Jahresrückblick: Unsere Forschungshighlights aus 2024

Das Jahr 2024 bot aus wissenschaftlicher Sicht etliche Anlässe zum Staunen und Nachdenken. Viele Deutsche sahen zum ersten Mal in ihrem Leben Polarlichter – dank einer außergewöhnlich stürmischen Sonne, deren Ausbrüche unserer irdischen Technik unterdessen glücklicherweise nicht geschadet haben. Sowohl auf den kleinsten als auch den größtmöglichen Skalen, vom Quantenreich bis zum Kosmos, stieß die Physik 2024 zu neuen Grenzen vor. Tierfreunde konnten sich über neue Entdeckungen freuen, beklagen zugleich aber eine besonders intensiv wütende Vogelgrippe, die inzwischen auch uns Menschen bedroht. Währenddessen gehen mit Long Covid die medizinischen Herausforderungen der letzten großen Pandemie weiter. Unsere Redakteurinnen und Redakteure präsentieren hier ausgewählte Erkenntnisse des Jahres, die bei ihnen einen besonderen Eindruck hinterlassen haben.
Erfolge bei der Suche nach »Lost Birds«

Daniel Lingenhöhl, Chefredakteur bei Spektrum der Wissenschaft: Der Sianakamadagaskarsänger, die Schwarznacken-Fasantaube von einer kleinen Insel vor Neuguinea, der Santa-Marta-Degenflügel aus Kolumbien oder der Schwarzbrauen-Mausdrossling von Borneo: Seit 2020 haben Vogelkundler auf der ganzen Welt Arten wiederentdeckt, die seit mehr als 10 und teilweise sogar über 100 Jahre als verschollen galten. Auch 2024 beobachteten sie wieder so illustre Arten wie den Gelbschopf-Brillenvanga, den Mussauraupenfänger oder den Prinzenhabicht, die lange Zeit kein (Hobby-)Ornithologe mehr gesehen hatte.
In einer Zeit, in der die Nachrichten von Hiobsbotschaften zur Natur dominiert werden, sind das seltene Lichtblicke – die mich als Vogelfreund zudem ganz besonders freuen. Diese Suche wird übrigens sehr professionell und systematisch angegangen. Eine umfassende Datenanalyse mit Hilfe von künstlicher Intelligenz und dem Abgleich zehntausender Sichtungen und Vogelstimmenaufzeichnungen, die ins Internet geladen wurden, erbrachte eine Liste von 126 verschollenen Vogelarten aus der ganzen Welt. Basierend darauf starten immer wieder abenteuerliche Expeditionen zu entlegenen Inseln oder einsamen Berggipfeln, um nach diesen »verlorenen Vögeln« zu suchen. Wenn sie Erfolg haben, lesen Sie es auch 2025 wieder bei uns.
Quantentechnologien schreiten voran

Katharina Menne, Redakteurin Physical Sciences: Nach dem aktuellen Stand der Quantencomputertechnik gefragt, antwortete Hartmut Neven, Leiter des Google Quantum AI Labs, bereits im Jahr 2021 in einem Interview mit »Der Zeit«: »Es sind keine riesigen Geniestreiche mehr nötig; im Prinzip könnte jeden Tag ein schlauer Student oder eine schlaue Studentin mit dem zündenden Einfall durch die Tür kommen.« Auch im Jahr 2024 verkündeten Forschungsteams auf der ganzen Welt wieder allerlei beeindruckende Fortschritte auf dem Gebiet der Quantentechnologie. Angefangen bei einer neuen Quantenkühltechnik, die den Weg zu ultrakalten Temperaturen eröffnet, über respektable Fortschritte im Bereich der Fehlerkorrektur und bei der Zahl und Qualität der Qubits auf einem Chip bis hin zu futuristisch anmutenden Hybridsystemen aus Quanten- und Supercomputern. Im November schließlich berichtete eine Forschungsgruppe der ETH Zürich davon, erstmals ein mechanisches Qubit realisiert zu haben.
