KNS009 – ToF-ToF-MS

KonScience (MP3)

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Dies flattrn

Nach der Sommerpause schöpfen Katrin & Mariëlle wieder aus dem Vollen und arbeiten ein ganzes Dutzend wissenschaftlicher Nachrichten auf, mit dabei ist außerdem ist eine Buchempfehlung für Chemie-Interessierte. Wie funktioniert eigentlich die Radiation von Arten? Ist es wirklich ratsam, Blaualgen-Präparate zur Nahrungsergänzung zu futtern? Wer bringt eigentlich die ganzen putzigen Beuteltiere um? Die Antwort auf diese Fragen und viele mehr gibt's hier zum Nachlauschen. Viel Spaß dabei!

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Sendungsnotizen

Erratum

1000µm, nicht 10 wie von Katrin in KNS008 behauptet, entsprechen 1mm (Danke, Martin!)

Wissenschaftsnachrichten

Polio

• Was hindert uns eigentlich daran, Polio auszurotten?
• “chronic excreters” = Menschen mit unvollständigem Immunisierungsprozess produzieren einen konstanten Virenstrom
• diese können das volle Krankheitspotential wilder Polioviren wiedergewinnen, und sogar zur Erkrankung des excreters führen
• solche Fälle sind rar gesät sind, sie zu finden ist aber geradezu unmöglich…

Eidechsen liefern Hinweise für doch nicht ganz so zufälligen Gang der Evolution

• Themenvorschlag von Christian
• Anolis-Arten, die auf verschiedenen Antillen-Inseln sehr ähnliche ökologische Nischen besetzen, haben fast gleichen Phänotyp, trotz unabhängiger Evolution.
• Deutliche Unterschiede nur in einigen Habitaten, speziell der Großen Antillen.
• Modellrechnungen zeigten Merkmale auf, die von Umwelteinflüssen zur Konvergenz getrieben werden.
• Konvergenz schon lange bekannt: Grabschaufeln von Maulwurf und Maulwurfsgrille
• Beispiel für Determiniertheit der Artentstehung und -eigenschaften, trotz zufälliger Mutationen (Selektion eben nicht zufällig)
• Vergleich: Fluss von Wasser durch geographische Landschaft => sammelt sich in Senken
• “Landschaft” der Umweltfaktoren dirigiert Lauf Evolution, trotz zufälliger Mutation
• Selektion dagegen von Umwelt determiniert
• Originalartikel: Mahler DL, Ingram T, Revell LJ, Losos JB (2013) Exceptional Convergence on the Macroevolutionary Landscape in Island Lizard Radiations. Science 341: 292–295.

Wie hängen Diversität und Morphologie nach Massensterben zusammen?

• Was passiert mit den Überlebenden eines Massensterbens: Sterben sie aus, passiert nichts mit ihnen, oder verlieren sie ihre Vielfalt & morphologische Ungleichheit durch den Flaschenhals-Effekt?
• Neue Studie beleuchtet eben dies am Beispiel eines Massensterbens am Ende des Perm
  • end-Permian mass extinction event (EPME; about 252 Ma)
  • hier: Massenradiation nach dem EPME an anomodonten Therapsiden (meist zahnlose Herbivore)
  • Anomodonte im mittleren Perm waren äußerst vielfältig in Morphologie und Lebensraum
  • nach dem EPME war nur eine handvoll Arten übrig (2-5 von 41 bekannten)
  • im Trias enstanden wieder viele Arten, die morphologische Ungleichheit war jedoch gering, was vielleicht auch auf mangelnde ökologische Möglichkeiten zurückzuführen ist
• diesem Beispiel folgend ließe sich schließen, dass taxische Diversität und morphologische Ungleichkeit nicht aneinander gekoppelt sind, und auf unterschiedliche Ursachen zurückzuführen sind

3D-Nanochemiskop

• Rasterkraftmikroskop + Flugzeitmassenspektrometer
• Probe auf 5-Achsen-Halter im Vakuum, sodass beide Instrumente abwechselnd auf gleiche Stelle zugreifen können, ohne Verschmutzung oder Oxidation riskieren zu müssen
• gefördert von der EU im 7. Forschungsrahmenprogramm
• entwickelt an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Gewerbe (EMPA; Teil der ETH Zürich)
• Projekthomepage

Die Quelle von MERS-CoV?

