand am Leibniz-Institut für Katalyse. Das Verfahren wandelt Kohlendioxid, CO2, zusammen mit nachhaltig produziertem Wasserstoff (H2) in klimafreundliche synthetische Kraftstoffe um. Diese Kraftstoffe können übliche Verbrennungsmotoren antreiben und sie enthalten im Unterschied zu Benzin oder Diesel keinerlei Schwefel- und Stickstoffverbindungen. „Die Forschung zielt auf eine nachhaltige, CO2-neutrale Mobilität, wie sie auch die nationale Hightech-Agenda im Blick hat“, sagt Themenleiter Dr. Christoph Wulf vom LIKAT-Technikum.

Nachfolge von InnoSyn

Das moderne Verfahren läuft wie das klassische in sogenannten Blasensäulenreaktoren ab, doch unter sehr viel milderen Reaktionsbedingungen. Dabei arbeiten sich in langen senkrechten Röhren alle beteiligten Substanzen durch eine zähe Flüssigkeit von unten nach oben: zum einen die „Blasen“, das sind die gasförmigen Ausgangsstoffe CO2, H2 und nachfolgend auch Kohlenmonoxid (CO). Zum anderen alle flüssigen Zwischen- und Endprodukte sowie der Katalysator in Form feiner Kügelchen auf Eisenoxidbasis.

Dieser Katalysator war im Rahmen des vom Bund geförderten Verbundprojektes InnoSyn im Zuge der Wasserstoffrepublik Deutschland zusammen mit einem KI-Modell für die CO2-FTS unter Leitung von LIKAT-Chemiker Dr. David Linke entstanden (siehe auch https://idw-online.de/de/news851343).

Die Machbarkeit im mehrphasigen Reaktorsystem wurde im Gramm-Maßstab von Partnern am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) gezeigt. In einem Folgeprojekt Green Fuel and Chemicals soll das Verfahren jetzt für die industrielle Anwendung vorbereitet werden. Dazu zählt die Demonstration im kg-Maßstab in einer Pilotanlage am Wiener Standort Unternehmens Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH, kurz BEST. Dort sollen bis Anfang 2027 mehrere Kilogramm CO2 in nachhaltige Kraftstoffe und Chemikalien umgewandelt werden.

Katalysator-Rezeptur für Up-Scaling

Wenn neue Katalysatoren das Forschungslabor verlassen, funktionieren sie üblicherweise in Substanzmengen von wenigen Milligramm. Für ein Up-Scaling, wie Chemiker es nennen, in Größenordnungen von mehreren Kilogramm und Lösungsmengen bis zu 100 Liter braucht der Katalysator dann eine andere Rezeptur. Es galt im Rahmen der neuen Forschungskooperation die entsprechende Vorgehensweise zu finden. Diese Aufgabe übernahmen am LIKAT-Technikum Dr. Christoph Wulf und Dr. Simon Haida.

Dabei ging es auch um eine praktikable Produktionstechnologie für den Katalysator, wie beide Chemiker erläutern. Der Katalysator für die neue Fischer-Tropsch-Synthese bildet sich aus Metallsalzen in einer Fällungsreaktion, dabei entsteht ein rostroter „Kuchen“ aus Eisenoxid, eine Art Paste, die im Weiteren sprühgetrocknet und thermisch behandelt wird. Das Ergebnis sind Partikel mit einer quasi perfekten Kugelform. Die Kügelchen sind unterschiedlich groß und müssen deshalb noch fraktioniert, also nach Größe sortiert werden.

Partikelgröße entscheidet über Funktion

„Die Crux ist, dass sich das Verhalten eines Katalysators im großen Maßstab nicht voraussagen lässt“, sagt Simon Haida. Eine Lösung von 100 Millilitern zu rühren und gut zu durchmischen mag simpel sein. „In einem Maßstab von 50-Litern ist dann vor allem die Aufarbeitung eine Herausforderung, also die Filtrierung, die das Rohprodukt von der Reaktionslösung trennt.“ Hier braucht es systematische Versuche, in denen die Reaktionsmengen schrittweise erhöht werden.

Diese Arbeiten liefen in enger Zusammenarbeit mit LIKAT-Chemiker Dr. Aleksandr Fedorov, er hatte den Katalysator seinerzeit entwickelt. Bei jedem neuen Schritt hat er den Katalysator neu angepasst und auf seine Leistung überprüft. Dann mussten die Chemiker das Equipment für ihren nächsten Schritt planen.

So gelangten sie von einem Ansatz einiger Milliliter bis zu 50-Litern, mit denen Pilotanlagen versorgt werden können. Eine Erkenntnis aus den Experimenten lautet, dass die Partikelgröße maßgeblich die Funktionstüchtigkeit des Katalysators beeinflusst. Dr. Wulf: „Die Eisenoxid-Kügelchen dürfen also nicht zu groß sein, um weiterhin im späteren Blasensäulenreaktor gewissermaßen schweben zu können. Sind sie aber zu klein, verklumpen sie und verstopfen den Filter am Austritt des Reaktors oder gelangen sogar in das Produkt und kontaminieren es.“

Technikum ermöglicht Up-Scaling

Das LIKAT zählt bundesweit zu den ersten wissenschaftlichen Einrichtungen, die neue Katalysatoren für ihre Forschung im Pilotmaßstab herstellen können. Dabei würden Institute durchaus über Pilotanlagen für den Test von Katalysatoren verfügen. Christoph Wulf: „Doch es fehlt ihnen das Equipment, um die Test-Substanzen im erforderlichen Umfang zu produzieren.“

Am LIKAT wurde das Technikum Catalysis2Scale inzwischen mithilfe von Förderprojekten und Forschungskooperationen gut mit Geräten und Anlagen ausgestattet. Mit den ersten zehn Kilogramm ihres Eisenoxid-Katalysators für die neue Fischer-Tropsch-Synthese möchten Dr. Wulf und Dr. Haida nun potenzielle Forschungspartner auf diese Möglichkeit aufmerksam machen.

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Website des Leibniz-Instituts für Katalyse e.V. (LIKAT)

Der empirische Teil der Studie umfasste Seegras und Makroalgen. In der Aquarienanlage des ZMT setzen Alba Yamuza-Magdaleno (Universität Cádiz), Pedro Beca-Carretero und Hauke Reuter (Arbeitsgruppe Räumliche Ökologie und Interaktionen) verschiedene Seegrasarten und eine Makroalgenart unterschiedlichen Temperaturen aus. Dabei zeigte sich, dass bereits eine geringe Erwärmung des Wassers die Zusammensetzung und Merkmale der abgegebenen Kohlenstoffverbindungen verändert.

Weniger langlebiger Kohlenstoff im Meer

Seegras und Algen nehmen Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf, um ihr Wachstum und ihren Stoffwechsel zu unterstützen. Ein Teil dieses Kohlenstoffs wird in Strukturkomponenten wie Blättern und Rhizomen gebunden. Ein Teil wird über Jahrhunderte oder Jahrtausende hinweg im Meeresboden gespeichert, während ein weiterer Teil als gelöster organischer Kohlenstoff ins Wasser abgegeben wird.

Manche dieser Stoffe werden schnell von Mikroorganismen abgebaut. Andere sind deutlich widerstandsfähiger und können über Wochen, Jahre oder gar Jahrhunderte im Meer verbleiben.

Genau diese langlebige Form des Kohlenstoffs nahm in den Experimenten bei höheren Temperaturen deutlich ab. Bei einer Erwärmung um vier Grad Celsius verringerte sich der Anteil des schwer abbaubaren Kohlenstoffs im Durchschnitt um rund 28 Prozent. Gleichzeitig stieg der Anteil jener Stoffe, die schnell von Mikroorganismen zersetzt werden, deutlich an. Nach 60 Tagen waren große Teile dieser leichter abbaubaren Verbindungen bereits zersetzt worden.

„Seegraswiesen und Algenwälder gelten als natürliche Kohlenstoffspeicher. Wenn sich das Meer weiter erwärmt, könnten sie künftig deutlich weniger Kohlenstoff langfristig binden als bisher angenommen“, erklärt Erstautorin Alba Yamuza-Magdaleno von der Universität Cádiz. „Das ist wichtig, weil viele Klimamodelle bislang davon ausgehen, dass diese Ökosysteme dauerhaft große Mengen Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen.“

Die Forschenden verglichen die Menge des langlebigen gelösten organischen Kohlenstoffs auch mit der Kohlenstoffspeicherung im Meeresboden. Ihre Analyse ergab, dass beide Prozesse ähnlich wichtig sein könnten, da die Speicherraten in derselben Größenordnung liegen. Bisher konzentrierten sich die meisten Studien vor allem auf den dauerhaft in marinen Sedimenten gespeicherten Kohlenstoff. Die neue Arbeit zeigt, dass auch gelöster organischer Kohlenstoff eine wichtige Rolle spielt.

MAREE-Versuchsanlage am ZMT liefert neue Einblicke

Für die Untersuchung nutzte das Team sogenannte Mesokosmen, große Meerwasserbecken, in denen sich Umweltbedingungen gezielt kontrollieren und verändern lassen. Über einen Zeitraum von 40 Tagen untersuchten die Forschenden drei Temperaturstufen zwischen 24 und 28 Grad Celsius.

Die Experimente am ZMT liefen in 27 dieser Becken mit Kombinationen aus verschiedenen Seegrasarten. Die Studie umfasste drei einheimische Arten aus der Bucht von Cádiz: die Seegrasarten Cymodocea nodosa und Zostera noltei sowie die Makroalge Caulerpa prolifera. Die Forschenden untersuchten außerdem das Seegras Halophila stipulacea, eine invasive Art, die aus dem Indischen Ozean stammt.

Sie maßen Sauerstoffproduktion, Kohlenstoffumsatz und die chemische Zusammensetzung der abgegebenen Stoffe. Anschließend beobachteten sie über 60 Tage, wie schnell Mikroorganismen die verschiedenen Kohlenstoffverbindungen abbauten.