Nicht nur auf dem Gebiet der Quantencomputer ging es voran. Auch in der Quantensensorik und bei Quantenphänomenen generell publizierten Fachleute 2024 erstaunliche Entdeckungen. So steht seit August fest, dass sich Quantenobjekte von ihren Eigenschaften lösen können wie die Grinsekatze aus »Alice im Wunderland« von ihrem Grinsen. Im September wiesen Physiker nach, dass Photonen eine negative Zeitdauer in einer Atomwolke verbringen können. Und im Juli erschien ein Fachartikel, in dem eine Arbeitsgruppe zeigte, dass man einen Quantensensor auf eine Art Zeitreise schicken kann. So beschafft er sich eine Information, die er eigentlich nicht haben dürfte. Klingt verrückt? Ist es auch. Aber das sind wir aus der Quantenphysik ja gewöhnt.
Himmelsphänomene lassen staunen

Andreas Müller, Chefredakteur »Sterne und Weltraum« und Redaktionsleiter Astronomie: Im Jahr 2024 waren zwei Himmelsphänomene immer wieder in den Medien: Polarlichter und ein mit bloßem Auge sichtbarer Komet. Die hohe Aktivität der Sonne schleuderte immer wieder energiereiche elektrische Teilchen in Richtung Erde. Sie führten dazu, dass im Mai, August und Oktober 2024 spektakuläre Polarlichter sogar in Mittel- und Südeuropa zu sehen waren. Wir erhielten viele tolle Leserbilder, die zum Teil einfach mit dem Smartphone aufgenommen wurden. Auch die seltenen blauen Polarlichter sorgten für Furore.
Im Herbst tauchte der Komet C/2023 A3 Tsuchinshan-ATLAS am Himmel auf und war sogar mit bloßem Auge sichtbar. Der Schweifstern war nicht ganz so spektakulär wie andere Objekte dieser Art in den vergangenen Jahren, rief aber dennoch Ohs und Ahs hervor. Inzwischen ist er zu lichtschwach geworden, aber noch mit kleineren Teleskopen zu beobachten.
Long Covid und Fatigue: Die Spurensuche nimmt Fahrt auf

Corinna Hartmann, Psychologin und Wissenschaftsredakteurin: Das Jahr 2024 startete mit einem kleinen Durchbruch: Im Januar veröffentlichte das Fachmagazin »Nature Communications« handfeste Belege für eine Fehlfunktion der Energie produzierenden Mitochondrien bei Long Covid. Ein Symptom, das viele Erkrankte betrifft, ist nämlich die Fatigue – eine schwere Energielosigkeit, bei der weder Ruhe noch Schlaf helfen. Selbst kleinste Anstrengungen können den Zustand der Patienten verschlimmern. Viele müssen ihre Arbeit aufgeben, einige schaffen es nicht einmal mehr ohne Hilfe aus dem Bett.
Die Behandlung von Long Covid gehört zu den größten medizinischen Herausforderungen unserer Zeit. Mehr als 400 Millionen Menschen weltweit litten oder leiden Schätzungen zufolge daran. Tausende werden sich auch diesen Winter wieder mit Covid infizieren und riskieren, einen schwierigen Verlauf zu haben. Postvirale Syndrome, zu denen Long Covid zählt, wurden jahrzehntelang weitgehend ignoriert. Besonders Menschen mit dem chronischen Müdigkeitssyndrom (englisch: Chronic Fatigue Syndrom) ME/CFS, einer schweren Erkrankung, die häufig mit einer Virusinfektion beginnt, fielen bislang durch jedes Raster – ein Versäumnis, das sich unsere Gesellschaft nicht länger leisten kann. Durch die Corona-Pandemie, die die Fallzahlen steigen ließ, sind die Fragen jetzt drängend wie nie: Wie kann es sein, dass manche – auch junge – Menschen nach einem Infekt nicht mehr zu Kräften kommen? Und wie kann man ihnen helfen?