• Das Reservoir des seit April 2012 bei Menschen auftretenden MERS-Coronavirus war bisher unbekannt
• man hat von Anfang an Fledermäuse als Reservoir vermutet – wie so oft – da sie jede Menge Coronaviren beherbergen
• 96 Fledermäuse (Egyptian Tomb bats) wurden gesampled, und in den Ausscheidungen eines Tieres fand sich ein identisches RNA-Fragment (CoV sind ss-RNA-Viren)
• Der Chef der Studie ist überzeugt, das Virenreservoir gefunden zu haben, doch gibt es auch Kritik
  • Das Fragment ist mit 190bp sehr kurz im Verglich zum gesamten Virus-Genom (30’000bp)
  • darum könnte es auch einfach nur ein nah verwandtes Virus sein
• Daher: Die Suche geht weiter!

Die Evolution von H7N9 deckt neue Gefahren auf

• Hintergrund: über 135 Fälle von H7N9 beim Menschen seit Februar mit 44 Todesfaellen
• Forscher haben die Evolution des Virus nachverfolgt: H7N9 ist parallel mit H7N7 entstanden
• Das zeigt, dass Viren der Gruppe H7 kontinuierlich genetisches Material austauschen können (vor allem Enten kommen als Schmelztiegel in Frage)
• Auch scheint es, als seien die Stämme H7N7 und H7N9 durch Kreuzung anderer, häufigerer Stämme entstanden
• Konsequenz: mehr Kontrollen & Hygiene, vor allem auf Geflügelmärkten. Allerdings wird es wohl immer nur eine Frage der Zeit sein, bis mal etwas durch die Kontrollen schlüpft

Cyanobakterien haben komplexere Lichtrezeptoren als Landpflanzen

• Themenvorschlag von Specht
• Landpflanzen nutzen blauen & roten Anteil des Lichtspektrums zur Photosynthese
• Lichtsammelkomplexe aus Proteinen & Pigmenten leiten Photonen zu Reaktionszentren weiter (wie Trichter das Regenwasser)
• Photosynthese = Wasserspaltung, Protonentransport, (Quantenausbeute ca. 85%; Photovoltaik aktuell unter 30%)
• Regulation der Photorezeptoren erlaubt Anpassung an Lichtverhältnisse
• Cyanobakterien zapfen mit zusätzlichen Pigmenten noch Grün & Dunkelrot an
• beziehen offenbar die Verhältnisse der Lichtanteile in Regulation ihrer Photosynthese mit ein
• https://memegenerator.net/instance/41029771
• Originalartikel: Bussell A, David M. Kehoe D (2013) Control of a four-color sensing photoreceptor by a two-color sensing photoreceptor reveals complex light regulation in cyanobacteria. PNAS

Nahrungsergänzungsmittel aus Cyanobakterien bringen’s nich’

• Streisand-Effekt: Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln auf Basis von Cyanobakterien versuchen mit “rechtlichen Schritten” die AG Dietrich am Veröffentlichen einer Studie zu hindern
• Microcystine = Peptide, die in Leberzellen Phosphatasen inhibieren => akut: Leberversagen, chronisch: Krebs
• Algenblüten bestehen oft aus Cyanobakterien
• Methoden: Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) & Protein-Phosphatase-Inhibitions-Assay
• Ergebnisse: Nachweis der Toxine in einigen Produkten => einfach meiden & ausgewogen essen

Nikotin und Persönlichkeit

• Rauchen während der Schwangerschaft ist keine gute Idee:
  • Frühchen, geringes Geburtsgewicht, Fehlgeburten
  • erhöhtes Risiko für Nikotinabhängigkeit im späteren Leben
• der Mechanismus war bisher unbekannt, wurde jetzt aber anhand einer Studie in Ratten aufgeklärt
• bestimmte Neuronentypen in den Schaltzentren des vegetativen Nervensystems scheinen durch Nikotinexposition im Mutterleib vermehrt vorzukommen, und führen so zur Überproduktion von Signalsubstanzen
• E-Zigaretten und Nikotinpflaster haben dabei so ziemlich den gleichen Effekt
• Ähnliches wurde auch schon für fetthaltige Nahrung und Alkohol während der Schwangerschaft gefunden
• Plan: Effekte dieser drei Substanzen vergleichen und einen Weg finden, deren Effekte in utero zu neutralisieren

