Forscher entdecken alternative Strukturen der DNA

Alternative DNA-Struktur | Copyright: University of Michigan

Ann Arbor/ USA - US-Wissenschaftler haben eine erstaunliche Entdeckung gemacht: Unter bestimmten und zugleich seltenen Bedingungen kann die Trägerin der Erbinformationen aller irdischen Lebewesen, die DNA, eine gänzlich andere Form annehmen, als die allseits bekannte Struktur der Doppel-Helix. Basierend auf dieser Beobachtung vermuten die Forscher zudem, dass im genetischen Code sehr viel mehrschichtigere Informationen gespeichert sein könnten als bislang bekannt.

Wie das Team um Professor Hashim M. Al-Hashimi von der "University of Michigan" in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Nature" berichten, kann die einfache Helix-DNA auch alternative Formen annehmen. Dies komme in etwa ein Prozent der untersuchten Fälle vor. "Diese alternative Form ist tatsächlich auch funktional", so Al-Hashimi. "Es gibt offenbar unterschiedliche Ebenen an Information, die im genetischen Code gespeichert sein können."

Schon länger ist bekannt, dass die DNA-Moleküle flexibel sind und sich verbiegen können, ähnlich wie eine Strickleiter. Bislang war jedoch nur genau diese Struktur bekannt, wie sie auch schon von den Entdeckern des Aufbaus der Desoxyribonukleinsäure, James D. Watson und Francis Crick, beschrieben wurde.

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Durch den Einsatz der Kernspinresonanzspektroskopie konnten die Forscher nun beobachten, wie die schon vom klassischen Modell bekannten Basen flüchtig alternative Strukturen annehmen, wenn diese sich etwa um 180 Grad drehten. "Es ist fast so, als wurde man einen Teil der Strickleiter nehmen und sie auf den Kopf stellen. Auf diese Weise kann man zwar immer noch zwei Hälften einander zusammenfügen, die Form aber, die dabei entsteht, entspricht nicht länger dem Waston-Crick-Modell, sondern gleicht vielmehr dem sogenannten Hoogsteen-Bindungen."

Diese Verbindungen wurden zwar schon zuvor anhand der Doppelhelix-DNA entdeckt, doch bislang nur dann, wenn die Moleküle an Proteine oder Medikamente gebunden oder beschädigt waren. Die neue Studie zeigt nun, dass die DNA diese Struktur auch unter normalen Umständen und ohne äußere Einflüsse annehmen kann. "Diese neue Struktur könnte es ermöglichen, dass in der DNA eine völlig neue Art von Informationsgehalt gespeichert sein könnte", so Al-Hashimi.

"Da die DNA für das irdische Leben von fundamentaler Bedeutung ist, könnte die Entschlüsselung ihrer Geheimnisse Astrobiologen auch dabei behilflich sein, zu bestimmen, wie und wo man auch nach Leben fernab unseres Planeten suchen sollte", kommentiert das NASA-Onlinemagazin "Astrobio.net" die Entdeckung der Genetiker.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / umich.edu / astrobio.net / nasa.gov

Rührende Aufnahmen zeigen den Trauerprozess von Schimpansen

Archiv: Schimpansen-Mutter mit 1-Monat-altem Jungen | Copyright: Katherine Cronin, Max-Planck-Institut für Psycholinguistik

Chimfunshi/ Sambia - Videoaufzeichnungen wildlebender Schimpansen im "Chimfunshi Wildlife Orphanage Trust"-Reservat in Sambia betrachten Verhaltensforscher als neusten und eindrucksvollen Beleg dafür, dass auch Menschenaffen Trauer empfinden und zeigen ein Muttertier ebenso berührend wie eindrucksvoll in der Übergangsphase in der die Mutter den Tod ihres Kindes begreifen lernt.

Was bei einer Dauer der intimen Aufzucht der Jungtiere durch die Mutter bis zum zweiten Lebensjahr, der weiteren Pflege und Versorgung mit Muttermilch bis in ein Alter von vier bis sechs Jahren und der nachgewiesenen sozialen und intellektuellen Intelligenz der Tiere eigentlich nicht verwunderlich erscheint, wurde und wird immer noch von einigen Forschern bezweifelt: Die Fähigkeit der Tiere, den Tod, zu verstehen und um verstorbene Familienmitglieder zu trauern.

Die Aufnahmen aus Sambia zeigen nun, wie eine Schimpansenmutter den Tod ihres 16 Monate alten Kindes nach und nach zu verstehen beginnt und schlussendlich darum zu trauern scheint, in dem sie sich noch einmal dem leblosen Körper annimmt.

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Bereits zuvor hatte die Affenmutter ihr lebloses Kind noch einen Tag lang wie gewohnt mit sich am Körper getragen. Danach legte sie es auf einer Lichtung ab, um den toten Körper aus einiger Distanz zu bewachen und immer wieder - teilweise gemeinsam mit anderen Individuen der Gruppe - zu kontrollieren. Immer wieder legte ihre Finger jeweils für mehrere Sekunden auf Gesicht und Hals des toten Jungen.

