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Gemeinsam medizinisches Wissen schützen - ZB MED startet Fundraising-Kampagne für OLSPub, die europäische PubMed-Alternative

Wed, 11 Feb 2026 14:00:46 +0100

Medizinische Forschung, Versorgung und Innovation sind auf einen stabilen Zugang zu wissenschaftlich abgesicherten Informationen angewiesen. Gleichzeitig hängt ein erheblicher Teil dieses Wissens heute von US-finanzierten Informationsdiensten ab. Aktuelle Spiegelungen z. B. von PubMed in europäischen Systemen sind zwar vorhanden, insbesondere für aktuelle Daten, aber auch sie sind auf PubMed angewiesen. Solche Abhängigkeiten bergen Risiken durch politische Entscheidungen, wirtschaftliche Interessen oder technische Ausfälle. OLSPub, kurz für Open Life Science Publication Database, setzt hier an: Das Projekt wird Metadaten inklusive der Abstracts eigenständig von den Verlagen einsammeln, damit eine sinnvolle Redundanz zu PubMed schaffen und wissenschaftliches Wissen dauerhaft als öffentliches Gut bereitstellen.

Die Bedeutung einer solchen Infrastruktur betont auch der Arzt und Wissenschaftler Prof. Dr. med. Dietrich Grönemeyer, der das OLSPub-Projekt unterstützt: „Was wir brauchen: eine langfristige offene deutsche und europäische Alternative zu PubMed, Archivierung von medizinischem Wissen und Verlässlichkeit im KI-Zeitalter in Europa. Gerade auch als Backbone, wenn anderenorts aus politischen Gründen wissenschaftliches und medizinisches Knowhow gelöscht wird oder werden sollte. OLSPub steht für kuratiertes, qualitätsgesichertes Wissen – eine unverzichtbare Grundlage für eine humane Medizin.“

Trotz der zentralen Bedeutung von OLSPub, insbesondere hinsichtlich der Bedeutung resilienter Forschungsinfrastrukturen, steht derzeit keine staatliche Förderung zur Verfügung; eine beantragte DFG-Förderung kam nicht zustande. Um den Wünschen der Fachcommunitys nachzukommen und die Entwicklung dennoch voranzutreiben, wählt ZB MED einen anderen Weg und setzt auf gemeinschaftlich getragenes Fundraising als Investition in Unabhängigkeit und Zukunftsfähigkeit. Unterstützt werden kann OLSPub durch Direktspenden oder verbindliche Spendenzusagen. Das langfristige Ziel der Initiative ist es, zusammen mit den Communitys und den Verlagen auf europäischer Ebene eine unabhängige Governance für die Initiative zu schaffen.

Ziel der Fundraising-Kampagne sind zwei Millionen Euro – aufgeteilt in drei aufeinander aufbauende Phasen – für eine unabhängige, offene und dauerhaft verlässliche Publikationsinfrastruktur für medizinisches Wissen in Deutschland und Europa.

ZB MED

Zur Fundraising-Kampagne und den Unterstützungsmöglichkeiten

Winziges Meerestier enthüllt bakteriellen Ursprung tierischer Abwehrmechanismen

Wed, 11 Feb 2026 13:42:59 +0100

Meerestiere wie das extrem einfach gebaute Plattentier Trichoplax sind ideale Modellorganismen, um die frühen evolutionären Ursprünge tierischer Lebensprozesse zu erforschen. Das nur wenige Millimeter große Tier besitzt weder echte Organe noch ein Nervensystem und ist dennoch in der Lage, effektiv mit Bakterien zu interagieren. Eine Schlüsselrolle spielt dabei ein hochwirksames Enzym, ein Lysozym vom sogenannten goose-Typ (GH23), das Trichoplax gezielt während der Verdauung einsetzt, um bakterielle Nahrung abzubauen und unschädlich zu machen.

Forschende des Zoologischen Instituts der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) konnten nun erstmals nachweisen, dass dieses Lysozym hoch aktiv ist und breit von den Tieren genutzt wird. Darüber hinaus gelang es ihnen, den evolutionären Ursprung dieses Enzyms zu entschlüsseln. Diese wichtigen g-type-Lysozyme der Tiere, von denen auch der Mensch zwei Kopien hat, stammen ursprünglich aus Bakterien. Erst durch horizontalen Gentransfer, die Vererbung von Genen unter nicht verwandten Organismen, wurden sie auf frühe Vorfahren der Tiere übertragen und weiterentwickelt. Damit ist dieser antibakterielle Mechanismus weitaus früher im tierischen Stammbaum verankert als bislang angenommen. Die Studie ist in der Fachzeitschrift Communications Biology erschienen und erlaubt einen neuen Blick auf die frühe Entwicklung tierischer Abwehrmechanismen.

Zentrale Rolle von Enzymen für bakterielle Abwehr und Verdauung

Tiere stehen in ständiger Verbindung und Interaktion mit Bakterien. Diese Interaktionen können von vorteilhaften Symbiosen zwischen Wirt und Mikroorganismus bis zu einer einseitigen Ausnutzung sein, etwa bei bakterienfressenden Organismen. Zur Abwehr von Bakterien und für die Verdauung verfügen Tiere über eine Vielzahl an molekularen Werkzeugen. Eine zentrale Rolle spiel dabei so genannten Lysozyme, das sind Enzyme, die bakterielle Zellwände zerstören können. Sie kommen bei Menschen ebenso vor wie bei Insekten oder Weichtieren und lassen sich in verschiedene Typen einteilen. Zu den wichtigsten Gruppen gehören die so genannten g-Typen, benannt nach der ersten Art, in denen sie nachgewiesen wurden, hier im Eiweiß einer Graugans. Wie einzelne frühere Forschungsergebnisse aufzeigen, scheinen diese Lysozyme im Stammbaum der Tiere allerdings sehr ungleichmäßig verteilt zu sein. Lange war daher der evolutionäre Ursprung unklar, den nun Forschende aus den CAU-Arbeitsgruppen „Marine Symbiosen“ und „Vergleichende Immunbiologie“ in Zusammenarbeit mit Kolleginnen und Kollegen aus der Mikrobiologie und der Experimentellen Medizin in ihrer aktuellen Studie entschlüsselten.