Die Anfang 2024 erschienene Studie von Forschenden um Brent Appelman vom Amsterdam University Medical Center ist ein Etappensieg auf dem Weg zu wirksamen Therapien, der Hoffnung macht – und deshalb gemeinsam mit allen wissenschaftlichen Anstrengungen auf diesem Gebiet mein Forschungshighlight 2024.
Fusion mal anders

Michaela Maya-Mrschtik, Redakteurin Life-Sciences: Trotz jahrhundertelanger Erforschung schafft es das Leben auf unserem Planeten immer noch zu überraschen. Mich erstaunte etwa die Entdeckung, dass eine verletzte Rippenqualle mit einer Artgenossin zusammenwachsen und in der Folge komplett mit ihr verschmelzen kann. Durch diesen Vorgang, der nach nur wenigen Stunden abgeschlossen ist, wird aus zwei Individuen ein Hybridwesen, komplett mit einem gemeinsamen Nerven- und Verdauungssystem. Ersteres ist bei den Rippenquallen übrigens einzigartig, denn es unterscheidet sich von dem aller anderen Tiere und scheint evolutionär völlig unabhängig entstanden zu sein.
Rippenquallen sind dabei nur eines von zahlreichen Beispielen aus dem biologischen Kabinett der Kuriositäten. Die Erkenntnis, dass zwei erwachsene Tiere einer Art miteinander verschmelzen können, ist an sich nicht einmal neu: Ähnliches hat man etwa schon bei einer Spezies von Anglerfischen beobachtet. Hier absorbieren die Weibchen die viel kleineren männlichen Tiere, die sich zuvor wie Parasiten an ihre Körper anhefteten. Das Resultat ist allerdings weitaus weniger kooperativ als bei den Quallen; es gleicht eher einer Einverleibung. Die aufgenommenen Fische werden teils zersetzt und teils in den Körper der Weibchen integriert, wo sie ihr als Spermienquelle zur Befruchtung ihrer Eier dienen.
Die Tiefsee, in der auch die Anglerfische leben, ist eine der wenigen Lebensräume der Erde, die Menschen bisher nur ansatzweise erkunden konnten. Jede Expedition, die dorthin vordringt, bringt neue Wesen zu Tage. Manche davon erscheinen uns so fremd, dass sie Aliens sein könnten: Beispiele wären etwa Würmer mit einem Kopf, aber dutzenden Enden, Fische, die auf ihren Flossen den Meeresgrund entlangzuwandern zu scheinen, und solche, die sich selbst im 100-fach erhöhten Druck der Tiefseegräben wohlfühlen (und dabei noch niedlich mit axolotlartigen Gesichtern in die Kamera gucken). Bleibt abzuwarten, welche weiteren Überraschungen Forschende in den kommenden Jahren noch aus der Tiefe fischen.
Mysterien des Universums treiben uns weiter um

Manon Bischoff, Redakteurin Physical Sciences: Hauptaufgabe der Physik ist es, unsere Welt zu erklären. Dabei ist das Fach bisher sehr erfolgreich – die modernen Theorien decken sich mit so gut wie allen Experimenten und Beobachtungsdaten. Doch sie enthalten auch Unbekannte. Allen voran wirft die Dunkle Energie Fragen auf, jene geheimnisumwobene Kraft, die unser Universum auseinandertreibt. Nach heutigen Kenntnissen macht sie mit etwa 70 Prozent den Großteil der Energie im Kosmos aus, doch niemand weiß, worum es sich dabei handelt. Es ist also nicht erstaunlich, dass viele Fachleute das Wesen der Dunklen Energie lüften wollen.