Die invasive Seegrasart hatte dabei überraschend wenig Einfluss auf den Kohlenstoffhaushalt. Entscheidend war vor allem die Temperatur

„Besonders auffällig war, dass der Anteil des langlebigen gelösten organischen Kohlenstoffs – also der Teil, der normalerweise über längere Zeiträume im Ozean verbleibt – mit steigender Temperatur am stärksten zurückging“, sagt Pedro Beca-Carretero vom ZMT und dem Meeresforschungsinstitut IIM-CSIC im spanischen Vigo. „Dadurch könnte ein Teil des aufgenommenen Kohlendioxids schneller wieder in den Kohlenstoffkreislauf zurückkehren.“

Bedeutung für Klimamodelle und Küstenschutz

Küstenökosysteme wie Seegraswiesen, Mangrovenwälder oder Salzmarschen gelten als wichtige natürliche Kohlenstoffspeicher und werden oft als „Blue Carbon“-Ökosysteme bezeichnet. Sie spielen eine wichtige Rolle dabei, Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufzunehmen und langfristig zu binden. Die Autor:innen der Studie betonen, dass bisherige Klimamodelle die Auswirkungen steigender Temperaturen auf gelöste Kohlenstoffverbindungen möglicherweise unterschätzen. Dadurch könnte die tatsächliche Speicherleistung vieler Küstenökosysteme künftig geringer ausfallen als bisher angenommen.

Die Forschenden zeigen zugleich die Grenzen ihrer Untersuchung auf. Die Experimente fanden unter kontrollierten Bedingungen statt und bilden natürliche Küstenregionen nur vereinfacht nach. Faktoren wie starke Strömungen, Stürme oder langfristige Veränderungen der Artenzusammensetzung konnten nicht vollständig berücksichtigt werden. Weitere Feldstudien sollen nun zeigen, ob sich die beobachteten Effekte auch in natürlichen Ökosystemen bestätigen.

„Wir brauchen nun Langzeitbeobachtungen in natürlichen Küstengebieten, um besser abschätzen zu können, wie stark sich die Erwärmung der Ozeane tatsächlich auf die Kohlenstoffspeicherung auswirkt“, fasst ZMT-Forscher Hauke Reuter zusammen. „Solche Daten sind wichtig, damit Küstenökosysteme künftig realistischer in Klimaschutzstrategien einbezogen werden können.“

Originalpublikation

Yamuza-Magdaleno, A., Azcárate-García, T., Egea, L.G. Álvarez-Salgado, X.-A., Reuter, H., Brun F.G. & Beca-Carretero P. (2026) Temperature-driven decline in recalcitrant dissolved organic carbon weakens coastal macrophyte’s blue carbon storage potential. Commun Earth Environ 7, 362. Link zur Originalpublikation: https://doi.org/10.1038/s43247-026-03417-y

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Pressemitteilung des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT)

Die Publikation “Umgang mit kolonialen Objekten der Naturkunde. Empfehlungen, Forschung, Reflexionen ”, die aus Mitteln des Zukunftsplanes entstanden ist, versammelt Handlungsempfehlungen, aktuelle Forschungsergebnisse sowie Impulse internationaler Museumsfachleute. Sie bietet neue Perspektiven für den interdisziplinären und internationalen Dialog über Kolonialismus und Naturkunde und belegt das Potential von integrierter interdisziplinärer Arbeit. Die Publikation ist als Ausgangspunkt und lebendiges Dokument zu verstehen – offen für Weiterentwicklung, anschlussfähig für unterschiedliche Kontexte und getragen vom Anspruch, naturkundliche Sammlungen nicht nur wissenschaftlich exzellent, sondern auch historisch verantwortungsvoll und kulturell respektvoll zu behandeln.

Als offenes, integriertes Forschungsmuseum beschreitet das Museum für Naturkunde Berlin mit dem Leitfaden neue Wege im Umgang mit Sammlungsgut aus kolonialen Kontexten. Durch partizipative Ansätze, Austauschformate und Workshops mit Forschenden aus aller Welt wurde Wissen geteilt, gemeinsame Perspektiven auf Forschung sowie auf Vermittlung und Zugänglichkeit von Wissen geschaffen und im Dialog weiterentwickelt.

„Dieser Leitfaden ist ein Zwischenfazit auf einem Weg, den wir vor über zehn Jahren begonnen haben und den wir weitergehen werden. Wir teilen unser Wissen, lernen aus unseren Erfahrungen – auch aus unseren Fehlern. Wir sind ein offenes Forschungsmuseum, das im Austausch mit anderen immer weiterlernen will,“ so Prof. Johannes Vogel, Generaldirektor des Museums für Naturkunde Berlin.

Ein Ziel der laufenden Erschließung der 30 Millionen Objekte zählenden Museumssammlung ist es, neue Zugänge für verschiedene Nutzungsinteressen weltweit zu schaffen, den Zugang zu bestehendem Wissen zu demokratisieren sowie Teilhabe und Co-Kreation neuen Wissens zu ermöglichen. Der Leitfaden ist damit auch Resultat der voranschreitenden Museums-Evolution, die neben der Neuaufstellung von Sammlung und Wissenstransfer auch die bauliche Weiterentwicklung des Museums ins 21. Jahrhundert beinhaltet.

Ein aktuelles Beispiel hierfür ist die Öffnung der neuen Säle „Hirsche und Hornträger“ sowie „Säugetierschädel“ im Rahmen von Führungen. Sie entstanden in einem internationalen Co-Kurationsprozess mit neun Co-Kurator:innen aus Tansania, Ruanda, Burundi, Sambia, Togo, Kamerun, Kenia, Namibia und Ägypten. Gemeinsam mit den natur- und geisteswissenschaftlichen Forschungsgruppen des Museums, wie dem Center for Humanities of Nature, wurden wissenschaftliche Erkenntnisse mit lokalen Wissenssystemen, kulturellen Erfahrungen und historischen Perspektiven zusammengeführt. Die neuen Präsentationen, die aus Mitteln des Zukunftsplanes entstanden sind, zeigen beispielhaft, wie naturkundliche Sammlungen heute dialogorientiert und verantwortungsvoll einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden können.

Die Publikation richtet sich an alle, die mit naturkundlichen Objekten arbeiten – in Museen, Sammlungen, Archiven, Forschungseinrichtungen oder Hochschulen. Die Publikation ist in deutscher und englischer Sprache erschienen und für alle frei zugänglich (open Access).

Originalpublikation

Kaiser, Katja und Heumann, Ina (Hrsg.): Umgang mit kolonialen Objekten der Naturkunde: Empfehlungen, Forschung, Reflexionen, Heidelberg: arthistoricum.net, 2026. https://doi.org/10.11588/arthistoricum.1749

Zum Leitfaden

https://books.ub.uni-heidelberg.de//arthistoricum/catalog/book/1749

Weitere Informationen und Kontakt

Pressemitteilung des Museums für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung (MfN)

Fusionsgene als Motor von Tumoren

Fusionsgene entstehen, wenn Chromosomen in Krebszellen fehlerhaft umgebaut werden und dabei Teile verschiedener Gene miteinander verschmelzen. Solche genetischen Veränderungen kommen besonders häufig bei Leukämien (Blutkrebs) vor. Diese spezifischen Veränderungen helfen ärztlichem Personal dabei, Krebserkrankungen genauer zu klassifizieren und können in einigen Fällen auch direkt therapeutisch angegriffen werden. Das Gen KMT2A nimmt dabei eine besondere Rolle ein: Es kann mit mehr als 100 verschiedenen Partnergenen fusionieren, die sich in fünf Gruppen einteilen lassen. Solche KMT2A-Fusionsgene sind meist mit einem ungünstigen Krankheitsverlauf verbunden und bislang therapeutisch nur schwer zu behandeln. Umso wichtiger sind geeignete Modellsysteme, mit denen sich die biologischen Eigenschaften dieser Krebsformen im Labor nachvollziehen lassen.

Ein seltenes Fusionsgen aus der pädiatrischen Leukämie

Das Fusionsgen KMT2A::SEPTIN6 wurde in Tumorzellen von Kindern mit akuter myeloischer Leukämie beschrieben. Die Zelllinie KOPM-88 wurde ursprünglich aus dem peripheren Blut eines 11-jährigen Jungen mit AML etabliert. Das Forschungsteam um Dr. Stefan Nagel konnte nun nachweisen, dass genau diese Zelllinie das seltene Fusionsgen KMT2A::SEPTIN6 trägt. Damit ist KOPM-88 nicht nur die erste bekannte Zelllinie mit diesem Fusionsgen, sie ist zugleich der einzige verfügbare Zelllinienvertreter aus Gruppe 3 der KMT2A-Fusionsgene. Für die Forschung ist das ein bedeutender Fortschritt, weil sich dieser Leukämie-Subtyp nun erstmals systematisch in vitro untersuchen lässt.

Unerwartete Biologie eröffnet neue Therapieideen

Die in der Fachzeitschrift Cells veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass sich KMT2A::SEPTIN6 funktionell deutlich von anderen KMT2A-Fusionsgenen unterscheidet. Während bei anderen KMT2A-Fusionen bestimmte Zielgene typischerweise aktiviert werden, beobachteten die Forschenden der DSMZ in Braunschweig hier das Gegenteil: Das klassische Zielgen HOXA7 wurde gehemmt statt angeschaltet. Gleichzeitig zeigte sich eine Aktivierung des BMP-Signalwegs, der die Zellteilung fördern kann. Diese Befunde deuten darauf hin, dass bei dieser seltenen AML-Form andere molekulare Mechanismen wirken als bislang angenommen. Genau daraus ergeben sich neue Ansatzpunkte für die Entwicklung gezielter Therapien.

Zelllinie steht der internationalen Forschung zur Verfügung

Damit die Ergebnisse rasch in weitere Forschungsarbeiten einfließen können, stellt das Leibniz-Institut DSMZ die Zelllinie KOPM-88 Forschenden weltweit zur Verfügung (www.dsmz.de/collection/catalogue/details/culture/ACC-11029). Solche bioressourcenbasierten Modelle sind eine wichtige Grundlage, um Krankheitsmechanismen besser zu verstehen und neue Wirkstoffe präklinisch zu testen.