Fast eine Stunde lang blieb sie in der Nähe des Leichnams, dann trug sie ihn zu einer Gruppe von Artgenossen und beobachtete, wie diese den Körper inspizierten. Erst am darauffolgenden Tag verließ sie ihr Junges.

Hinweis: Dieses Video enthält Szenen mit stark emotionalem Inhalt

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"Der Tod des Jungtieres löst bei Schimpansen offenbar starke Verunsicherung und Verstörung aus", so die Interpretation der Filmaufnahmen durch Forscher des "Max-Planck-Instituts für Psycholinguistik" im niederländischen Nijmegen nahe. Die Beobachtungen von Katherine Cronin und ihrem Team liefern den Forschern einzigartige Einblicke, wie Schimpansen, wie eine Schimpansen-Mutter auf den Tod ihres Kindes reagiert. Sie zeigt dabei Verhaltensweisen, die für den Umgang mit lebenden Kindern untypisch sind. So berührte sie mit seinen Fingern den Hals des toten Jungen und legte dessen Körper auf den Boden einer Lichtung, um ihn aus einiger Entfernung zu betrachten.

Fast eine Stunde lang blieb sie in der Nähe des Leichnams, dann trug sie ihn zu einer Gruppe von Artgenossen und beobachtete, wie diese den Körper inspizierten. Am darauffolgenden Tag verließ sie ihr Junges.

Darüber, wie Menschenaffen auf den Tod eines nahen Verwandten reagieren, wie sie den Tod erfahren und ob sie trauern, ist bisher fast nichts bekannt. Die Max-Planck-Forscher glauben daher, Zeugen einer einzigartigen Übergangsphase geworden zu sein, in der die Mutter den Tod ihres Kindes begreifen lernt - ein Prozess, der bis dahin noch nie im Detail beschrieben worden war. Die Wissenschaftler vermeiden möglicherweise irreführende Interpretationen und stellen stattdessen ausführliche Videoaufnahmen bereit, die es dem Betrachter ermöglichen, sich selbst ein Bild davon zu machen, wie Schimpansen den Tod erfahren.

"Die Videos sind sehr wertvoll, denn sie zwingen den Zuschauer innezuhalten und darüber nachzudenken, was im Kopf unserer nächsten Verwandten vorgeht", so Cronin. "Ob der Betrachter letztlich zu dem Schluss kommt, dass die Schimpansen-Mutter trauert oder den Leichnam einfach nur neugierig betrachtet, ist nicht annähernd so wichtig wie die Tatsache, dass die Leute sich einen Moment Zeit nehmen, um über die Möglichkeiten nachzudenken."

Frühere Berichte dokumentieren, dass Schimpansen-Mütter ihre Jungen nach deren Tod noch Tage oder Wochen mit sich tragen. Dies zeigt, dass es für Schimpansen ausgesprochen schwierig ist, die Mutter-Kind-Bindung zu lösen (...wir berichteten). Schließlich bleibt diese enge Bindung auch nach der Entwöhnung noch mehrere Jahre lang bestehen und gehört zu den engsten Beziehungen im Leben eines Schimpansen.

Die aktuellen Forschungsberichte ergänzen diese Beobachtungen und werfen ein neues Licht darauf, wie Schimpansen den Tod erleben. "Wir hoffen, dass wir mit genügend Beobachtungsmaterial eines Tages beurteilen können, wie nicht-menschliche Primaten den Tod begreifen und wie sie damit umgehen", sagt Cronin.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / mpg.de / mpi.nl

METI - Forscher fordern neues Protokoll für Botschaften an Außerirdische

Zu komplex für Aliens? Die 1974 mit dem Radioteleskop in Arecibo ins All gesendete SETI-Botschaft (Erl. s. u.*) | Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de

Lawrence/ USA - Bisherige Versuche durch ins All gesendete Signale und Botschaften mit intelligenten Außerirdischen in Kontakt zu treten waren möglicherweise zu wenig organisiert und zu kompliziert, als dass die möglichen Empfänger diese entschlüsseln könnten. Zu diesem Schluss kommt ein Team französischer und US-amerikanischer Wissenschaftler und fordert ein neues Protokoll für zukünftige derartige Sendungen.