Einfachste Meereslebewesen als Modellorganismus

Die Kieler Forschenden untersuchten das uralte placozoische Lysozym PLys, das in dem äußerst einfachen, scheibenförmigen Tier Trichoplax vorkommt. Diese flachen, winzigen Meereslebewesen sind freilebende Wirbellose und gehören zu einer der ursprünglichsten lebenden Tiergruppen auf der Erde, den Placozoen. Es besitzt weder Darm, noch Muskeln oder ein Nervensystem und das macht Trichoplax mit seinem extrem einfachen Aufbau zu einem wichtigen Modellorganismus für die evolutionäre Forschung.

Bündelung modernster Methoden aus mehreren CAU-Arbeitsgruppen

Um die Rolle von PLys in Trichoplax zu charakterisieren, nutzten die Forschenden in vitro-Verfahren und bestimmten seine natürlichen Proteinformen und seine zelluläre Verteilung mit dem Einsatz modernster Massenspektrometrie sowie vielfältiger biochemischer, immunbiologischer und mikroskopischer Verfahren in Zusammenarbeit mit mehreren CAU-Arbeitsgruppen. „Wir konnten nachweisen, dass PLys ein hochaktives GH23-Lysozym ist. Trichoplax produziert es gezielt in Zellen seiner Unterseite, dort wo er Nahrung aufnimmt, indem er Biofilme aus Algen und Bakterien abgrast. Das Enzym trägt wesentlich dazu bei, diese Nahrung effizient aufzuschließen,“ erklärt Biochemiker Henry Berndt, Erstautor der Studie und Doktorand an der CAU in der Arbeitsgruppe Marine Symbiosen. „Das Tier schafft es dabei, den pH-Wert im Meerwasser unter seinem Körper, in dem Bereich, in dem es gerade verdaut, aktiv so anzupassen, dass das Lysozym optimal wirken kann. Wir sind hier also auf komplexe Abwehr- und Verdauungsmechanismen bei einem sehr einfachen Tier gestoßen,“ so Berndt weiter. Prof. Matthias Leippe, in dessen Arbeitsgruppe am Zoologischen Institut Henry Berndt die Arbeiten an PLys begonnen hatte, freut sich über die gelungene Staffelübergabe zu seinem Nachfolger Professor Harald Gruber-Vodicka mit dieser neuen Studie und ergänzt: „Unsere Vermutung war schon seit Jahren, dass ein solch wichtiges und effizientes Enzym früher im Stammbaum entstanden sein musste als bisher angenommen.“

Horizontaler Gentransfer bringt wichtige Funktion für den Tierstammbaum

Diesen Hinweisen gingen das Team nun unter der Leitung von Professor Gruber-Vodicka systematisch nach und analysierte die evolutionäre Herkunft dieses Enzyms mithilfe moderner, proteinstrukturbasierter phylogenetischer Analysen. Dabei konnten die Forschenden erstmals einen sehr tief zurückreichenden Stammbaum der so genannten GH23-Lysozyme erstellen. Das Ergebnis: Tierische Lysozyme dieses Typs haben keinen tierischen Ursprung, sondern sie gehen auf einen uralten horizontalen Gentransfer zurück, bei dem genetisches Material von einem Organismus auf den anderen übertragen wird, ohne dass ein Verwandtschaftsverhältnis besteht wie bei Eltern und Nachkommen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass dieses zentrale antibakterielle Lysozym direkt von Bakterien auf einen frühen tierischen Vorfahren übertragen wurde, vermutlich in einer Linie schon vor der Entstehung der bilateral-symmetrischen Tiere, zu denen auch der Mensch gehört, also vor mehr als 600 Millionen Jahren“, sagt Professor Dr. Harald Gruber-Vodicka, Leiter der Arbeitsgruppe Marine Symbiosen am Zoologischen Institut der CAU, der schon lange an der Tiergruppe und Trichoplax forscht und bereits zwei bakterielle Symbiosen in ihnen nachgewiesen hatte. „Nach diesem Gentransfer wurde das Enzym in vielen Tierlinien bis hin zu uns Menschen beibehalten, teilweise vervielfältigt und auch funktionell weiterentwickelt. Wir Menschen haben zum Beispiel zwei Kopien – eine davon spielt eine wichtige Rolle in der Abwehr von Bakterien durch unsere Haut.“

Die Ergebnisse der aktuellen Studie liefern entscheidende Einblicke in die Ursprünge von tierischen Abwehrmechanismen und Verdauung und in die tiefen Verzweigungen des Stammbaums der Tiere, in denen der horizontale Gentransfer eine größere Rolle spielte, als Forschende bislang vermutet hatten.