Originalpublikation

Nagel S, Meyer C, Kaufmann M, Fähnrich S, Rand U, Pommerenke C, MacLeod RAF, Eberth S. Fusion Gene KMT2A::SEPTIN6 in Acute Myeloid Leukemia Cell Line KOPM-88. Cells. 2026;15(14):1286. doi: 10.3390/cells15141286

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ)

Die Forschenden der US-amerikanischen Rockefeller University, New York University und des Medicine Memorial Sloan Kettering Cancer Centers sowie Wissenschaftler:innen des Universitätsklinikums Essen und des ISAS verglichen Brustkrebszellen aus Primärtumoren und Lungenmetastasen in vitro über kultivierte Krebszellen von Menschen und Mäusen. Dabei analysierten sie gezielt metabolische Prozesse (Stoffwechselprozesse) in den Mitochondrien. Es zeigte sich, dass der Gehalt an mitochondrialem Glutathion in den metastatischen Zellen deutlich erhöht war.

Glutathion dient dazu, Zellen vor oxidativem Stress zu schützen. Im Zusammenhang mit Krebs kann diese Schutzfunktion jedoch nachteilig wirken: Tumorzellen nutzen diesen Mechanismus, um widerstandsfähiger zu werden. Sie aktivieren ein metabolisches Anpassungsprogramm, das ihr Überleben in neuen Organen erleichtert und die Bildung von Metastasen unterstützt.

ATF4 aktiviert Überlebensprogramm in Tumorzellen

„Mithilfe von MALDI-Massenspektrometrie-Imaging konnten wir Glutathion im Tumorgewebe räumlich aufgelöst nachweisen und zeigen, wo es sich im metastasierten Organbesonders stark anreichert“, erklärt Dr. Karl Smith, Leiter der Nachwuchsgruppe Spatial Metabolomics. Dafür haben Smith und sein Team Lungengewebe mit Brustkrebsmetastasen von Mäusen analysiert. Glutathion in den Mitochondrien wirkt als Signal für das Protein ATF4 Dieses reguliert zentrale Gene für Stress- und Stoffwechselreaktionen und aktiviert so Überlebensmechanismen der Tumorzellenelle. Daraufhin passen diese ihren Metabolismus an die neue Umgebung an und können sich im Lungengewebe stabilisieren – eine entscheidende Voraussetzung für die Entstehung von Metastasen.

Glutathion: Schutz und Balance in Zellen

Glutathion ist ein körpereigenes Tripeptid, das aus den Aminosäuren Glycin, Cystein und Glutaminsäure besteht. Es gehört zu den wichtigsten Antioxidantien innerhalb der Zellen und schützt sie vor oxidativem Stress. Unter oxidativem Stress versteht man ein Ungleichgewicht im Stoffwechsel, bei dem zu viele freie Radikale (reaktive Sauerstoffmoleküle) auf zu wenige schützende Antioxidantien treffen. Dies kann Zellen schädigen. Oxidativer Stress steht im Zusammenhang mit der Genese verschiedener Erkrankungen, darunter auch Krebs. Glutathion hilft dabei, das metabolische Gleichgewicht aufrechtzuerhalten und zentrale Zellfunktionen zu stabilisieren.

Transportprotein als Schlüssel für neue Therapien?

Die Autor:innen identifizierten als zentralen Baustein der beschriebenen Prozesse das Protein SLC25A39. Es sitzt in der Membran der Mitochondrien und fungiert als Transportprotein für Glutathion. Die Untersuchungen zeigen, dass metastatische Brustkrebszellen vermehrt SLC25A39 produzieren. Dieses Transportprotein benötigen sie, um sich an neues Gewebe anzupassen.

Wird SLC25A39 ausgeschaltet, gelangt weniger Glutathion in die Mitochondrien. In der Folge bilden sich weniger Metastasen. Das Wachstum des Primärtumors bleibt weitgehend unbeeinträchtigt. Besonders ausgeprägt ist dieser Effekt in der frühen Phase der Metastasierung, wenn sich Tumorzellen in der Lunge ansiedeln und sich an die neue Gewebeumgebung anpassen müssen.

Die Studie zeigt, dass Tumorzellen spezielle Anpassungs- und Überlebensmechanismen aktivieren, um sich in neuen Geweben erfolgreich anzusiedeln. Vor diesem Hintergrund rückt das Protein SLC25A39 als möglicher therapeutischer Ansatzpunkt in den Fokus. Ließe sich das Transportprotein gezielt beeinflussen, könnte es den Glutathionimport in die Mitochondrien regulieren und Tumorzellen daran hindern, sich im neuen Gewebe erfolgreich anzusiedeln. Langfristig könnten sich daraus mögliche Perspektiven für neue Therapieansätze ergeben, die gezielt darauf abzielen, die Ausbreitung von Brustkrebs im Körper zu verlangsamen oder zu verhindern.

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Analytische Wissenschaften – ISAS – e.V. (ISAS)

Worum geht’s? Das Projekt „RAISE“ in Kürze

Das Projekt verfolgt das Ziel, ein globales Überwachungssystem zu entwerfen, das Veränderungen in der Atmosphäre durch menschliche Weltraumaktivitäten erfasst. Zu diesem Zweck entwickeln die Projektpartner vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität Rostock (IAP) und der Universität Stuttgart ein neuartiges Mehrfarben-Lidar-System, das es ermöglicht, Rückstände von Satelliten zu identifizieren und zu quantifizieren. Ergänzend wird das Team Experimente durchführen, um Verbrennungsprozesse von Raumfahrtobjekten besser zu verstehen.

Warum ist das wichtig? Probleme, die das Projekt lösen will

Die Anzahl der Satelliten nimmt stetig zu. Am Ende ihrer Lebensdauer müssen diese sicher aus der Umlaufbahn entfernt werden – üblicherweise durch kontrolliertes Verglühen in der Atmosphäre. Dieses Verfahren birgt jedoch ein erhebliches Risiko: Die dabei freigesetzten Materialien können Atmosphäre kontaminieren. Besonders Leichtmetalle wie Lithium, die in der Raumfahrt genutzt werden, beeinflussen die Luftchemie durch ihre globale Zirkulation. Da in den nächsten ein bis zwei Dekaden potenziell so viel Satellitenmaterial in die Atmosphäre gelangen könnte wie natürlich auftretender kosmischer Staub, ist es entscheidend, zu verstehen, wie diese Materialien sich auf die Luftchemie auswirken. Insgesamt will das Forschungsprojekt die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken in der wachsenden Weltraumindustrie unterstreichen.

Das sagt der Projektleiter Prof. Dr. Gerd Baumgarten vom Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität Rostock (IAP):

"Das Projektteam ist sehr gespannt darauf, die Vorgänge an der Grenze zwischen Atmosphäre und Weltraum zu beleuchten und zu einer nachhaltigen Nutzung des erdnahen Weltraums beizutragen."

Wer ist dabei? Die beteiligten Partner

Leibniz-Institut für Atmosphärenphysik an der Universität Rostock (IAP)

Universität Stuttgart

Hintergrund: Der Leibniz-Wettbewerb

Das Projekt „RAISE“ wird im Rahmen des Leibniz-Wettbewerbs für den Zeitraum von drei Jahren gefördert. Der Wettbewerb unterstützt die Erreichung der strategischen Ziele der Leibniz-Gemeinschaft im Rahmen des Paktes für Forschung und Innovation. Die Projektbewilligungen ermöglichen Forschung auf höchstem Niveau. Insgesamt fördert die Leibniz-Gemeinschaft in der Runde 2026 30 Vorhaben.

Weitere Informationen zum Leibniz-Wettbewerb

Projektdatenbank des Leibniz-Wettbewerbs

Politik und Wirtschaft diskutieren derzeit über eine Vertiefung von Fahrrinnen, damit Binnenschiffe auch bei niedrigen Wasserständen möglichst uneingeschränkt und sicher fahren können. Aus wissenschaftlicher Sicht greift dieser Ansatz zu kurz. „Wir müssen uns stärker an das vorhandene Wasserdargebot anpassen, statt die Flüsse immer weiter an unsere Nutzungsansprüche anzupassen“, sagt IGB-Forscher Dr. Christian Wolter. Punktuelle Eingriffe zur Beseitigung einzelner Engstellen können zwar sinnvoll sein, eine weitere systematische Vertiefung der Flüsse ist jedoch keine nachhaltige Antwort auf häufiger auftretendes Niedrigwasser.

Flüsse wurden für die Nutzung verändert – mit Folgen für den Wasserhaushalt

Viele deutsche Flüsse wurden seit dem 19. Jahrhundert begradigt, verkürzt, befestigt und ihre Funktion als Wasserstraßen gefördert. Durchschnittlich verloren die Flüsse dadurch 20 Prozent ihrer Fließwege; das Wasser fließt dadurch schneller ab. Befestigte Ufer verhindern zudem, dass sich Flüsse seitlich ausbreiten können; stattdessen tieft sich ihre Sohle um mehrere Meter ein. Das trägt bei Niedrigwasser dazu bei, dass auch angrenzende Landschaften stärker entwässert werden.

Gleichzeitig sind natürliche Wasserspeicher wie Auen, Feuchtgebiete und Moorlandschaften fast überall verschwunden. „Das alles hat dazu beigetragen, dass uns die Folgen des Klimawandels heute so hart treffen“, warnt Wolter. „Wir wissen seit Jahrzehnten, dass wir Wasser stärker in der Landschaft zurückhalten müssen. Angesichts zunehmender Trockenheit wird es immer dringlicher, diese Erkenntnis auch umzusetzen.“

Mehr Wasser in der Landschaft halten

Die Niedrigwasserproblematik lässt sich nicht allein über die jährliche Niederschlagsmenge erklären. Entscheidend ist auch deren jahreszeitliche Verteilung. Künftig fällt mehr Niederschlag in den Wintermonaten; während die Sommermonate trockener werden. Wasser aus den niederschlagsreichen Monaten muss deshalb länger in der Landschaft gespeichert werden.

Dafür braucht es mehr Raum für Flüsse und ihre Auen. Begradigte Oberläufe sollten, wo möglich, wieder stärker mäandrieren und dadurch längere Fließwege erhalten. Auen und Feuchtgebiete sollten revitalisiert, Entwässerungsstrukturen überprüft und oberflächennahe Grundwasservorkommen besser geschützt werden. „Wir sollten Wasser nicht möglichst schnell aus der Landschaft ableiten, sondern es dort halten, wo es später gebraucht wird“, erklärt Christian Wolter.