"Das Senden von Botschaften an außerirdische Intelligenzen ('Messaging to ExtraTerrestrial Intelligence', METI, auch als 'Active SETI' bezeichnet) ist ein Forschungszweig, der sich zum Ziel gesetzt hat, Botschaften zu erstellen und diese dann in Richtung potentiell bewohnter Planeten(systeme) zu senden. Seit der ersten Botschaft dieser Art, die 1974 vom Radioteleskop in Arecibo aus in Richtung des Kugelsternhaufen 'Messier 13' im Sternbild Herkules gesendet wurde (s. Abb.), gab es eine weitere handvoll an Botschaften, deren Inhalt und Komplexität immer mehr zugenommen haben. Das Fehlen eines einheitlichen Protokolls für dieses Vorgehen hat jedoch dazu geführt, dass unorganisierte und zu sehr verschlüsselte Botschaften möglicherweise zu schwer zu interpretieren sind." Dies erläutern Dimitra Atri vom "Department of Physics and Astronomy" der "University of Kansas", Julia DeMarines vom "Space Studies Program" an der "International Space University" im französischen Illkirch Graffenstaden und Jacob Haqq-Misra vom "Department of Meteorology" an der "Pennsylvania State University" in ihrem zur Publikation im Fachmagazin "Space Policy" eingereichten Artikel und schlagen darin ein solches allgemein gültiges Protokoll für zukünftige METI-Sendungen vor.

Dieses Protokoll soll unterschiedliche Faktoren einbeziehen. Darunter fallen besonders die Kodierung der Botschaft, die Länge entsprechender Nachrichten, deren Informationsinhalt, Fragen zu dessen Anthropozentrismus (Der Mensch als Maßstab aller Dinge), die Übertragungsmethode und deren Periodizität.

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Sobald ein solches Protokoll in Absprache mit den an METI beteiligten Wissenschaftlern und Experten erstellt ist, soll es - so schlagen die Wissenschaftler vor - zunächst an unterschiedlichen Gruppen von Menschen mit unterschiedlichen kulturellem Hintergrund getestet werden, bevor es auf Botschaften, die dann ins All gesendet werden, überragen wird.

"Eine effektive Botschaft an Außerirdische sollte zumindest auch von uns Menschen verstanden werden können. Ein Vorabtest an menschlichen Personengruppen kann dann auch zu einer weiteren Verbesserung des Protokolls und zur Entwicklung besserer Botschaften führen."

Dieser Test soll es zukünftig über eine interaktive Internetseite Nutzern weltweit ermöglichen, ihre eigenen Botschaften gemäß den Vorgaben des Protokolls zu entwerfen und diese untereinander auszutauschen und zu entziffern. Aus all diesen Versuchen und Ergebnissen könne dann ein immer besseres Konzept für eine möglichst effektive METI-Botschaft erarbeitet werden.

Die Forscher selbst schlagen als Frequenzen 1.42 oder 4,46 GHz vor, da diese auch häufig in der Natur vorkommen und aus diesem Grund auch selbst den bescheidensten technischen Möglichkeiten potentieller Empfänger bekannt sein sollten.

Während es derzeit weltweit nur einige wenige Teleskope gibt, die in der Lage sind, interstellare Botschaften zu senden, jedoch für diese Aufgabe nur in Ausnahmefällen zur Verfügung stehen, fordert das Forscher-Trio zudem eine internationale Anlage, die fortwährend nur für diesen Zweck im Einsatz ist und die erarbeiteten Botschaften kontinuierlich ins All sendet.

Hinweise auf potentielle Gefahren, die mit der Sendung von Signalen einhergehen, wenn diese etwa von feindseligen Zivilisationen entdeckt werden würden (...wir berichteten 1, 2, 3) seien zwar berechtigt, so die Forscher, doch habe sich die Menschheit sowieso schon lange durch unbeabsichtigte elektromagnetische Signale in Form von Radio- und Fernsehsendungen, Funksprüchen und Telekommunikation kundgetan. "Fortgeschrittene Zivilisationen im Umfeld von 100 Lichtjahren könnte unsere FernFernsehsendungenesendungen schon längst entdeckt haben und wissen, dass es uns gibt. Es gibt also nur noch wenig Hoffnung, dass wir unsere Existenz noch geheim halten können."

Auf den Punkt gebracht, formulieren die Forscher abschließend ihre Initiative wie folgt: "Vor dem Hintergrund, dass wir noch nichts über die Natur potentieller außerirdischer Zivilisationen wissen, erhöhen wir sehr wahrscheinlich die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Kommunikation, wenn wir unsere Botschaften zunächst so einfach wie möglich halten und so gut wie möglich koordinieren."

- Den vollständigen Artikel von Atri, DeMarines und Haqq-Misra können sie HIER als PDF herunterladen

*Erläuterung zur obigen Abbildung:
Diese "Binäre Visitenkarte der Menschheit" wurde 1974 vom Radioteleskop in Arecibo ins All gesendet. Sie enthält Angaben über unser dezimales Zahlensystem (s. A); die Atomordnungszahlen der Basiselemente des irdischen Lebens (B); den Doppelhelix-Aufbau der irdischen DNA (C und E); die menschliche Physiognomie (F); unsere durchschnittliche Körpergröße von 176 cm; die damalige menschliche Population von rund 4,3 Milliarden; das die Botschaft sendende Planetensystem und den Ursprungsplaneten (J) sowie zur Sendeeinrichtung (K) und deren Größe von 350 Metern (L)

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / arvic.org