Top Ten der Zeitschrift "Science"

Die Zeitschrift "Science" hat die zehn wichtigsten Forschungsergebnisse des vergangenen Jahres gekürt. Als größten Durchbruch stuften die Herausgeber und Autoren der Zeitschrift die Fortschritte auf dem Weg zu Nano-Computern ein. Auf den weiteren Plätzen landeten neue Erkenntnisse über die RNA, Neutrinos, das menschliche Genom, Supraleiter, Nervensignale, Krebsmedikamente, das Bose-Einstein-Kondensat und die globale Klimaerwärmung. Als "Breakdown of the Year" sieht "Science" die Finanzierungsprobleme der Internationalen Raumstation und das "wissenschaftliche Vakuum" in der Regierung von US-Präsident George Bush.
Angeführt wird die Hitliste der wissenschaftlichen Spitzenleistungen von Computerschaltungen in Molekülgröße. Im Januar stellten US-Wissenschaftler Nano-Drähte für den Informationsaustausch vor, die millionenfach feiner sind als ein menschliches Haar. Elektronen wandern durch den Kontaktdraht fast ohne Widerstand. Im November gelang es drei Forschergruppen aus den USA und den Niederlanden, aus Milliardstel Meter kleinen Strukturen logische Schaltkreise herzustellen. Ihre Ergebnisse ebnen den Weg zu winzigen, aber äußerst schnellen und starken Nano-Computern, die Gespräche in Sekunden übersetzen oder im Körper von Menschen nach Erkrankungen fahnden. Einmal zusammengebaut, können die Nano-Elemente "Rechnerleistungen erreichen, die über Jahrzehnte hinweg weitere Durchbrüche in der Forschung garantieren", sagen die Herausgeber von "Science".

Als weitere Meilensteine in der Forschung führt das Magazin neun wissenschaftliche Hits ohne Rangfolge auf:

Das unbekannte Genom: Der Wettlauf um die Entschlüsselung des menschlichen Genoms endete Anfang des Jahres mit der gleichzeitigen Veröffentlichung zweier Arbeitsergebnisse in "Science" und "Nature". Die US-Firma Celera Genomics und das internationale Forscherkonsortium des Humangenomprojekts kamen unabhängig voneinander zu dem Schluss, dass die Erbinformation des Menschen aus rund 35.000 Genen besteht. Ein für viele überraschendes Ergebnis, da ursprünglich mit bis zu 100.000 Genen gerechnet wurde. Demnach hat der Mensch nur etwa doppelt so viele Gene wie die Fruchtfliege. Die Forscher konnten inzwischen das Erbgut von 60 weiteren Organismen entschlüsseln.

Gezielte Medikamente gegen Krebs: Biochemische Defekte im menschlichen Körper sind die Ursache für manche Krebsarten. 2001 wurden in Kliniken erstmals neue Medikamente eingesetzt, die auf solche Schäden zielen. Gleevec wurde in den USA als neues Medikament zur Therapie bisher unheilbarer Krebsarten zugelassen. Es schaltet ein Enzym aus, dass Krebszellen ernährt. Wissenschaftler beschäftigten sich in diesem Jahr zunehmend mit Enzymen, die das Wachstum von Krebs-Zellen beeinflussen. Weltweit laufen Dutzende von klinischen Tests.

Durchbruch bei der RNA: Wissenschaftler entdeckten im Jahr 2001, dass es möglich ist, über kleine RNA-Schnipsel Gene gezielt abzuschalten. Überraschend stellten sie fest, dass die Boten-RNA auch als Enzym wirksam sein kann.

Vermisste Neutrinos: Wissenschaftler lösten dieses Jahr das Geheimnis der fehlenden Neutrinos. Die Zahl der von der Sonne auf die Erde treffenden Partikel erscheint nur deshalb so gering, weil sie sich auf dem Weg zu unserem Planeten in schwer nachweisbare Tau- und Myonen-Neutrinos umwandeln. Dies zeigten Forscher am kanadischen Sudbury Neutrino Observatory.

Überraschendes Kondensat: Für die Erzeugung eines neuen Aggregatszustandes der Materie, des so genannten Bose-Einstein-Kondensat (BEC), erhielten der deutsche Physiker Wolfgang Ketterle und die US-Forscher Eric A. Cornell und Carl E. Wieman den Nobelpreis 2001 in Physik. Die Forschungen konzentrierten sich dieses Jahr auf den Bau eines Atomlasers auf BEC-Basis und auf ultrapräzise Messungen. Problematisch bei der Erzeugung eines Bose-Einstein-Kondensats sind die sehr tiefen Temperaturen. Wissenschaftler konnten dieses Jahr nicht nur mit Rubidium, sondern erstmals auch mit Helium und Lithium ein BEC erfolgreich herstellen. Ein weiteres Forscherteam untersuchte Wirbelphänomene des Kondensats. Cornell und Wieman setzten ein BEC einem Magnetfeld aus, bis es in einer kleinen Supernova, einer so genannten Bose-Nova explodierte.

Supraleiter-Rekord: Japanische Forscher entdeckten einen neuen Supraleiter - Magnesium-Diborid. In der kostengünstigen Metallverbindung fließt elektrischer Strom bei minus 234 Grad ohne Widerstand. Kugelförmige Kohlenstoffgitter oder Fullerene, die so genannten Bucky Balls werden bereits bei minus 156 Grad Celsius supraleitend, statt bisher bei 221 Grad Celsius. Den neuen Rekordwert erzielten dieses Jahr Wissenschaftler aus Deutschland und den USA.

Wichtige Nervensignale: Wissenschaftler erforschten in diesem Jahr, wie sich die Nerven im Embryo entwickeln. Die Forschungsergebnisse könnten bei der Reparatur von ausgewachsenen Nervenzellen helfen. Weitere Untersuchungen zeigten, wie Nervensignale miteinander interagieren und wie Axone mit sich widersprechenden Signalen umgehen.

Immer wärmer: An der globalen Erwärmung der letzten 50 Jahre ist die wachsende Konzentration an Treibhausgasen in der Atmosphäre schuld. Dies zeigten im Jahr 2001 immer bessere Daten und Modellrechnungen. Sie bestätigten den menschlichen Einfluss auf das unnatürlich warme 20. Jahrhundert. Wie viel Treibhausgase unser Planet verkraften kann, ist noch ungeklärt. US-Präsident George Bush nahm dies als Vorwand, das Kyoto-Protokoll abzulehnen.

Debatte um Kohlenstoffsenken: Die USA produzieren am meisten Treibhausgase. Über die Anrechnung von Wäldern und landwirtschaftlichen Nutzflächen in den USA als Kohlenstoffsenken haben sich Wissenschaftler nach erbitterten Diskussionen geeinigt. Das Resultat: Die Senken nehmen rund ein Drittel der derzeitigen Treibhausgas-Emissionen der USA auf, dieser Prozess wird sich in den nächsten Jahrzehnten aber verringern, glauben Wissenschaftler.

Nach dem 11. September hat sich für Wissenschaft und Forschung vieles geändert, warnen die "Science"-Herausgeber: Forscher und Ingenieure müssen mit schrumpfenden Budgets klarkommen. Einschränkungen beim Informationsaustausch und bei der internationalen Zusammenarbeit sowie Änderungen bei Forschungsschwerpunkten sind an der Tagesordnung.
Almut Bruschke-Reimer


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