Solche Maßnahmen zum Wasserrückhalt stärken auch den natürlichen Hochwasserschutz: Naturnahe Flusslandschaften können Niederschläge aufnehmen und den Abfluss zeitlich verzögern.

Niedrigwasser und Hitze gefährden Flussökosysteme

Niedrige Wasserstände sind nicht nur ein Problem für die Schifffahrt. Besonders kritisch für viele Lebewesen ist die Kombination aus Niedrigwasser und hohen Temperaturen. Warmes Wasser kann weniger Sauerstoff aufnehmen, während Fische und andere Wasserorganismen bei steigenden Temperaturen zugleich mehr Sauerstoff benötigen. Niedrigwasser ist deshalb nicht nur eine Frage des Wasserstands. Es kann die gesamte ökologische Funktionsfähigkeit eines Flusses beeinträchtigen. Neben dem Wasserrückhalt in der Landschaft ist deshalb auch die Beschattung der Flussufer eine wichtige Maßnahme.

Kommt es nach langen Trockenperioden zu Starkregen, können ausgetrocknete oder versiegelte Böden die großen Wassermengen oft nur begrenzt aufnehmen. Dann werden innerhalb kurzer Zeit erhebliche Mengen an organischem Material in die Gewässer gespült. Dessen Zersetzung verbraucht wiederum viel Sauerstoff und senkt den Sauerstoffgehalt im Wasser rasch weiter ab.

Die Schifffahrt muss sich anpassen, nicht die Flüsse

Eine klimaangepasste Verkehrspolitik bedeutet aus Sicht des IGB deshalb auch, die Infrastruktur und die Schifffahrt stärker auf die natürlichen Wasserverhältnisse auszurichten. Dazu gehören beispielsweise Schiffe mit geringerem Tiefgang. „Wir können Niedrigwasser nicht einfach wegplanen oder wegbaggern. Wir müssen unsere Landschaften und unsere Nutzung der Flüsse so verändern, dass ihre wichtigen Funktionen auch bei weniger und unregelmäßiger verfügbarem Wasser erhalten bleiben“, sagt Wolter.

Naturnahe Flusslandschaften sind nicht nur ökologisch wertvoll. Sie sind ein zentraler Baustein, um Deutschland auf häufiger auftretendes Niedrigwasser, Hitze und zugleich zunehmende Starkregenereignisse vorzubereiten.

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Das belegen mehr als 1.000 Einträge aus historischen Originalquellen: Chroniken, Rechnungsbücher, Urkunden und Briefe. Maßgeblich an deren Rekonstruktion beteiligt war der Mittelalterspezialist Dr. Martin Bauch vom Leibniz-Institut für Geschichte und Kultur des östlichen Europa (GWZO) in Leipzig. Die Studie entstand unter Leitung von Andrea Kiss und Günter Blöschl (Technische Universität Wien) gemeinsam mit einem interdisziplinären Team von mehr als 30 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus ganz Europa.

„Wir können Monat für Monat rekonstruieren, welche Regionen Europas wann betroffen waren. Das zeigt deutlich, dass sich die Hochwasser wie eine Perlenkette durch die Jahre 1341 bis 1343 ziehen – nicht alle gleich verheerend, nicht alle am selben Ort, aber alle klar miteinander verbunden“, sagt Andrea Kiss, Erstautorin der Studie sowie Historikerin und Geographin an der Technischen Universität Wien. 2025 forschte sie als Gastwissenschaftlerin am GWZO in Leipzig, wo sie die Studie auch finalisierte.

Besonders schwer traf die Serie Mitteldeutschland und das östliche Mitteleuropa. In Prag riss die Moldau die berühmte steinerne Judithbrücke fort, die Vorgängerin der heutigen Karlsbrücke. An der Elbe stürzten die Brücken in Dresden und Meißen ein, in Thüringen die Übergänge über die Gera in Erfurt und über die Werra bei Vacha, Meiningen und Eisenach, in der Lausitz die Spreebrücke in Bautzen. Über Böhmen reichten die Fluten bis in den Karpatenraum und nach Ungarn. Entlang der Donau berichtete der Chronist Johann von Winterthur von rund 6.000 Toten; europaweit forderten die Fluten viele Tausend Opfer.

Als Ursache der ungewöhnlichen Häufung machen die Forschenden ein Zusammentreffen mehrerer Faktoren wahrscheinlich: eine Serie großer Vulkanausbrüche um 1340 – darunter mindestens fünf tropische Vulkane sowie ein Ausbruch der isländischen Hekla – und ein über mehrere Jahre anhaltender Rückgang des arktischen Meereises. Beides veränderte die Luftströmungen über Europa und begünstigte extreme, langanhaltende Niederschläge.

„Die Magdalenenflut ist bis heute im kollektiven Gedächtnis präsent, weil sie mit Hochwassermarken und Gedenktafeln festgehalten wurde, aber auch durch jährlich wiederholte Bittprozessionen. Dass sie nur ein Ereignis in einer ganzen Kette von Katastrophen war, ist über die Jahrhunderte in Vergessenheit geraten. Diese Jahre gehören zur großen Krise des 14. Jahrhunderts, die wenige Jahre später im Schwarzen Tod gipfelte. Unsere Ergebnisse zeigen, wie eng Umwelt-, Klima- und Gesellschaftsgeschichte in dieser Zeit verflochten waren“, erklärt Martin Bauch.

Bauch, der am GWZO eine von der VolkswagenStiftung geförderte Freigeist-Nachwuchsgruppe zur mittelalterlichen Klimageschichte leitete, gilt als einer der besten Kenner der Magdalenenflut; bereits 2019 legte er dazu eine grundlegende Studie vor. Für das Nature-Projekt brachte er vor allem die Überlieferung aus Mitteldeutschland, Böhmen und dem östlichen Mitteleuropa ein – Chroniken, Urkunden und Rechnungsbücher, die er kritisch auswertete und in die historischen Datenbanken überführte.

Für das Team liegt die Aktualität der Studie auf der Hand. „Hochwasser sind statistisch nicht unabhängig voneinander: Sie treten nicht einfach zufällig ein wie Lottogewinne, sondern können statistisch und ursächlich zusammenhängen“, betont der Wiener Hydrologe Günter Blöschl. Sequenzen mehrerer Extremhochwasser binnen weniger Monate würden im heutigen Risikomanagement dennoch kaum berücksichtigt – obwohl der Klimawandel solche Häufungen künftig wahrscheinlicher macht. Die Autorinnen und Autoren plädieren daher für vorausschauende, anpassungsfähige Schutzstrategien, die nicht nur einzelne Jahrhundertfluten, sondern ganze Katastrophenketten einkalkulieren.

Originalpublikation

Kiss, A., Viglione, A., Barrientos, M., Enzi, S., Bauch, M. et al. (2026): Cascading continental-scale floods across Europe in 1342–1343. Nature. DOI: 10.1038/s41586-026-10888-8

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Website des Leibniz-Instituts für Geschichte und Kultur des östlichen Europa (GWZO)

Das Team kombinierte Raman-Mikroskopie und AP-MALDI (Atmospheric-Pressure Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization) inkl. Massenspektrometrie-Bildgebung, AP-MALDI-MSI. Während die Raman-Mikroskopie die chemische Signatur von Molekülklassen und die Struktur des Gewebes in Bereichen bis zu zwei Mikrometern Pixelgröße erfasst, identifiziert und lokalisiert AP-MALDI-MSI einzelne Moleküle mit hoher Genauigkeit (bis zu fünf Mikrometer kleine Pixel). Eine eigens entwickelte Software führte beide Datensätze automatisiert zusammen und ordnete sie demselben Gewebeabschnitt mit mikrometergenauer Präzision zu.

Informationen für eine verlässliche diagnostische Einschätzung

Als Anwendungsbeispiel untersuchten die Forschenden Herzgewebe von Mäusen mit Morbus Fabry. Bei dieser seltenen genetischen Stoffwechselerkrankung werden bestimmte Lipide, Globotriaosylceramide (Gb3), nicht ausreichend abgebaut. Sie lagern sich im Laufe der Zeit in Organen wie Herz oder Niere ab und schädigen diese lebensbedrohlich.

Für die automatisierte Koregistrierung der Herzgewebe-Aufnahmen mittels Raman-Mikroskopie und AP-MALDI-MSI legten die Wissenschaftler:innen diese pixelgenau übereinander. „Erst die Kombination von Raman-Mikroskopie und bildgebender Massenspektrometrie ermöglicht ein aussagekräftiges Bild der molekularen Vorgänge im Gewebe. Für eine verlässliche diagnostische Einschätzung ist es wichtig zu wissen, wo genau im Gewebe sich Gb3-Moleküle anreichern“, sagt Prof. Dr. Sven Heiles, Leiter der Nachwuchsgruppe Lipidomics am ISAS und einer der korrespondierenden Autor:innen.

Erstmals Lipid-Ablagerungen im Herzgewebe mikrometergenau kartiert

Die molekulare Landkarte zeigte bei der Fabry-Krankheit: Gb3 verteilt sich nicht gleichmäßig im Herzgewebe. Stattdessen bilden unterschiedliche molekulare Varianten von Gb3 kleinste, räumlich klar abgegrenzte Ablagerungen. „Zwar sind die genetische Ursache der Fabry‑Krankheit und erhöhte Gb3‑Spiegel im Blut seit Langem bekannt. Auch typische Zielorgane mit Lipidspeicherung wurden in Studien beschrieben. Aber wie sich die Lipide im menschlichen Gewebe auf zellulärer und subzellulärer Ebene verteilen und welche interindividuelle Heterogenität dabei besteht, war bislang nur unzureichend charakterisiert. Die neuen Erkenntnisse könnten zukünftig helfen, den Krankheitsverlauf besser zu verstehen“, erläutert Prof. Dr. Kristina Lorenz, Leiterin der Abteilung Translationale Forschung am ISAS und ebenfalls korrespondierende Autorin.