Universität Kiel

Originalpublikation:

Berndt, H., Duarte, I., Repnik, U. et al. An ancient lysozyme in placozoans participates in acidic extracellular digestion. Commun Biol (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-025-09409-6

Ein Blick in die Erdgeschichte: Antarktische Eisschmelze veränderte die globale Ozeanzirkulation

Wed, 11 Feb 2026 13:36:11 +0100

Eine neue Studie zeigt, dass während der letzten beiden Phasen des Übergangs von einer Eiszeit zu einer Warmzeit, den sogenannten Deglazialisierungen, Schmelzwasser aus der Antarktis die Schichtung im Südpolarmeer verstärkte. Die Ergebnisse unterstreichen damit die Schlüsselrolle des antarktischen Eises für die Ozeanzirkulation, jenes gigantische Strömungssystem in den Meeren, das Wärme und Nährstoffe weltweit verteilt und so das Weltklima stabilisiert. François Fripiat vom Max-Planck-Institut für Chemie und der Université de Bruxelles leitete die internationale Untersuchung in Zusammenarbeit mit Forschenden der Princeton University und des Alfred-Wegener-Instituts.

In den vergangenen drei Millionen Jahren pendelte das Erdklima zwischen langen Eiszeiten, in denen riesige Eisschilde große Teile der Nordhalbkugel bedeckten und bis auf den europäischen Kontinent reichten, und wärmeren Zwischeneiszeiten. In den Übergangsphasen schmolzen diese Eismassen nach und nach ab.

"Seit Jahrzehnten untersuchen Forschende, wie das Schmelzen großer Eisschilde auf der Nordhalbkugel die Meeresströmungen im Nordatlantik beeinflusst. Die erheblichen Folgen für das Klima sind allgemein bekannt. Doch welchen Einfluss die Antarktis auf das Südpolarmeer hat, war bislang kaum untersucht“, erklärt François Fripiat.

Dabei spielt das Südpolarmeer eine zentrale Rolle im Klimasystem der Erde: Es fungiert als zentrale Drehscheibe der globalen Meeresströmungen und verbindet den Atlantik, den Indischen Ozean und den Pazifik. Zugleich ist der Südliche Ozean die bedeutendste Austauschzone zwischen der Atmosphäre und der Tiefsee, einem riesigen Reservoir, das rund hundertmal mehr Kohlendioxid speichert als die Atmosphäre.

Wie stark das Meer Wärme und Kohlenstoff aufnehmen oder abgeben kann, hängt dabei stark davon ab, wie sich die Wassermassen in Schichten organisieren, die mehr oder weniger gut durchmischt sind. „Man kann sich den Ozean als riesige Maschine vorstellen, die Wärme und Kohlenstoff weltweit umverteilt. Wenn sich Schichten bilden, verlangsamt sich ihr Betrieb, mit direkten Folgen für das Klima“, erläutert Fripiat.

Kieselalgen als Klimaarchiv

Für die Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) erschienen ist, analysierte das Forschungsteam Sedimentkerne aus dem Südpolarmeer. Grundlage der Daten war die Isotopenzusammensetzung organischer Materie in den Schalen von Kieselalgen. Diese mikroskopisch kleinen Algen finden sich in großer Zahl in den Sedimenten des Südpolarmeeres und dienen als natürliches Archiv für Umweltbedingungen in der Vergangenheit.

Auswirkungen der Eisschmelze auf die Ozeandurchmischung

Die Ergebnisse zeigten ein differenziertes Bild: In den Übergangszeiten verstärkte sich die Schichtung des Ozeans in der Nähe der Antarktis deutlich, angetrieben durch riesige Mengen Schmelzwasser aus dem Eisschild. Weiter nördlich, in der Nähe der Polarfront, dem Grenzbereich zwischen den Luftmassen der polaren Kaltluft und der subtropischen Warmluft, sorgten diese Süßwasserzuflüsse und starke Westwinde jedoch weiterhin für Auftrieb von Tiefenwasser. Dadurch blieb ein gewisses Maß an Ozeanbelüftung, also an Sauerstoffaustausch zwischen Oberfläche und Tiefe, global erhalten. „Das Klimasystem wurde demnach nicht vollständig blockiert“, fasst Fripiat zusammen. „Während sich der Ozean zunehmend schichtete, sorgten die Winde für einen Austausch zwischen Tiefsee und Atmosphäre. Dieser Prozess setzte vermutlich gespeichertes CO₂ frei und trieb so die Erwärmung voran, die schließlich das Ende der Eiszeiten einleitete.“

Weit davon entfernt, eine einfache Eiswüste zu sein, erscheint die Antarktis damit als unsichtbarer Dirigent des Klimasystems der Erde. Ihre Mechanismen zu verstehen bedeutet, die Zukunft unseres Planeten besser vorhersehen zu können.

Max-Planck-Institut für Chemie

Originalpublikation:

François Fripiat, Daniel M. Sigman, Xuyuan Ai, Cédric Dumoulin, Simone Moretti, Anja S. Studer, Bernhard Diekmann, Oliver Esper, Thomas Frederichs, Frank Lamy, Frank Patyn, Mareike Schmitt, Ralf Tiedemann, Gerald H. Haug, and Alfredo Martínez-García: Deglacial stratification of the polar Southern Ocean, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 123 (6) e2502076123, https://doi.org/10.1073/pnas.2502076123 (2026).