Dafür sammeln sie noch nie dagewesene Mengen an Beobachtungsdaten aus dem All und untersuchen, wie sich Galaxien, Quasare und Schwarze Löcher im Lauf von Jahrmilliarden entwickelt haben. Zum Beispiel folgerten Forschungsgruppen, dass die Dunkle Energie im Innern Schwarzer Löcher versteckt sein könnte, was unter anderem erklären würde, warum wir sie bisher nicht beobachten konnten. Beim Durchforsten der neuen Satellitenaufnahmen stießen Fachleute auf Hinweise darauf, dass die Dunkle Energie mit der Zeit schwächer werden könnte, was das Schicksal unseres Universums von Grund auf ändern würde. Neue Messdaten für die Kosmologie werden ab dem Jahr 2026 vom ESA-Weltraumteleskop Euclid erwartet. Es lieferte 2024 weitere fulminante Bilder und die erste Himmelskarte mit Millionen Galaxien, die nun analysiert werden. Um weitere Phänomene rund um die Dunkle Energie zu erklären, ist höchstwahrscheinlich eine übergeordnete Theorie nötig, die Schwerkraft und Quantenphysik miteinander vereint. Ein radikal neuer Ansatz in Richtung einer solchen Weltformel könnte tatsächlich das Rätsel um unser expandierendes Universum lösen, sofern es kommenden experimentellen Prüfungen standhält. Bis dahin heißt es abwarten – und sich von den bemerkenswerten Forschungsbemühungen faszinieren lassen.
H5N1 geht unter Kühen um
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Lars Fischer, Redakteur Physical Sciences: Die nächste Pandemie kommt bestimmt – oder ist sie etwa schon da? Das fragten sich viele Fachleute, als sich herausstellte, dass die Vogelgrippe unter Milchkühen in den USA zirkuliert. Seit 2020 schon verbreitet sich eine neue Linie des Subtyps H5N1 weltweit unter Vögeln, mit verheerenden Auswirkungen. Dieses Grippevirus infiziert auch Säugetiere und tötete seit 2003 rund die Hälfte aller betroffenen Menschen. Fachleute fürchten, dass sich der bisher nicht zwischen Menschen übertragbare Erreger anpassen und dann unkontrolliert ausbreiten könnte.
Während frühere Infektionen bei Säugetieren vereinzelt aufgetreten waren, zeigten sich am Jahresbeginn 2024 genetisch erste Anzeichen dafür, dass sich das Virus an Säugetiere anpasst. Ein echter Schock für viele Fachleute war dann die Entdeckung, dass sich H5N1 unter Rindern ausbreitet – die für derartige Viren eigentlich gar nicht anfällig sind – und schließlich sogar in Milch aus dem Supermarktregal auftauchte. Schließlich begannen sich auch Menschen anzustecken. Bisher hat sich das Virus dort nicht weiterverbreitet – zum Glück, aber eventuell aus guten Gründen. Eine schwere Infektion mit H5N1 bei einem Teenager in Kanada legt nämlich nahe, dass die größere Gefahr aus einer anderen Richtung kommt.
Die Psychologie sucht nach ihren blinden Flecken
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Christiane Gelitz, Redakteurin Psychologie: In der Psychologie gibt es Theorien und Befunde, die viele Fachleute nicht öffentlich äußern würden, auch wenn sie von deren Richtigkeit überzeugt sind. So lautete 2024 das Ergebnis einer großen Umfrage an US-Hochschulen. Die meisten Befragten glaubten, dass es unangenehme Folgen haben könnte, wenn sie bestimmte Theorien äußern würden.
Fürchten sie das zu Recht? In den USA herrscht schließlich keine Diktatur, in der Menschen wegen politisch unerwünschter Ansichten »verschwinden«. Aber gänzlich sorgenfrei können Forschende ihrer Arbeit offenbar nicht nachgehen. Hier zu Lande ist das nicht anders. Wer etwa die tradierte Geschlechterordnung hinterfragt, der riskiert Angriffe bis hin zu Gewalt aus dem rechten Lager. Und wer Thesen äußert, die vor allem in rechtsextremen Kreisen beliebt sind, muss in politisch linken Forschungsbereichen mit sozialer Ächtung rechnen. Eine große Umfrage an deutschen Hochschulen ergab zwar, dass die meisten Forschenden und Lehrenden die Wissenschaft für frei erachten. Allerdings berichtete in den Sozial- und Verhaltenswissenschaften knapp jeder Zehnte, für die eigene Forschung schon einmal moralisch verurteilt worden zu sein, und gut doppelt so viele kannten andere Betroffene persönlich.