Als Nächstes soll das Verfahren auf Gewebeproben von Patient:innen mit der Fabry-Krankheit übertragen werden. Ziel ist es, mithilfe solcher komplementären Verfahren Krankheitsmechanismen bei einzelnen Morbus-Fabry-Ausprägungen besser zu verstehen –und darauf basierend neue Ansätze für die Diagnostik und Therapie zu ermöglichen. Im Fokus stehen außer Morbus Fabry auch andere Krankheiten, bei denen sich Moleküle lokal im Gewebe verändern – etwa bei Herz-Kreislauf- oder Stoffwechselerkrankungen.

Originalpublikation

Automatic Coregistration of High-Resolution MALDI-MSI and Raman Imaging Applied to Cardiac Tissue of Fabry Disease Mouse Models: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.5c07622.

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Analytische Wissenschaften – ISAS – e.V. (ISAS)

Mikroorganismen sind nahezu überall zu finden und übernehmen zentrale Aufgaben in Ökosystemen: Sie setzen organisches Material um, beeinflussen Stoffkreisläufe und reagieren häufig sehr schnell auf veränderte Umweltbedingungen. Insbesondere in der aquatischen Ökologie kann die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften daher wertvolle Hinweise auf den Zustand eines Gewässers geben. Ihre Untersuchung erzeugt jedoch äußerst umfangreiche Datensätze. In einer einzigen Wasserprobe lassen sich oft bis zu Hunderttausende unterschiedlicher genetische Signaturen mikrobieller Lebewesen nachweisen, deren Vorkommen zudem durch Temperatur, Salzgehalt, Nährstoffe, Jahreszeit und zahlreiche weitere Faktoren beeinflusst wird.

Ein Forschungsteam um Anna Kujat, IOW-Doktorandin und Erstautorin der jetzt publizierten Studie, und den wissenschaftlichen Korrespondenzautor Theodor Sperlea untersuchte deshalb, ob sich sogenanntes Topic Modeling für die Analyse solch komplexer Daten eignet. Diese Gruppe von Verfahren des unüberwachten maschinellen Lernens wurde ursprünglich entwickelt, um in großen Textsammlungen Muster zu erkennen. Dabei werden Wörter, die häufig gemeinsam auftreten, zu Themen – auf Englisch „Topics“ – zusammengefasst, die vorher nicht erkannt werden konnten. Übertragen auf mikrobielle Lebensgemeinschaften – sogenannte Mikrobiome – werden anstelle gemeinsam auftretender Wörter Mikroorganismen gruppiert, die in den untersuchten Proben ähnliche Muster bezüglich ihres Vorkommens zeigen. „Wir haben so die Grundidee der Textanalyse auf ein ökologisches Problem übertragen, um aus einer kaum überschaubaren Biodiversität eine kleine Zahl biologisch interpretierbarer Muster zu extrahieren“, erläutert Kujat den Ansatz.

Von mehr als 1.200 Erbgutvarianten zu interpretierbaren Mustern

Als besonders anspruchsvollen Testfall wählten die Forschenden die Warnow-Mündung und angrenzende Küstengewässer der südwestlichen Ostsee. Flusseintrag, Wind und der wechselnde Einfluss von Süß- und Ostseewasser sorgen dort mitunter täglich für Veränderungen. Gleichzeitig wirken städtische Abwässer, Industrie, Tourismus und weitere menschliche Nutzungen auf das System ein. Die Datengrundlage bildeten 1.551 Wasserproben, die zwischen April 2022 und April 2023 an 14 festen Stationen im Rahmen des Projektes OTC Genomics 2* genommen worden waren und ökologisch den Gradienten von reinen Süßwasserhabitaten bis hin zu reinen Ostseehabitaten abdeckten. Neben den mikrobiellen Gemeinschaften erfasste das Team unter anderem Salzgehalt, Wassertemperatur, Chlorophyll-a- und Nährstoffkonzentrationen und nutzte Informationen zum Süßwasserzufluss der Warnow der Staatlichen Ämter für Landwirtschaft und Umwelt Mecklenburg-Vorpommern. Nach Aufarbeitung enthielt der gesamte Datensatz 1.236 unterschiedliche bakterielle Erbgutvarianten.

Die Forschenden testeten zwei Varianten des Topic Modeling und verglichen sie mit bewährten Verfahren, die große und unübersichtliche Datensätze auf wenige zentrale Muster verdichten. Für die quantitative Bewertung prüfte das Team, wie gut die verkleinerten Datendarstellungen noch ökologische Variablen wie Salzgehalt, Chlorophyll-a-Konzentration oder Probenahmeort abbildeten. Zusätzlich wurde untersucht, inwieweit funktionelle Ähnlichkeiten zwischen den Mikroorganismen erhalten blieben. Dabei zeigte sich: Insgesamt war Topic Modeling den konventionellen Verfahren von der Analyseleistung mindestens ebenbürtig und schnitt in einzelnen Analysen sogar besser ab.

Fünf Teilgemeinschaften folgen dem Rhythmus der Jahreszeiten

Für eine vertiefende ökologische Auswertung wählte das Team ein Topic Modeling-Verfahren aus, das in den quantitativen Tests sowohl ökologische als auch potenziell funktionelle Informationen besonders gut herausfiltern konnte. Von insgesamt elf ermittelten mikrobiellen Teilgemeinschaften waren fünf für den Mündungsbereich der Warnow charakteristisch. Sie traten nicht gleichzeitig auf, sondern folgten in einer deutlichen saisonalen Abfolge aufeinander mit Schwerpunkten des Auftretens im Frühjahr, Sommer, Frühherbst und während kalter Bedingungen bis Ende November. Anders als in den Süßwasser-Abschnitten der Warnow und an der Küste fand das Team für die Mündung keine Teilgemeinschaft, die durchgängig das ganze Jahr dominierte.

Die fünf Gruppen unterschieden sich sowohl in ihrer taxonomischen Zusammensetzung als auch in den Umweltbedingungen, unter denen sie bevorzugt auftraten. Zwei sommerliche Teilgemeinschaften waren beispielsweise vor allem mit Temperaturen oberhalb von 20 °C und Salzgehalten zwischen 15 und 20 PSU verbunden. Die Frühjahrsgruppe trat dagegen bei Salzgehalten von 8 bis 15 PSU und Temperaturen zwischen 8 und 17 °C auf. Im Herbst nahm der Süßwasserzufluss zu und der Salzgehalt längerfristig ab. Die für die Mündung typischen Teilgemeinschaften wurden daraufhin schrittweise durch Gemeinschaften ersetzt, die eher für Süßwasser oder Küstengewässer charakteristisch waren. „Die Methode hat nicht nur gezeigt, dass sich die mikrobielle Gemeinschaft verändert, sondern macht auch sichtbar, welche Gruppen von Organismen gemeinsam auf bestimmte Umweltbedingungen reagieren. Gerade in einem so dynamischen Lebensraum wie der Warnow-Mündung eröffnet das eine zusätzliche ökologische Perspektive“, hebt Theodor Sperlea hervor.

Neue Chancen für das Umweltmonitoring

Das Neue an der Studie ist die Anwendung eines ursprünglich aus der Linguistik stammenden Verfahrens im Kontext einer ökologischen Anwendung in einem dynamischen natürlichen Lebensraum, das zudem einer systematischen methodischen Bewertung unterzogen wurde. Dabei konnte die Forschenden zeigen, dass Topic Modeling komplexe Mikrobiomdaten stark verdichten und dennoch wichtige ökologische Zusammenhänge erhalten kann.

„Damit könnte Topic Modeling künftig helfen, Umweltveränderungen früher zu erkennen und Gewässer gezielter zu überwachen. Zunächst soll es bewährte Analyseverfahren jedoch nicht ersetzen, sondern eher ergänzen“, kommentiert Theodor Sperlea. „Unsere Studie macht jedoch die Tür auf für den Import weiterer Methoden aus der Computerlinguistik in die Analyse hochkomplexer Datensätze wie die aus der Umweltmikrobiologie – einschließlich der Algorithmen, die hinter den aktuell so viel diskutierten Large Language Models stecken“, so der IOW-Forscher abschließend.

* Das Projekt OTC Genomics 2 wird im Rahmen des Ocean Technology Campus Rostock vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert.

Originalpublikation

Anna S. Kujat, Christiane Hassenrück, Stefan Lüdtke, Matthias Labrenz, Theodor Sperlea (2026): Enhancing the understanding of environmental microbiomes through topic modeling: a quantitative and qualitative analysis. Environ. Microbiome, 21: 90. doi.org/10.1186/s40793-026-00927-2

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW)

Die Entstehung und Entwicklung von Galaxienkernen zu verstehen gehört zu den faszinierendsten Herausforderungen der Astrophysik. Die neue Studie hat zum Ziel, die physikalischen Prozesse aufzudecken, die zur Entstehung zweier auffälliger Strukturen führen, die die Schwarzen Löcher im Zentrum der meisten Galaxien umgeben: Kernsternhaufen und nukleare Sternscheiben. Erst im letzten Jahrzehnt wurden solche galaktischen Strukturen in der Milchstraße und in extragalaktischen Systemen beobachtet. Da aus den Beobachtungsdaten kein eindeutiger Zusammenhang zwischen ihren Massen und Größen hervorging, wurden die beiden Strukturen als Ergebnisse getrennter Entstehungsprozesse angesehen. Der Entstehungsprozess ist jedoch noch nicht verstanden, und bislang fehlten realistische Simulationen.

Diesem langjährigen Rätsel geht nun eine neue Galaxiensimulation aus dem SMUGGLE-Ring-Projekt auf die Spur, indem sie eine neue neue Perspektive eröffnet und damit eine Brücke zwischen Theorie und Beobachtungen bildet. In einem Artikel, der als „Letter to the Editor“ in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ angenommen wurde, zeigt das Team um AIP-Forscher Dr. SungWon Kwak erstmals, dass eine vollständig selbstkonsistente, hochauflösende hydrodynamische Simulation einer milchstraßenähnlichen Balkengalaxie auf natürliche Weise sowohl einen Kernsternhaufen als auch eine nukleare Sternscheibe bilden und deren Wachstum über Milliarden von Jahren hinweg verfolgen kann.