Bund-Länder-Vereinbarung: „Den Sanierungsstau an Hochschulen endlich auflösen“

Wed, 11 Feb 2026 10:25:58 +0100

Dazu erklärte HRK-Präsident Prof. Dr. Walter Rosenthal heute in Berlin:
„Die Hochschulen begrüßen ausdrücklich, dass Bund und Länder sich in kurzer Zeit auf einen rechtlichen Rahmen verständigt haben, sodass der Bund dringend benötigte Mittel für Investitionen in den Hochschulbau, auch für die Sanierung bestehender Gebäude, bereitstellen kann. Wir müssen den Sanierungsstau an Hochschulen endlich auflösen. Der allgemein anerkannte Investitionsbedarf liegt insgesamt im dreistelligen Milliardenbereich. Dieser Bedarf lässt sich nicht innerhalb von vier Jahren mit den nun bereitgestellten Mitteln decken. Deshalb ist klar, dass die jetzt getroffene Vereinbarung nur der Einstieg in ein langfristiges Zusammenwirken von Bund und Ländern im Hochschulbau sein kann.“

Mit den Mitteln aus der heute getroffenen Bund-Länder-Vereinbarung, dem Sondervermögen Infrastruktur und Klimaneutralität und den eigenen Haushalten eröffne sich für die Länder, so Rosenthal, eine einmalige Chance, die Sanierung und Modernisierung von Wissenschaftsinfrastrukturen gemeinsam mit der Wissenschaft zügig umzusetzen. „Die Vereinbarung kann bereits laufende oder geplante Sanierungsvorhaben in den Hochschulen deutlich beschleunigen und vor allem auch zusätzliche Maßnahmen ermöglichen“, erklärte Rosenthal. „Das gelingt aber nur, wenn die Länder bisher gemachte Mittelzusagen auch einhalten, Planungs- und Genehmigungsverfahren vereinfachen und die Handlungsspielräume der Hochschulen erweitern.“

Für den Erfolg der Vereinbarung sei es nun wichtig, gemeinsam mit den Hochschulen rasch zusätzliche Bau-, Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen zu starten. Zudem sollten die Länder einen strategischen Planungsprozess aufsetzen, um den weiterhin bestehenden Sanierungsstau, der durch die aktuelle Vereinbarung allenfalls gebremst wird, langfristig aufzulösen.

HRK

Die Bund-Länder-Vereinbarung ist abrufbar unter: https://www.gwk-bonn.de/fileadmin/Redaktion/Dokumente/Pressemitteilungen/BLV_Modernisierung-Sanierung.pdf

Wie Bäume Wasser und Stickstoff aus der Tiefe nutzen

Tue, 10 Feb 2026 16:59:09 +0100

Die Studie zeigt: Wasser erreicht die Baumkrone deutlich schneller. Stickstoff schwimmt nicht einfach im Wasserstrom mit, sondern wird im Boden und in der Wurzel durch biologische Prozesse, Mikroben und Pilze aufgehalten. Douglasien nutzen zudem mehr Ressourcen aus tieferen Bodenschichten als Buchen, insbesondere auf durchlässigen, sandigen Böden.

Die Forschenden der Universität Göttingen untersuchten 18 Douglasien und Buchen in zwei Wäldern. An einem Standort (Winnefeld) war der Boden lehmig und nährstoffreich, am anderen (Unterlüß) sandig und nährstoffarm. Dort injizierten die Forschenden Wasserstoff und Stickstoff gleichzeitig 60 Zentimeter tief in die Böden. Dabei nutzten sie stabile Isotope (²H für Wasserstoff und ¹⁵N für Stickstoff), die nicht zerfallen und somit nach ihrem Transport durch den Baum nachweisbar sind. Mit einem Saftfluss-Messgerät stellten sie fest, wie schnell Wasser durch den Baum strömt. Zur erwarteten Ankunftszeit kletterten sie in die Baumkronen und entnahmen zwei Monate lang Proben aus den Blättern und dem wasserleitenden Gewebe, um die Ankunft der Isotope zu messen.

Die Wasserstoff-Isotope erreichten die Kronen der 20 bis 30 Meter hohen Bäume in vier Wochen oder früher. Stickstoff-Isotope waren dagegen erst nach vier bis sechs Wochen nachweisbar. „Wasser fließt schnell durch die Leitbahnen der Bäume, und zwar als beständiger Wasserstrom von den Wurzeln zu den Blättern. Stickstoff wird vom Wasser mitgeführt, unterwegs aber von biologischen Prozessen gebremst. Dass der Transport der beiden Ressourcen so entkoppelt verläuft, wurde bislang nur im Labor, nicht aber im Wald an ausgewachsenen Bäumen nachgewiesen“, erklärt Dr. Klara Mrak, eine der zwei Erstautorinnen, die während ihrer Promotion an der Universität Göttingen an der Studie mitgewirkt hat und mittlerweile an der Universität Jena arbeitet.

Bäume auf sandigen Böden, in denen Wasser schnell versickert, nahmen mehr Ressourcen aus tieferen Bodenschichten auf als Bäume auf lehmigen Böden. „Douglasien können auf sandigen Böden Ressourcen aus der Tiefe aufnehmen, noch mehr als Buchen. Diese Beobachtung unterstreicht ihre Anpassungsfähigkeit unter Trockenstress“, ergänzt die zweite Erstautorin Dr. Christina Hackmann aus der Abteilung „Waldbau und Waldökologie der gemäßigten Zonen“ der Universität Göttingen. „Das sind vielversprechende Eigenschaften für klimaresiliente Wälder in Zeiten zunehmender Dürren.“

Universität Göttingen

Originalpublikation:

Mrak K, Hackmann CA et al. De-Coupled Water and Nitrogen Translocation From Subsoil to Canopy of Temperate Forest Trees. Plant, Cell & Environment (2026). https://doi.org/10.1111/pce.70327

Neue Studienorientierungskampagne von "Wissenschaft verbindet"

Tue, 10 Feb 2026 16:26:15 +0100

Im Zentrum der Kampagne stehen zwei Poster und die Website https://wissenschaft-verbindet.de/studieren.