Dass es diese Studien überhaupt gibt, ist mein Highlight des Jahres. Denn der Befund, dass in der Forschung Tabus existieren, trifft nicht überall auf offene Ohren. »Man darf heutzutage ja nichts mehr sagen«: Dieser Satz ist rechts der politischen Mitte verbreitet und links verpönt, er ist in seiner Pauschalität völlig überzogen, aber auch nicht ganz unbegründet. Einmal mehr ist die Realität weder schwarz noch weiß. Und um die Welt beschreiben zu können, wie sie ist, muss die Wissenschaft auch ihre eigenen blinden Flecken kennen.
Aufbruch zu Jupiter
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Tilmann Althaus, Redakteur Astronomie: Derzeit sind zwei Raumsonden auf dem Weg zum Jupiter, um den Riesenplaneten selbst und seine vier großen Monde zu erkunden. Schon 2023 startete die ESA-Sonde JUICE, die Juli 2031 ihr Ziel erreichen soll und im Oktober 2024 startete, erfolgreich die NASA-Sonde Europa Clipper. Sie wird im April 2030 bei Jupiter ankommen, dort in eine Umlaufbahn eintreten und vor allem den eisbedeckten Mond Europa während mehrerer dutzend nahen Vorbeiflügen eingehend untersuchen. Beim Jupitermond Europa, der etwas kleiner als unser Mond ist, wird vermutet, dass sich unter dessen strahlend heller Eiskruste ein tiefer Ozean aus flüssigem, salzhaltigem Wasser befindet. In diesem könnte sich Leben entwickelt haben, dies kann Europa Clipper aber nicht direkt nachweisen. Doch anhand der Messdaten und Bilder beider Sonden ab 2031 könnten sich zumindest die Eigenschaften des mutmaßlichen Ozeans auf Europa ermitteln lassen, der mehr als das Doppelte an Wasser gegenüber den irdischen Gegenstücken enthalten soll.
Immanuel Kant im Gespräch

Jan Dönges, Redakteur Kultur: Es ist nicht ganz leicht, jemanden zu interviewen, der seinen 300. Geburtstag feiert. Es ist sogar ziemlich schwer. Aber unmöglich ist es nicht, wie unser Gespräch mit dem berühmten Denker Immanuel Kant beweist. Und wenn Sie jetzt sagen, dass unser kleiner Taschenspielertrick allerlei (moral-)philosophische Fragen aufwirft, dann haben Sie Recht!
Fragen zum kategorischen Imperativ etwa. »Handle nur nach derjenigen Maxime, durch die du zugleich wollen kannst, dass sie ein allgemeines Gesetz werde«, lautet Kants bekanntester Grundsatz. Gilt der denn noch? In unserer Welt, die doch um so vieles komplexer ist als die des 18. Jahrhunderts? »Ich fürchte, da verstecken wir uns hinter einer billigen Ausrede«, sagt der gefeierte Jubilar. Treffer!
Apropos billige Ausreden: Wie, wenn nicht mit ein bisschen Hilfe des Kant-Kenners Markus Tiedemann, hätte unser Autor Anton Benz denn sonst dem berühmten Philosophen solche Antworten entlocken können? Zu Themen wie dem Dilemma des T-Shirt-Kaufs. Oder wann aus moralischer Sicht endgültig »Ende Gelände« ist beim gut gemeinten Klimaprotest. Die Antwort wird Sie vermutlich überraschen.
Vor 300 Jahren ist Immanuel Kant geboren worden, das machte 2024 zum »Kant-Jahr«. Wenn ich mir anschaue, welche Botschaft der Königsberger in unserem Interview an alle Menschen richtet, würde ich mir meinerseits wünschen, dass jedes Jahr ein Kant-Jahr wäre.
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