Die Simulation deckt auf, dass der Balken der Galaxie bei diesem Prozess eine zentrale Rolle spielt. „Unsere Simulation verdeutlicht dies, indem sie zeigt, wie der galaktische Balken wie ein kosmisches Förderband wirkt, das Gas nach innen leitet, so dass beide Strukturen gleichzeitig aus genau demselben Reservoir versorgt werden“, erklärt SungWon Kwak. Während sich Gas im zentralen Bereich ansammelt, erzeugt die Rückkopplung sterbender Sterne Schockwellen, die wiederholt neue Phasen der Sternentstehung auslösen. Im Laufe von mehreren Milliarden Jahren sammeln sich in diesen zentralen Strukturen Sterne mit einer Gesamtmasse von Hunderten von Millionen Sonnenmassen.

Einer der wesentlichen Vorteile der Simulation besteht darin, dass sie es Forschenden ermöglicht, Prozesse zu beobachten, die in realen Galaxien nicht direkt sichtbar sind. Astronomische Beobachtungen liefern lediglich eine Momentaufnahme einer Galaxie zu einem Zeitpunkt. Die Simulation hingegen verfolgt die Entwicklung der Galaxie über vier Milliarden Jahre hinweg, sodass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Entstehung des Balkens beobachten können, den Gaszufluss nach innen verfolgen, Ausbrüche der Sternentstehung überwachen und studieren können, wie sich die zentrale Sternscheibe im Laufe der Zeit vom Zentrum aus nach außen ausdehnt.

Die Ergebnisse erklären auch, warum es bisher so schwierig war, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen Kernsternhaufen und nuklearen Sternscheiben nachzuweisen. „Die scheinbar fehlende Verbindung bedeutet nicht, dass sich die Sterne selbst grundlegend in Alter, chemischer Zusammensetzung oder Bewegung unterscheiden“, erklärt Dr. Cristina Chiappini, ebenfalls Wissenschaftlerin am AIP und Mitautorin der Studie. Stattdessen zeigt die Simulation, dass sich die strukturelle Beziehung zwischen den beiden Komponenten im Laufe der Zeit auf natürliche Weise entwickelt. Während langer Phasen stetigen Wachstums driften die relativen Massen und Größen des Sternhaufens und der Scheibe allmählich auseinander. Infolgedessen können die Kernsternhaufen und nuklearen Sternscheiben von Galaxien bemerkenswert unterschiedlich erscheinen, wenn sie in verschiedenen Stadien ihrer Entwicklung beobachtet werden, selbst wenn der zugrunde liegende Wachstumsmechanismus derselbe ist.

Bei dieser Erkenntnis spielte auch die Einbeziehung einer realistischen Dynamik der Dunklen Materie in die Simulation eine entscheidende Rolle. „Frühere Studien stützen sich auf feste Hintergrundpotenziale für den galaktischen Balken und die Halos aus Dunkler Materie. Doch die realistische Behandlung der Wechselwirkungen zwischen Sternen und einem Dunkle-Materie-Halo, der in unserem Modell durch Teilchen repräsentiert wird, ermöglicht es uns, einen realistischen Balken zu bilden, der sich im Laufe der Zeit entwickelt und dann auf natürliche Weise Kernstrukturen bildet“, erklärt Dr. Ivan Minchev, Mitautor der Studie. „Darüber hinaus zeigt unser Modell auch eine ‚dunkle Lücke‘ um den Balkenbereich herum, die in vielen Beobachtungen gefunden wurde und als Beweis für die Wechselwirkung zwischen Sternen und Dunkler Materie durch die Rotation des Balkens gilt.“

Das Szenario wird noch faszinierender, da in der Simulation ein besonders massereicher Sternhaufen mit etwa 30 Millionen Sonnenmassen spiralförmig in das galaktische Zentrum hineinrast und mit dem Kernsternhaufen verschmilzt. Interessanterweise wurden bei den jüngsten Beobachtungen solche massereichen Sternhaufen innerhalb des Balkens von NGC 1365 erfasst, von denen einige voraussichtlich spiralförmig in das Zentrum der Galaxie hineinschwingen und mit dem Kernsternhaufen der Galaxie verschmelzen. Solche Verschmelzungsereignisse können die Masse und Größe des Kernsternhaufens innerhalb kurzer Zeit verändern. Dies macht die gemeinsame Entwicklungsgeschichte der galaktischen Zentren komplexer, aber auch interessanter, da in den Kernsternhaufen der Galaxien ein supermassives Schwarzes Loch lauert. Folglich könnten diese Verschmelzungsereignisse Spuren in der Masse des supermassereichen Schwarzen Lochs hinterlassen, wodurch sich der Zusammenhang zwischen den galaktischen Komponenten grundsätzlich erweitern ließe und wir zukünftige Beobachtungen besser interpretieren könnten.

Originalpublikation

SungWon Kwak, Mathias Schultheis, Ivan Minchev, Cristina Chiappini, Woong-Tae Kim, Seungwon Baek, Federico Marinacci, Mark Vogelsberger, Laura V. Sales, Hui Li, and Matthias Steinmetz (2026): SMUGGLE-Ring: Evolutionary link between nuclear star cluster and nuclear disk, A&A

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Pressemitteilung des Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)

Das gemeinsam entwickelte Verfahren wurde zum Patent angemeldet. Es stellt nach der Ameisensäureproduktion den zweiten Schritt eines Prozesses zur nachhaltigen und klimaschonenden Wasserstoffproduktion aus Biomasse dar – dem sogenannten BFH-Prozess (Biomass–Formic Acid–Hydrogen).

Als Ausgangsstoffe kommen verschiedenste biogene Rest- und Rohstoffe infrage, darunter auch verholzte oder feuchte Materialien, vergorene Biomasse und Abfälle. Laut einer Studie des Deutschen Biomasseforschungszentrum (DBFZ) bleibt allein in Deutschland ein technisches Biomassepotential von rund 31 Millionen Tonnen Trockensubstanz pro Jahr ungenutzt.

Herausforderungen: Verdünnung und Nebenprodukte

Die Literatur kennt unterschiedliche Ansätze für den zweistufigen BFH-Prozess, sowohl in zwei getrennten Reaktionsgefäßen als auch in einem einzigen Gefäß. „Die meisten erfordern zwischendurch eine Aufreinigung der Reaktionslösungen“, erläutert Dr. Henrik Junge, unter dessen Leitung am LIKAT in Rostock der Katalysator entwickelt wurde.

Die Herstellung von Wasserstoff aus hochkonzentrierter Ameisensäure ist am LIKAT bereits erforscht worden. Das aktuelle Verfahren arbeitet jedoch mit nassen, biogenen Roh- und Reststoffen als Ausgangsstoffen, was systembedingt zu einer wasserhaltigen Ameisensäure führt und für die etablierten Freisetzungsprozesse eine Hürde darstellt. Dr. Junge: „Eine geringe Substratkonzentration ist für nahezu jede chemische Reaktion ungünstig.“ Besonders bei einer energetischen Verwertung will man aber auf aufwändige Aufreinigungsschritte verzichten.

Um diese Hürden zu überwinden, modifizierten die LIKAT-Forscher für ihren Katalysator Ruthenium-Komplexe, die aus Veröffentlichungen, teils auch des eigenen Hauses, schon bekannt waren. Für die Tests der neuen Varianten im Labor unter unterschiedlichen Reaktionsbedingungen war Dr. Hendrik Kempf verantwortlich, damals Doktorand in der Gruppe von Henrik Junge. Die Forscher setzten zudem ein Amin als Additiv ein, was die Reaktionsbereitschaft zwischen Substrat und Katalysator erhöhte.

Dr. Junge: „Wir hatten schon in früheren Arbeiten erkannt, dass Amine die Wasserstofferzeugung aus Ameisensäure positiv beeinflussen können.“ Am LIKAT hat Junge mit seinem Team auf diesem Feld in den zurückliegenden 15 Jahren eine große Expertise erworben. Deshalb war OxFA im Rahmen eines vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie geförderten Projektes zur Produktion von nachhaltigem Wasserstoff für die Energieversorgungssicherheit auf das Rostocker Institut aufmerksam geworden.

Stabiles Verhalten im kontinuierlichen Betrieb

Ergebnis der Experimente ist ein Katalysatorsystem, das mit einer starken wässrigen Verdünnung sowohl für kommerzielle als auch biogene Ameisensäure umgehen kann. Im Technikum von OxFA am bayerischen Standort wurde das Verfahren unter Leitung von Dr.-Ing. Florian Kohler im Pilotmaßstab getestet und erreichte eine stabile Laufzeit von mehr als 820 Stunden mit einer Gesamtproduktion von rund 30 Kubikmetern Wasserstoff im kontinuierlichen Betrieb.

„Unser Katalysator zeigt zwar eine leicht geringere Aktivität als andere bekannte Systeme, jedoch können unterschiedlichste Wassergehalte in der biogenen Ameisensäure problemlos verwendet werden“, sagt Dr. Junge. Dr. Kohler unterstreicht, dass in den kontinuierlichen Versuchen biogene Ameisensäure „as produced“ ohne weitere Aufreinigung eingesetzt wurde, was gerade für eine energetischen Verwendung relevant ist. Destillative Aufreinigungsverfahren benötigen typischerweise eine hohe Menge an Energie.

Eine zentrale technische Herausforderung lag im Wassermanagement: Durch die kontinuierliche Zugabe von verdünnter Ameisensäure kann der Wasseranteil im System steigen. „Es gilt also, Wasser gezielt abzutrennen und aus dem System auszuleiten, ohne dabei aktive Komponenten wie Additiv und Katalysator zu verlieren“, betont Dr. Kohler.

Zweiphasensystem als Schlüssel zu Erfolg

Die Forscher entschieden sich deshalb für eine sogenanntes Zweiphasensystem: Die Reaktionsmischung besteht dabei aus einer organischen und einer wässrigen Phase, die sich – vergleichbar mit Fett und Brühe – voneinander trennen. Während sich Katalysator und Additiv in der organischen Phase befinden, liegt die Ameisensäure zunächst in der wässrigen Phase vor.

Schon dieses Management, der Abzug von Wasser, die Zugabe von Ameisensäure, erfordert präzises prozesstechnisches Knowhow. Zusätzlich muss die Ameisensäure die Phasengrenze effektiv überwinden, denn nur im Kontakt von Ameisensäure, Katalysator und Additiv kommt eine Reaktion zustande.