Die Website bietet Einblicke in mathematisch-naturwissenschaftliche Studiengänge. Neben Informationen zu Aufbau und Inhalten der Fächer stehen vor allem konkrete Einblicke in berufliche Werdegänge von Absolventinnen und Absolventen („Role Models“) im Fokus: Diese berichten aus ihrem Berufsalltag und zeigen, wie vielfältig der Berufseinstieg und die Wege nach dem Studium sein können. Begleitend zur Website werden bundesweit Poster an Schulen versendet, die Aufmerksamkeit erregen und über QR-Codes direkt auf die Kampagnenwebsite verweisen.

Die Kampagne möchte Oberstufenschülerinnen und -schülern Orientierung bieten und ihnen dabei helfen, eigene Interessen einzuordnen und Studienentscheidungen auf einer belastbaren Informationsbasis zu treffen.

(VBIO)

Von der Rückenflosse zur menschlichen Hand

Tue, 10 Feb 2026 16:23:46 +0100

Wie ist der aufwändige Körperbau vieler heutiger Lebewesen aus den meist einfacheren Bauplänen ihrer Vorfahren hervorgegangen? Das ist eine zentrale Frage der Biologie. Nehmen wir unsere Hände als Beispiel: Jedes Mal, wenn wir eine Nachricht auf dem Mobiltelefon tippen, nutzen wir ein evolutives „Meisterwerk“, das sich über viele Millionen Jahre entwickelt hat. Dabei fällt auf, dass wir Gegenstände üblicherweise mit unserer Handinnenseite greifen und bedienen – der ventralen Seite. Der Handrücken, beziehungsweise die dorsale Seite, spielt dabei kaum eine Rolle.

Die Differenzierung unserer Gliedmaßen in eine Unterseite, die mit Gegenständen oder dem Untergrund in Kontakt steht, und eine durch Finger- oder Zehennägel geschützte Oberseite war entscheidend für den erfolgreichen Landgang der Wirbeltiere. Doch wie unterscheidet die Natur zwischen Ober- und Unterseite unserer Gliedmaßen? Und welche genetischen Anpassungen waren dafür im Laufe der Evolution notwendig? Antworten darauf liefert ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Konstanzer Biologen Joost Woltering in einer aktuellen Publikation in Molecular Biology and Evolution. Die Forschenden konnten zeigen, dass für die Entstehung der dorsoventralen Achse unserer Gliedmaßen uralte Gene aus der Rückenflosse von Fischen umfunktioniert wurden.

Ein anatomisches Rätsel
Die evolutive Reise von der Rückenflosse zur menschlichen Hand begann vor etwa 500 Millionen Jahren. Damals wurde das genetische Programm für die Rückenflosse bei einem unserer wasserlebenden Vorfahren kopiert und seitlich am Körper aktiviert. Auf diese Weise entstand der erste Fisch mit paarigen Seitenflossen. Aus diesen wiederum entwickelten sich vor rund 350 Millionen Jahren die ebenfalls paarigen Gliedmaßen der Landwirbeltiere – und damit auch unsere Arme und Beine.
Dementsprechend gibt es viele genetische Ähnlichkeiten zwischen der Rückenflosse von Fischen und unseren Gliedmaßen. „Wir können in der Rückenflosse von Fischen beispielsweise dieselben genetischen Signale erkennen, die in unserer Hand die Entstehung von Daumen und kleinem Finger steuern“, erklärt Joost Woltering. Bezüglich der Unterscheidung zwischen Vorder- und Rückseite unserer Gliedmaßen ergibt sich jedoch ein Problem: Ursprüngliche Rückenflossen – wie etwa die eines Hais – sind links und rechts vollkommen symmetrisch. Ein Pendant zu Handfläche und Handrücken existiert bei ihnen nicht.

Ein Gen bekommt eine neue Funktion
Es war bereits bekannt, dass während der Embryonalentwicklung das Gen Lmx1b eine entscheidende Rolle bei der Ausdifferenzierung unserer Hand spielt: Zellen, in denen es aktiviert ist, entwickeln sich zum Handrücken. Zellen, in denen es inaktiv ist, werden zur Handinnenfläche. Um herauszufinden, welche Funktion dieses Gen in urtümlichen Rückenflossen hatte, untersuchte das Forschungsteam die Aktivierungsmuster von Lmx1b bei verschiedenen Fischarten – von Buntbarschen bis hin zu Haien.
Die Ergebnisse offenbarten einen erstaunlichen Unterschied zwischen den Flossentypen: Bei paarigen, seitlichen Flossen – den direkteren Vorläufern unserer Gliedmaßen – ist das Gen, wie bei unseren Händen, auf der dorsalen Seite aktiv. Bei Rückenflossen hingegen wird Lmx1b im hinteren, dem Kopf abgewandten Bereich aktiviert. „Dieses Aktivierungsmuster in den Rückenflossen war für uns völlig unerwartet. Es deutet darauf hin, dass das Gen zwar bereits in urtümlichen Rückenflossen vorhanden war, dort jedoch eine ganz andere Funktion hatte als die Unterscheidung zwischen Ober- und Unterseite“, so Woltering.