Vögel passen ihr Fluchtverhalten an Straßen dem Geschwindigkeitslimit an

• nicht der Geschwindigkeit einzelner Autos!
• Auswirkungen von Fern-/Schnellstraßen: Verringerung der Biodiversität, Trennung von Populationen, erhöhte Mortalität
• Flight initiation distance (FID; Fluchtinitiationsdistanz) variiert zwischen Arten & ist von Umweltfaktoren (Futterverfügbarkeit, Art der Gefahr etc.), sowie Situation des Individuums abhängig
• Korrelation der Geschwindigkeitslimits (außer- & innerorts) mit FID => höheres Limit = früherer Fluchtreflex
• “The interaction between car speed and speed limit was not significant.”?!?
• Originalartikel: Legagneux P, Ducatez S (2013) European birds adjust their flight initiation distance to road speed limits. Biol Lett 9
• Möglichkeit der Anpassung einheimischer Vogelarten ist Argument für allg. Tempolimit.

Australiens ökologischer Missetäter

• Langnasenbeutler)
• Analyse einer großen Datenbank zu Inseln, deren nativen Säugetier-Bewohnern und Invasoren ergab folgendes Resultat:
• Katzen, Füchse und Dingos sind nicht, wie häufig behauptet, die schlimmen Übeltäter, sondern Wanderratten

Prähistorische Culinaria

• Ein Aerchäologenteam hat 6000 Jahre alte Speiseüberreste in Schüsseln aus Fundstellen in Dänemark und Norddeutschland untersucht
• Phytolithe, mineralische Pflanzenstrukturen verrieten den Forschern die Verwendung von Knoblauchrauke zur Würzung der Gerichte

Chemischer Angriff in Syrien

• Interview mit einem an der Analyse der Proben beteiligten Chemiker

Buchempfehlung

Hugh Aldersey-Williams schreibt gut verständlich und munter über die Entdeckungsgeschichten vieler Elemente, das Leben ihrer Entdecker und diverse Anekdoten aus der Chemie.

• Periodic Tales: The Curious Lives of the Elements
• Das wilde Leben der Elemente: Wie Chemie Geschichte gemacht hat

Nachrichtenquelle

@Umwelthilfe

Hausmeisterei

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• KNS015 - Erstmal die Chinchillas ruhigstellen
• KNS021 - Frische ESO-News

Chapters

1. Begrüßung (00:00:00)

2. Polio (00:01:00)

http://www.nature.com/news/the-hidden-threat-that-could-prevent-polio-s-global-eradication-1.13557

3. Anolis-Radiation (00:06:27)

http://arstechnica.com/science/2013/07/lizards-rewind-the-evolutionary-clock-but-end-up-the-same-every-time/

4. Das Vergehen und Werden der Anomodonta (00:13:43)

http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/280/1768/20131071

5. 3D-Nanochemiskop (00:21:02)

http://www.biolago.org/aktuelles-presse/news-artikel/3d-nanochemiscope-einzigartiges-analysegeraet-fuer-oberflaechen/

6. Die Quelle des MERS-CoV (00:27:06)

http://www.nature.com/news/deadly-coronavirus-found-in-bats-1.13597

7. Evolution von H7N9 (00:32:43)

http://www.nature.com/news/emergence-of-h7n9-avian-flu-hints-at-broader-threat-1.13584

8. Lichtsammelkomplexe (00:40:00)

http://phys.org/news/2013-07-biologists-highly-complex-aquatic-cyanobacteria.html

9. Microcystine in Nahrungsergänzungsmitteln (00:47:15)

http://biopro.de/magazin/index.html?lang=de&artikelid=/artikel/09387/index.html

10. Nikotin und Persönlichkeit (00:54:10)

http://www.nature.com/news/nicotine-exposure-gives-baby-rats-addictive-personalities-1.13583

11. Französische Vögel halten sich an Verkehrsregeln (01:02:51)

http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/9/5/20130417

12. Australiens ökologischer Missetäter (01:09:16)

http://news.sciencemag.org/biology/2013/08/australian-cats-and-foxes-may-not-deserve-their-bad-rep

13. Prähistorische Culinaria (01:17:48)

http://news.sciencemag.org/archaeology/2013/08/archaeologists-uncover-first-use-spices-european-cuisine

14. Bücherempfehlung und Hausaufgabe (01:23:32)

http://www.hughalderseywilliams.com/

15. Podroll (01:28:11)

16. Giftgasanschlag aus Sicht eines Chemikers (01:29:38)

http://www.nature.com/news/is-it-too-late-to-determine-which-chemical-weapons-were-used-in-syria-1.13639

17. Nachrichtenquellen (01:31:40)

https://twitter.com/Umwelthilfe

18. Hausmeisterei (01:32:25)