Potential für künftige Energiekonzepte

Neben Methanol und Ethanol rückt Ameisensäure mehr und mehr als Quelle und chemischer Speicher für Wasserstoff in den Fokus. Unter den gezeigten Bedingungen lässt sich Ameisensäure in einem Konzentrationsbereich von 5 bis 99 Prozent unter milden Bedingungen mit einer annähernd hundertprozentigen Atomeffizienz zu Wasserstoff umwandeln, wie Junge und Kohler betonen. In Kombination mit der nun verfügbaren biobasierten Herstellung eröffnet dies neue Perspektiven für nachhaltige Energiekonzepte. Besonders relevant ist die hohe Aktivität des neuen Systems bereits bei 65 °C – und damit im Bereich von Niedertemperatur-Brennstoffzellen, die unter 100 °C betrieben werden.

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Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Katalyse e.V. (LIKAT)

In vielen Gesprächen mit Vertretern aus Politik und Gesellschaft machte Reiner Brunsch die Bedeutung von landwirtschaftlichen Produktionssystemen für Mensch, Umwelt und Ökonomie greifbar. Auf diese Weise gelang es ihm, die Leibniz-Gemeinschaft früh an Debatten zur Bioökonomie-Strategie und Digitalisierung der Landwirtschaft zu beteiligen.

Reiner Brunsch lebte seine landwirtschaftliche Forschung auch persönlich: 1999 übernahm er den Rinderhof Gorinsee in Brandenburg und baute ihn konsequent zu einem ökologischen Betrieb um – inspiriert durch die UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro und das „One Health"-Konzept, demzufolge Bodengesundheit, Pflanzenqualität und Tierwohlbefinden direkt zusammenhängen.

Mit ihm verliert die Leibniz-Gemeinschaft nicht nur einen versierten Agrarwissenschaftler, sondern auch einen überzeugenden Praktiker für nachhaltige Landwirtschaft und herzlichen Kollegen, den wir sehr vermissen werden.

• Das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie hat ein Online-Kondolenzbuch für Reiner Brunsch eingerichtet.
• Das Leibniz-Magazin hat Reiner Brunsch vor einigen Jahren auf seinem Hof besucht. Hier geht es zur Reportage.
• 2016 traf sich Reiner Brunsch, ebenfalls für das Leibniz-Magazin, zu einem Gespräch über Politikberatung u.a. mit dem heutigen sächsischen Ministerpräsidenten Michael Kretschmer und dem späteren Bundesarbeitsminister Hubertus Heil.

Aktuelles Hintergrundwissen zum Thema „Waldbrand-Aerosole in Europa: Ausbreitung, Klima und Gesundheit“ liefert jetzt ein Dossier des Science Media Center Germany (SMC), zu dem auch fünf Forschende des TROPOS und des Leibniz-WissenschaftsCampus "Rauch und Bioaerosole im Klimawandel" (LSC BioSmoke) beigetragen haben.

Aerosolpartikel beeinflussen den Energie- und Wasserhaushalt der Erde: Sie streuen und absorbieren einfallende Sonnenstrahlung und beeinflussen damit die Energiebilanz auf globaler Ebene. Indem sie als Wolkenkondensationskerne oder Eiskeime dienen, können diese Partikel die mikrophysikalischen Eigenschaften von Wolken beeinflussen und sie mehr oder weniger hell machen. Ob Wolkentropfen flüssig bleiben oder gefrieren, verändert die Klimawirkung dieser Wolke ebenfalls. Deshalb untersuchen Forschende aus Leipzig von TROPOS, Universität Leipzig und des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) innerhalb des Leibniz-Wissenschaftscampus „BioSmoke“ zusammen den Einfluss der Rauchpartikel auf das Klima. Dabei kommen u.a. Atmosphären-Modellierung, Laborexperimente und auch Messungen mit Lasergeräten (Lidar) zum Einsatz. Bereits seit vielen Jahren erforschen die Fernerkundungsexpertinnen und -experten vom TROPOS die Atmosphäre vom Boden aus: Dazu nutzen sie ein Lidar, das vom Boden aus Laserpulse in die Atmosphäre darüber sendet und werten das reflektierte Licht aus. Fluoreszenzmessungen ermöglichen dabei seit 2022, die biogenen Rauchpartikel von Waldbränden von atmosphärischen Partikeln aus anderen Quellen wie Vulkanen zu unterscheiden. In den letzten Jahren konnten sie so bereits Rauch von großen Waldbränden aus Kanada über Leipzig identifizieren.

Die Messungen jetzt zeigen ein ähnliches Bild: „Der zeitliche Verlauf der gemessenen Fluoreszenzrückstreuung identifiziert Rauchschichten in 3 bis 7 und 10 bis 11 Kilometern Höhe. Rückwärtstrajektorien für den Startzeitpunkt am 28. Juli um 23:00 MESZ über Leipzig zeigen, dass die Luftmassen, in denen diese Rauchschichten detektiert wurden, ca. 15 Stunden zuvor über dem Waldbrandgebiet bei Bordeaux und ca. 24 Stunden zuvor in der Nähe von Bränden im mittleren Teil Spaniens waren. Somit liegt nahe, dass die mit dem Lidar gemessenen Rauchpartikel von diesen Bränden in Frankreich und/oder Spanien stammen“, berichte Benedikt Gast vom TROPOS, der für seine Dissertation den atmosphärischen Transport von Waldbrandrauch mittels Fluoreszenzlidar untersucht. Ungewöhnlich an den aktuellen Messungen ist die große Höhe der Rauchschichten von 10-11 km nahe der Tropopause. In solchen Höhen wurden über Leipzig in der Vergangenheit nur Rauchschichten von sehr starken Waldbränden in Nordamerika beobachtet. Dieser Fakt unterstreicht das für europäische Verhältnisse große Ausmaß der Brände und deutet daraufhin, dass es dabei zu hochreichender Pyrokonvektion kam. 

„Inwieweit der über Leipzig gemessene Rauch allerdings einem einzigen Pyrocumulonimbus-Ereignis zugeordnet werden kann, muss noch geklärt werden. Während der Waldbrände bei Bordeaux wurde am Nachmittag des 25. Juli tatsächlich eine konvektive Wolke beobachtet, die durchaus als PyroCb eingestuft werden kann – ein in Mitteleuropa mindestens sehr seltenes Ereignis. Sie entstand allerdings im Kontext einer synoptisch-skaligen Front, sodass im unmittelbaren Umfeld des PyroCb auch konventionell ausgelöste hochreichende Konvektion auftrat. Auch dadurch ist beispielsweise ein vertikaler Rauchtransport möglich“, ordnet Jason Müller vom TROPOS ein, der für seine Dissertation die Entstehung von PyroCb-Events modelliert.

Damit der Rauch in große Höhen aufsteigen kann und dort auch in der Stratosphäre weit verteilt werden kann, sind entweder lange Zeiträume nötig, in denen der Rauch durch die Sonne erwärmt wird und langsam aufsteigt, oder Feuergewitterwolken, die den Rauch wie in einem Fahrstuhl schnell weit nach oben transportieren. Kleinere Feuer haben diese Dynamik nicht: Ihr Rauch gelangt nicht so hoch und wird in den unteren Schichten der Atmosphäre deshalb häufig schnell wieder durch Regen ausgewaschen. Ähnlich wie bei Vulkanausbrüchen ist auch bei Waldbränden die Höhe entscheidend: Gelangen die Partikel und Gase nur in Höhen unter 10 Kilometern (Troposphäre), dann können die Auswirkungen für die betroffene Region zwar verheerend sein, aber sie haben kaum Auswirkungen auf das globale Klima. Gelangen die Partikel und Gase dagegen in Höhen über 10 Kilometer, können sie lange in der Stratosphäre verbleiben und werden mit den Höhenwinden weit über die jeweilige Erdhalbkugel (Hemisphäre) verteilt. 

„Je nach Zusammensetzung, chemischer Alterung und ihrer Wechselwirkung mit Wolken können die Partikel einfallende Sonnenstrahlung abschwächen oder verstärken. Diese Zusammenhänge sind noch nicht ausreichend erforscht, stellen die Klimaforschung jedoch vor große Herausforderungen. Sie sind insbesondere im Hinblick auf zu erwartende immer stärkere Waldbrände in einem sich erwärmenden Klima von großer Bedeutung“, fasst Prof. Ina Tegen vom TROPOS und der Universität Leipzig zusammen. Sie ist Sprecherin des Leibniz-WissenschaftsCampus „Rauch und Bioaerosole im Klimawandel“ (LSC BioSmoke).

„Extreme Waldbrände mit Pyrocumulonimbus-Wolken stellen vor allem die Aerosol-Klimaforschung vor neue Herausforderungen. Sie können Rauchpartikel und Spurengase bis in die obere Troposphäre oder untere Stratosphäre transportieren, wo sie Strahlungsprozesse und die Bildung von Eiswolken beeinflussen können. Diese Prozesse sind noch unzureichend verstanden und werden in globalen Aerosol-Klimamodellen bislang nur eingeschränkt repräsentiert“, erklärte Dr. Bernd Heinold vom TROPOS, der diese Pyrocumulonimbus-Wolken in Australien mit Hilfe von Modellen untersucht hat, gegenüber dem SMC.

„Ein wichtiger Aspekt ist auch, wie Waldbrandaerosole sich nach der Emission verändern. Denn in unserer Atmosphäre findet neben dem Transport auch eine Vielzahl von chemischen Reaktionen und physikalischen Prozessen statt – die Emissionen ‚altern‘ sozusagen. Wie sich dabei die Toxizität und der Einfluss auf Wetter und Klima verändern, ist ein hochaktuelles Forschungsthema, bei dem noch viele Fragen offen sind und an dem wir am TROPOS als Teil des Leibniz-WissenschaftsCampus BioSmoke forschen“, unterstrich Dr. Yarê Baker vom TROPOS gegenüber dem SMC.