Korrekte Verschaltung von Nervenzellen als ursprüngliche Funktion
Um zu verstehen, wie es zu dieser Funktionsänderung kam, untersuchten die Forschenden zudem, wodurch Lmx1b in den verschiedenen Flossentypen aktiviert wird – und stießen erneut auf deutliche Unterschiede: In den seitlichen, paarigen Flossen steuern sogenannte Wnt-Signale die Aktivität des Lmx1b, während in den ursprünglichen Rückenflossen Hedgehog-Signale dafür verantwortlich sind. Werden die Wnt-Signale in Fisch-Embryonen experimentell unterdrückt, ebbt die Lmx1b-Aktivität folglich in den Seitenflossen ab, bleibt in den Rückenflossen jedoch unverändert bestehen. „Um die dorsale Seite unserer Hände zu entwickeln, musste die Evolution also nicht nur das Lmx1b-Gen selbst umfunktionieren, sondern zusätzlich auch noch neue regulatorische Schalter hervorbringen“, fasst Woltering zusammen.

Bleibt die Frage: Was war die ursprüngliche Funktion von Lmx1b in den Rückenflossen? Auch darauf liefert die Studie eine Antwort. Neben seiner späteren Funktion bei der Bestimmung der dorsoventralen Achse unserer Gliedmaßen aktiviert Lmx1b Rezeptormoleküle, die sicherstellen, dass sich Motorneurone während der Embryonalentwicklung mit den richtigen Muskeln verbinden. Diese gezielte „Verdrahtung“ ermöglicht uns beispielsweise das Strecken und Beugen unserer Gliedmaßen über getrennte Nervenbahnen. „Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die ursprüngliche Funktion des Lmx1b-Signals in den Rückenflossen darin bestand, die korrekte neuronale Verschaltung der hinteren Flossenmuskulatur zu gewährleisten“, so Woltering.

Universität Konstanz

Originalpublikation:

S. Zdral, S.G. Bordignon, A. Meyer, M.A. Ros, J.M. Woltering (2026) Dorsoventral limb patterning in paired appendages emerged via regulatory repurposing of an ancestral posterior fin module. Molecular Biology and Evolution; doi: 10.1093/molbev/msaf331, https://doi.org/10.1093/molbev/msaf331

Studie zeigt gestörten Energiestoffwechsel des Gehirns bei Menschen mit Post-COVID

Tue, 10 Feb 2026 16:14:50 +0100

Schätzungen zufolge entwickeln etwa 5 bis 10 Prozent der Menschen nach einer SARS-CoV-2-Infektion ein Post-COVID-Syndrom. Neben Erschöpfung und Schlafproblemen berichten viele Betroffene über kognitive Einschränkungen, die Alltag und Beruf deutlich beeinträchtigen können. Bislang sind die Ursachen für die Beeinträchtigungen noch nicht ausreichend verstanden. Eine zentrale wissenschaftliche Hypothese lautet, dass eine Störung der zellulären Energiebereitstellung an den Beschwerden beteiligt sein könnte.

Energiereiche Phosphate im lebenden Gehirn untersuchen

Um dieser Frage nachzugehen, nutzte das Studienteam des Zentralinstituts für Seelische Gesundheit (ZI) in Mannheim in der NEULOCO-Studie eine spezielle Variante der Magnetresonanztomografie (MRT), die Phosphor-Magnetresonanzspektroskopie (31P-MRS). Dieses Verfahren ermöglicht es, im lebenden Gehirn („in vivo“) bestimmte energiereiche Phosphate zu untersuchen, die für den Zellstoffwechsel entscheidend sind. Interessant für die Forschenden war zum einen Adenosintriphosphat (ATP) – vereinfacht gesagt der „Treibstoff der Zelle“ – sowie Phosphokreatin (PCr), ein „Kurzzeit-Energiespeicher“, der ATP rasch nachliefern kann.

Untersucht wurden 27 Post-COVID-Patientinnen und -Patienten sowie 23 vollständig genesene Kontrollpersonen nach SARS-CoV-2-Infektion. Zusätzlich absolvierten alle Teilnehmenden kognitive Tests, deren Ergebnisse mit den Stoffwechselmessungen verglichen wurden. „Mit 31P-MRS können wir zentrale Energieträger des Gehirns nicht nur indirekt, sondern vergleichsweise direkt erfassen. Dadurch lassen sich Veränderungen der Energiebereitstellung im lebenden Gehirn sichtbar machen“, verdeutlicht Prof. Dr. Gabriele Ende, Leiterin der Core Facility ZIPP am ZI, die Wahl der Methode.

Zentrales Ergebnis: reduziertes ATP/PCr-Verhältnis

Dadurch konnten die Forschenden bei Menschen mit Post-COVID ein reduziertes Verhältnis von ATP zu PCr (ATP/PCr) nachweisen. Das spricht dafür, dass die Bereitstellung von Energie für den Zellstoffwechsel im Gehirn beeinträchtigt sein könnte. Die Veränderungen zeigten sich in einem ausgedehnten Bereich um den cingulären Cortex, einer Hirnstruktur, die unter anderem an der Steuerung und Organisation von Denkvorgängen beteiligt ist. „Die Daten deuten darauf hin, dass es nicht um eine isolierte Veränderung geht, sondern um ein größeres vernetztes System im Gehirn“, sagt Dr. Wolfgang Weber-Fahr, Arbeitsgruppenleiter am ZI.

Besonders relevant: Niedrigere ATP/PCr-Werte im vorderen cingulären Cortex gingen mit einem schlechteren Abschneiden in den kognitiven Tests einher. „Wir sehen einen Zusammenhang zwischen Energiemarkern im vorderen cingulären Cortex und der kognitiven Leistung. Das deutet darauf hin, dass eine gestörte Bereitstellung von Energie in dieser Hirnregion zu den Denk- und Konzentrationsproblemen bei Post-COVID beitragen könnte“, sagt Dr. Claudia Schilling, Leiterin des Schlaflabors am ZI.