„Waldbrandaerosol hat vielfältige Auswirkungen auf Wetter und Klima. Rauchpartikel streuen und absorbieren die einfallende Sonnenstrahlung, was je nach Dicke der Rauchschicht die bodennahe Temperatur um einige Grad verringern kann. Zudem dienen Rußpartikel als sogenannte Wolkenkeime und können insbesondere die Bildung von hohen, dünnen Eiswolken fördern. Diese mindern die Sonneneinstrahlung am Boden zusätzlich, allerdings halten sie auch die langwellige Abstrahlung von der Erde zurück und wirken mutmaßlich erwärmend auf das Klima. Gleichzeitig erwärmt der bei der Verbrennung entstehende Ruß durch Absorption der Sonnenstrahlung die Atmosphäre. Diese Erwärmung kommt zur erwärmenden Wirkung der Treibhausgasemissionen der Feuer noch zusätzlich hinzu. Somit sind die Emissionen von Waldbränden langfristig eher mit einer weiteren Zunahme der Erderwärmung verbunden“, berichtet Dr. Robert Wagner, Koordinator des Leibniz-WissenschaftsCampus Rauch und Bioaerosole im Klimawandel (LSC BioSmoke).

Auch wenn die Mengen der Rauchpartikel insgesamt eher gering sind, in der sonst recht sauberen oberen Troposphäre in ca. 10 km Höhe können sie das Klima auf verschiedenen Wegen beeinflussen: Die dunklen Rußpartikel reflektieren einerseits Sonnenlicht, andererseits absorbieren sie auch einen Teil davon und erwärmen sich und die umliegende Atmosphärenschichten dabei. Zudem fördern sie die Bildung von hohen Eiswolken, die eher erwärmend aufs Klima wirken. In der Atmosphärenforschung wird deshalb momentan diskutiert, wie groß der Einfluss der Waldbrände auf das globale Klima inzwischen ist und ob Rauch von Waldbränden ein Beschleunigungsfaktor für die globale Erwärmung sein könnte. 

Weitere Informationen und Kontakt

Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Troposphärenforschung (TROPOS)

„Das Ziel des Vorhabens besteht im Aufbau einer nachhaltig angelegten, leistungsfähigen Forschungsinfrastruktur für die Entwicklung und Anwendung moderner Methoden der Künstlichen Intelligenz“, so der Sprecher des Konsortiums, WIAS-Direktor Prof. Dr. Michael Hintermüller. Im Fokus stehen dabei Schlüsseltechnologien der Hightech-Agenda Deutschland, wie Mikroelektronik, Quantentechnolo­gien, Kernfusion, klimaneutrale Energietechnologien und Mobilität sowie Biotechnolo­gie. Damit wird das gesamte Innovationsspektrum von Grundlagen-/Hochtechnologiefor­schung bis zur Umsetzung in der Wirtschaft abgebildet. Neben verstärkter institutio­neller Koopera­tion in der Leibniz-Gemeinschaft zielt das Vorhaben auch auf die Gewinnung exzellenter Wissenschaftler:innen aus dem internationalen Umfeld ab.

Die einzigartige Integration von mathematischer Grundlagenforschung und experimentell arbeitenden Forschungsgrup­pen beruht auf bestehenden Kooperationen, insbesondere im Leibniz-Forschungsnetzwerk „Mathematische Modellierung und Simulation (MMS)“, sowie komplementären wissenschaftlichen und technologischen Expertisen. Sie wird einen spürbaren Beitrag zur weiteren Verbesserung von Effizienz, Zuverlässigkeit und Vertrauenswürdigkeit von KI-Methoden leisten. Im Scientific Machine Learning führt dies etwa zu physikalisch informierten neuronalen Netzen, die sich an die jeweiligen Problemstellungen anpassen. Die Verbesserung numerischer Lösungsalgorithmen für hochdimensionale Lernprobleme wird zu kompetiti­veren Verfahren in der Entwicklung moderner Materialien beitragen. In ähnlicher Weise werden Messda­ten und neuronale Netze dazu dienen, komplexe verfahrenstechnische Prozesse datengetrie­ben zu simulieren, zu steuern oder zu optimieren. Weitere Anwendungsfelder sind etwa quantenchemische Verfahren zur Charakterisie­rung der elektroni­schen Struktur von Materialien, skalenübergrei­fende Verfahren zur Simulation von Plasmaprozes­sen oder mechanischen Belastungen von Materialien, sowie thermodynami­sche Modellie­rung zur Bestimmung von Phasenübergängen. Parallel sollen Large Language Models in die Forschungsmethodik eingeführt werden.

Unter Federführung des WIAS bringen folgende Leibniz-Institute ihre komplementären wissenschaftlichen und technologischen Kompetenzen in das Vorhaben ein: das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie Greifwald (INP), das Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung Leipzig (IOM), in Dresden das Leibniz-Institut für Polymerforschung (IPF) und das Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung (IFW), das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe Kaiserslautern (IVW), das Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien Bremen (IWT), das Leibniz-Institut für Katalyse Rostock (LIKAT), das Leibniz-Zentrum für Informatik - Schloß Dagstuhl (LZI) sowie die Berliner Institute Ferdinand-Braun-Institut - Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), Leibniz-Institut für Kristallzüchtung (IKZ) und Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik (PDI).

Weitere Informationen und Kontakt

Pressemitteilung des Weierstraß-Instituts für Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V. (WIAS)

Acht Kinder, ein gemeinsamer genetischer Auslöser

Das internationale Forschungsteam untersuchte acht Kinder, bei denen bislang keine eindeutige Ursache für ihre Entwicklungsstörungen gefunden worden war. Bei allen entdeckten die Forschenden Veränderungen im Gen NPTN. Alle Kinder zeigten Entwicklungsverzögerungen oder Einschränkungen ihrer geistigen Entwicklung. Sieben von ihnen hatten eine Autismusdiagnose. Einige entwickelten zusätzlich Epilepsie, verloren bereits erworbene Sprachfähigkeiten oder zeigten Auffälligkeiten bei Bewegung und Schlaf. Besonders auffällig war: Bei allen Kindern entstand die Genveränderung spontan während der frühen Entwicklung, das heißt, sie wurde nicht von den Eltern vererbt.

Bisher galt NPTN lediglich als sogenanntes Verdachtsgen. Forschende vermuteten einen möglichen Zusammenhang mit Erkrankungen, konnten diesen aber noch nicht belegen. Die neue Studie zeigt nun, dass Veränderungen dieses Gens tatsächlich eine Ursache für neurologische Entwicklungsstörungen und Autismus sein können.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass Neuroplastin eine wichtige Aufgabe im Gehirn erfüllt. Wenn dieses Protein verändert oder nicht in ausreichender Menge vorhanden ist, können Nervenzellen Signale nicht mehr richtig verarbeiten“, sagt Priv. Doz. Dr. rer. nat. habil. Dirk Montag vom LIN.

Wie Veränderungen im Gen NPTN die Gehirnentwicklung stören

Das Gen NPTN enthält die Bauanleitung für das Protein Neuroplastin. Dieses Protein hilft Nervenzellen dabei, ihren Calcium-Haushalt zu regulieren. Calcium ist für die Kommunikation zwischen Nervenzellen entscheidend: Es ermöglicht, dass Signale weitergegeben und verarbeitet werden.

Die Forschenden konnten zeigen, dass verändertes Neuroplastin diese Aufgabe nicht mehr zuverlässig erfüllt. Dadurch funktionieren bestimmte Calcium-Pumpen, sogenannte PMCA-Pumpen, schlechter. Diese Pumpen entfernen überschüssiges Calcium aus den Zellen. Bleibt Calcium länger aktiv als normal, kann die Signalverarbeitung in Nervenzellen gestört und die Entwicklung neuronaler Netzwerke beeinträchtigt werden.

Zell- und Tiermodelle bestätigen den Zusammenhang

Um die Auswirkungen der Genveränderungen besser zu verstehen, kombinierten die Forschenden genetische Analysen mit Experimenten in Zellkulturen sowie Tiermodellen.
In Nervenzellen beobachteten sie deutlich veränderte Calcium-Signale. Im Mausmodell führte bereits eine Halbierung der Neuroplastin-Menge dazu, dass fast die Hälfte der wichtigen Calcium-Pumpen im Gehirn fehlte. Mäuse mit weniger Neuroplastin zeigten zudem ein geringeres Interesse an Sozialverhalten. Auch Experimente mit Fruchtfliegen bestätigten, dass Veränderungen im Neuroplastin die Funktion des Proteins beeinträchtigen.
„Die Stärke dieser Studie liegt darin, dass wir klinische Beobachtungen direkt mit molekularen Mechanismen verbinden konnten“, hebt Dirk Montag hervor.

Neue Erkenntnisse für Diagnostik und Forschung

Die Ergebnisse schaffen eine Grundlage, um ähnliche Fälle künftig besser genetisch zu erkennen. Für betroffene Familien kann eine bekannte genetische Ursache ein wichtiger Schritt zu einer gesicherten Diagnose und einer besseren Einschätzung des weiteren Krankheitsverlaufs.

Auch für die weitere Forschung ist die Entdeckung relevant. Die Forschenden wollen nun untersuchen, wie sich die gestörten Calcium-Signalwege beeinflussen lassen und welche Rolle der Zeitpunkt möglicher Eingriffe spielt.

Noch ist weitere Forschung nötig. Die Zahl der bislang bekannten Fälle ist mit acht Kindern klein. Dennoch liefert die Studie einen wichtigen Ausgangspunkt, um seltene Entwicklungsstörungen und ihre Ursachen besser zu verstehen.

Projektpartner

• Leibniz-Institut für Neurobiologie (LIN), Magdeburg
• Universität Leipzig
• George Washington University
• Internationale klinische Partner aus Europa und den USA

Förderhinweis

Diese Arbeit wurde gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, 526008379), den China Scholarship Council, das Center for Behavioral Brain Sciences (CBBS), die National Institutes of Health (NIH), Powered@NLHPC, HPC OCÉANO, die U.S. Health Resources and Services Administration, die Dutch Organisation for Health Research and Development (ZON-MW) sowie das European Reference Network ERN-ITHACA.

Originalpublikation

https://doi.org/10.1186/s13073-026-01699-7

Weitere Informationen und Kontakt

Pressemitteilung des Leibniz-Instituts für Neurobiologie (LIN)