Subgruppe mit zusätzlichem ME/CFS zeigt ähnliche Muster

Etwa die Hälfte der Post-COVID-Gruppe erfüllte zusätzlich die Kriterien für ME/CFS (Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Fatigue-Syndrom), einer schweren Erkrankung mit ausgeprägter Erschöpfung und einer typischen Verschlechterung nach körperlicher oder geistiger Belastung. In einer Subgruppenanalyse zeigten diese Teilnehmenden ähnliche Stoffwechselveränderungen wie Post-COVID-Betroffene ohne ME/CFS. Das kann darauf hinweisen, dass bestimmte biologische Mechanismen in beiden Patientengruppen eine Rolle spielen.

Studie zeigt Zusammenhänge, aber noch keine Ursache

Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass eine Störung der Zellenergie-Bereitstellung ein wichtiger Krankheitsmechanismus bei Post-COVID sein könnte. Als mögliche Ursachen diskutiert das Team unter anderem eine veränderte Funktion von Mitochondrien („Kraftwerke der Zellen“), entzündliche Stoffwechselveränderungen oder durchblutungsbedingte Einflüsse auf den Energiestoffwechsel.
„Wichtig ist zu betonen, dass unsere Studie Zusammenhänge aufzeigt. Sie beweist noch nicht, welche Ursache letztlich im Vordergrund steht. Dennoch können solche biologischen Hinweise helfen, Post-COVID besser zu verstehen und zukünftige, gezieltere Therapieansätze zu entwickeln“, sagt Dr. Claudia Schilling.

Zentralinstitut für Seelische Gesundheit

Originalpublikation:

Weber-Fahr W, Dommke S, Sack M, Alzein N, Becker R, Demirakca T, Ende G, Schilling C. Reduced ATP-to-phosphocreatine ratios in neuropsychiatric post-COVID condition: Evidence from 31P magnetic resonance spectroscopy. Biol Psychiatry. 2026 Jan 10. doi:10.1016/j.biopsych.2026.01.004. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2026.01.004

Woher kommt die Nahrung für Algen auf dem grönländischen Eis?

Tue, 10 Feb 2026 16:08:38 +0100

Die Arktis erwärmt sich viermal schneller als der Rest unserer Erde und das ist besonders ausgeprägt in Grönland. Das dort abschmelzende Eis trägt erheblich zum globalen Meeresspiegelanstieg bei. Dieses immer schnellere Schmelzen liegt zum größten Teil an der globalen Erwärmung, aber es gibt einen weiteren Faktor, der das Problem zunehmend verschärft: pigmentierte Algen auf dem Eis. Sie verdunkeln die Oberfläche, reduzieren also die Albedo, und beschleunigen so die Gletscherschmelze.

Zwei neue Studien zeigen nun, dass sowohl das unterliegende Eis als auch Mineralstaub aus der Umgebung genug Nährstoffe liefern können, damit die Algen jeden Sommer blühen. Das heißt nichts Gutes für die Eismassenbilanz, denn je mehr Eis abschmilzt, desto mehr Mineralstaub taut aus dem alten Eis heraus oder wird von den eisfrei gewordenen Felsgebieten auf die Eis- und Schneeoberfläche geweht – also noch mehr Nahrung für die Algen, die dadurch umso schneller wachsen. Die beiden Studien, an denen mehrere GFZ-Forschende maßgeblich beteiligt waren, sind in den Fachjournalen „Nature Communications“ und „Environmental Science and Technology“ erschienen.

„Algen werden unweigerlich weiter wachsen“

Letztautorin Liane G. Benning sagt: „Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff, der das Wachstum von Gletscheralgen auf dem grönländischen Eisschild und auf Gletschern weltweit steuert und fördert. Mit diesen beiden Studien – unter der Leitung von zwei Nachwuchsforscherinnen – zeigen wir, dass der Phosphor nicht begrenzt ist. Er kann sowohl vom schmelzenden Schnee und Eis stammen als auch aus lokalem Mineralstaub, den der Wind von den Gletscherrückzugsgebieten bringt.“

Prof. Dr. Liane G. Benning leitet am GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung die Sektion 3.5 „Grenzflächen-Geochemie“ und forscht seit Jahren über pigmentierte Algen auf Grönland, unter anderem im Rahmen des ERC-Synergy-Grants „DEEP PURPLE“. Sie zieht als Fazit aus beiden Studien: „In einer sich erwärmenden Welt wird mit mehr Schmelze immer mehr blankes Eis, das Nährstoffe enthält, im Landesinneren Grönlands verfügbar sein. Gleichzeitig ziehen sich die Gletscher zurück und in den eisfrei gewordenen Gebieten bilden sich große polare Staubwüsten, die mehr nährstoffreichen Staub auf die Eisflächen im Landesinneren liefern können. Diese beiden Prozesse liefern mehr als genug Nährstoffe, um die Algenblüte weiter zu beschleunigen und das Schmelzen weiter zu verstärken.“

Studien ermitteln Menge und Herkunft der Nährstoffe

Die Studie in Environmental Science and Technology untersuchte die Menge, Zusammensetzung und Herkunft des phosphorhaltigen Staubes, der auf dem Eis in der dunklen Zone im Südwesten Grönlands landet. Das Team unter der Leitung von Dr. Jenine McCutcheon von der University of Waterloo (Kanada) fand heraus, dass die Mineralien im Staub von lokalen Gletscherrückzugsgebieten stammen und ausreichend Phosphor enthalten, um Gletscheralgen in der Schmelzsaison zu ernähren.

Die andere Studie in Nature Communications untersuchte die violetten Algenblüten im Nordwesten Grönlands. Diese Studie wurde von Dr. Beatriz Gill-Olivas von der Universität Aarhus in Dänemark geleitet und hat gezeigt, dass es dort gar keines zusätzlich hereingewehten Staubes von Küstenregionen bedarf und dass die Algen hier von einem Überangebot an Nährstoffen die aus dem Eis schmelzen profitieren und sich deswegen auch weiter ins Landesinnere ausbreiten können.

Klimawandel und Algenwachstum hängen zusammen

Bereits jetzt schon trägt die Verdunklung der Eisoberfläche durch Algen zu rund 13 Prozent zur Gletscherschmelze bei. Die Erwärmung der Atmosphäre, die insbesondere in der Arktis schneller als anderswo auf dem Globus vonstatten geht, schafft Bedingungen, die das Algenwachstum fördern. Je weiter sich die Algen ausbreiten, desto schneller wird das grönländische Eis schmelzen. „Beide Studien zeigen einmal mehr, dass wir der globalen Erwärmung dringend entgegenwirken müssen“, sagt Liane G. Benning. „Wir sollten unsere Umwelt sorgsamer behandeln, da die Folgen des Abschmelzens des grönländischen Eisschildes die ganze Welt betreffen werden.“

GFZ Helmholtz-Zentrum für Geowissenschaften

Originalpublikation:

Jenine McCutcheon et al.: „Atmospheric Deposition of Local Mineral Dust Delivers Phosphorus to the Greenland Ice Sheet“, in: „Environmental Science & Technology“ (2026) DOI: 10.1021/acs.est.5c13873, https://doi.org/10.1021/acs.est.5c13873

B. Gill-Olivas et al.: „Ablation provides key macronutrients (nitrogen and phosphorous) to glacier ice algae in NW Greenland“, in: Nature Communications (2026) DOI: 10.1038/s41467-026-68625-8, https://doi.org/10.1038/s41467-026-68625-8

KI & „Big Data“: Forschungsteam verbessert Vorhersagen für „maßgeschneiderten“ Weizen

Mon, 09 Feb 2026 09:46:45 +0100

Eine besondere Bedeutung für die Leistungsfähigkeit und den Ertrag einer Pflanze hat das Zusammenspiel von Genotyp und Umweltbedingungen. So kann eine Weizensorte an einem Standort einen hohen Ertrag erzielen. An einem anderen Standort mit anderen Bedingungen aber schlechter abschneiden. Die Umgebung wirkt sich auf die Leistung des Genotyps aus. Angesichts der zunehmenden Diversifizierung der Anbauumgebungen wird es in Zeiten des Klimawandels entscheidend, Sorten zu liefern, die passgenau auf die lokalen Bedingungen zugeschnitten sind. Deshalb konzentrierte sich das Forschungsteam des IPK darauf, die Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Umwelt zu untersuchen und die Erträge für einzelne Standorte mit höchstmöglicher Genauigkeit vorherzusagen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler analysierten zunächst große Mengen an Daten von Winterweizen. Dazu wurden Ertragsdaten von mehr als 13.200 Genotypen (Linien und Hybriden) gesammelt, die zwischen 2010 und 2022 an 31 verschiedenen Standorten in Mitteleuropa angebaut und getestet wurden. Diese phänotypischen Daten wurden mit Genomdaten (ca. 10.000 genetische Marker) und Umweltinformationen (wie die täglichen Temperaturen und Niederschläge) kombiniert. Daraus entwickelten und verglichen die Forscherinnen und Forscher verschiedene Vorhersagemodelle, darunter traditionelle statistische Modelle, aber auch Methoden der Künstlichen Intelligenz wie „Deep Learning“. Das beste Modell nutzte das Forschungsteam des IPK, um die Leistung einer Referenzgruppe von Weizenlinien in allen 117 getesteten Umgebungen vorherzusagen und umweltangepasste Sorten zu identifizieren.

„Unsere Studie zeigt, dass die Wechselwirkungen zwischen Genen und Umweltbedingungen der Schlüssel zu deutlich besseren Ertragsprognosen sind“, erklärt Abhishek Gogna, der Erstautor der Studie. So konnte die Vorhersage der umweltspezifischen Leistung neuer Hybriden um bis zu 23 Prozent verbessert werden, indem die Interaktion von Genotyp und Umwelt einbezogen wurde. Das ist vergleichbar mit dem Kauf eines neuen Anzugs. Statt eines Standardmodells, das im Durchschnitt passt (traditionelle Vorhersage), bekommt man ein maßgeschneidertes Modell, das exakt auf die persönliche Körperform zugeschnitten ist (umweltangepasste Vorhersage).

Durch die gezielte Auswahl der besten zehn Prozent umweltangepasster Genotypen ließ sich der Ertrag im Vergleich zur Auswahl nach Durchschnittsleistung um fast vier Dezitonnen pro Hektar steigern. „Dieser zusätzliche Ertrag entspricht dem Erfolg von bis zu zwölf Jahren konventionellen Züchtungsfortschritts in Deutschland“, sagt Prof. Dr. Jochen Reif, Leiter der Abteilung „Züchtungsforschung“ am IPK. „Das zeigt, dass in den Züchtungsprogrammen ein enormes, bisher verborgenes Ertragspotenzial schlummert, das gehoben werden kann“. Die große Relevanz der Ergebnisse für die praktische Pflanzenzüchtung unterstreicht auch die Beteiligung der KWS SAAT SE & Co KGaA an der Studie.

Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung

Originalpublikation:

Gogna, A., Kamali, B., Wimmer, V. et al. Predicting enviromically adapted varieties with big data. Genome Biol 27, 3 (2026). doi.org/10.1186/s13059-025-03914-x