zum Inhalt springen

Wissenschaft im Bild

vergrößern:

Besser als jede Kamera

Die Illustratorin Ingrid Koch zeichnet einen Faustkeil für das Institut für Ur- und Frühgeschichte. Das hat nicht etwa einen künstlerischen, sondern einen wissenschaftlichen Hintergrund, denn die Tuschezeichnungen können die Herstellung des Werkzeuges besser verdeutlichen als eine Fotografie. Wie wurde der Stein abgetragen? Wie war die Schlagrichtung, als unsere Vorfahren den rohen Stein bearbeitet und geschärft haben? Ingrid Koch kann diese Details zu Papier bringen, so dass die Zeichnung nicht nur schön aussieht, sondern in erster Linie der wissenschaftlichen Interpretation der Funde dient. Der Faustkeil wurde bei Straßenarbeiten am Mount Dendi in Äthiopien neben zahlreichen weiteren altsteinzeitlichen Artefakten und Werkzeugen entdeckt. Ein archäologischer Glücksfall für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Sonderforschungsbereiches 806 ‚Our Way to Europe‘. Das Besondere ist die Höhe des Fundortes. Mit rund 3700 Meter über dem Meeresspiegel ist es der bislang weltweit höchste Fundort derartiger Werkzeuge.
Foto: Jan Völkel
vergrößern:

Hölzerne Geheimnisse

Ein Eichenleben überdauert 30 Generationen, sagt man. Für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Labor für Dendroarchäologie des Instituts für Ur- und Frühgeschichte ist das zu ungenau. Hier entlockt das Team um Dr. Thomas Frank altem Holz seine Geheimnisse. Diese Eichenscheibe etwa stammt von einem Baum, der mindestens 239 Jahre alt wurde. Um das Jahr 500 nach Christus wurde er von einem Bach unterspült, stürzte um und versank in den Boden eines Feuchtgebietes in der Nähe von Paderborn. Dort blieb er für 1.500 Jahre konserviert. In der Makroaufnahme sind die mit weißer Kreide eingefärbten Reihen der Frühholzzellen aus den Jahren von 315 bis 320 nach Christus zu erkennen, dem das feinporige und dichtere, im Sommer gebildete Spätholz von links nach rechts im jahreszeitlichen Rhythmus folgt. Die Altersbestimmung ist meistens nur der erste Schritt. Das Holz verrät nämlich auch viel über das Klima vergangener Jahrtausende. Außerdem lässt sich rekonstruieren, wie unsere Vorfahren diese wichtige Ressource genutzt haben.
Foto: B. Diethelm
vergrößern:

Der Tempelwächter

Kein Karneval: Diese indonesische Maske wurde im traditionellen Maskentanz verwendet. Der indonesische Topeng Tanz ist auf Bali und Java seit dem 15. Jahrhundert nachgewiesen und wird auch heute noch aufgeführt. Ursprünglich traten die Maskentänzer als Götterboten auf, die Botschaften der Ahnen überbringen. Es gibt zwei Grundcharaktere: einerseits die eher groben, bürgerlichen Figuren, die Halbmasken tragen, sodass der Mund nicht bedeckt ist, damit sie die Geschichte erzählen können, und andererseits die edlen Charaktere, die Vollmasken tragen und nicht selbst sprechen, sondern sich vornehm auf Gestik und Tanz beschränken. Die vorliegende Maske zeichnet die Figur des „Telek“ aus, den Tempelwächter. Leider ist nicht bekannt, wie alt sie ist. Carl Niessen, der Begründer der Kölner Theaterwissenschaft, hat die Maske bereits in den 1920er Jahren erworben. Sie ist Teil einer sehr umfangreichen Maskensammlung in den Beständen des Instituts für Medienkultur und Theater. Darunter befinden sich nicht nur Theatermasken, sondern auch Faschingsmasken, Ritualmasken und Tanzmasken – unter anderem aus Afrika, Asien und Europa.
Foto: Christina Vollmert
vergrößern:

Kraftwerke der Zellen

Mitochondrien werden als Kraftwerke der Zellen bezeichnet, da sie für den Großteil der Energieproduktion verantwortlich sind. Deshalb befinden sich besonders viele in Zellen mit hohem Energieverbrauch wie zum Beispiel Muskel- und Nervenzellen. Die Abbildung zeigt eine Fibroblastenzelle, deren Mitochondrien mit einem speziellen Farbstoff rot angefärbt wurden. Pro Zelle gibt es etwa 1000 bis 2000 Mitochondrien, wobei diese ein dynamisches Netzwerk bilden, indem sie miteinander verschmelzen und sich teilen können. Eine Besonderheit der Mitochondrien liegt in ihrem Inneren verborgen – sie besitzen ihre eigene Erbsubstanz, die mitochondriale DNA, welche nur von der Mutter weitervererbt wird. Diese mtDNA ist auf der Abbildung als grüne punktförmige Strukturen innerhalb der Mitochondrien erkennbar und enthält die Erbinformation für nur wenige, dafür allerdings sehr wichtige Moleküle. Im Gegensatz dazu liegt der Hauptteil der Gene im Zellkern, welcher in der Abbildung blau angefärbt wurde. Mitochondriale Fehlfunktionen sind ursächlich für eine Vielzahl von Erkrankungen und sie können einen Einfluss auf das Fortschreiten des Alterungsprozesses haben. Deshalb erforscht die Gruppe um Prof. Dr. Aleksandra Trifunovic die Funktionsweise der Mitochondrien insbesondere in Hinblick auf deren Bedeutung bei der Entstehung von Krankheiten und ihrer Beteiligung an Alterungsvorgängen.
Foto: Dr. Alexandra Kukat
vergrößern:

Das Labyrinth von Oyo

Nur was für Mutige: Wer sich im Labyrinth von Oyo verläuft, braucht mehr als ein GPS-Gerät. Die Schluchten sind teils weniger als einen Meter breit und machen eine Satellitennavigation unmöglich. Spätestens bei schlechten Sichtverhältnissen – etwa in der Dunkelheit oder bei Staubstürmen – verliert man leicht die Orientierung. Die vier Quadratkilometer große Felsenlandschaft zeugt von Naturgewalten längst vergangener Zeiten. Wind und Wasser haben Millionen Jahre lang schmale Wege in die Felsen geschliffen. Das Labyrinth von Oyo liegt im Ennedi, einem zerklüfteten Sandsteinplateau im Nordosten des Tschad. Wegen seiner reichen ökologischen Ausstattung wird das Gebiet auch „Garten Eden der Sahara“ genannt. Afrikaforscher Dr. Stefan Kröpelin hat das Ennedi auf mehreren Expeditionen erforscht. Er ist überzeugt, dass es bald zum Welterbe ernannt wird.
Foto: Stefan Kröpelin
vergrößern:

Flucht ins Mundloch

Wie verlassen Fußballfans nach Abpfiff das Stadion? Professor Andreas Schadschneider vom Institut für Theoretische Physik forscht über Personenströme, wie sie unter anderem bei Evakuierungen zustande kommen. In diesem Experiment in der Düsseldorfer Esprit-Arena nimmt eine Kamera die Bewegungen direkt über dem Mundloch auf – so lautet der technische Name für den Tribünenausgang. Der Versuch wurde unter Normalbedingungen durchgeführt; die Teilnehmer sollten die Tribünen zwar zügig, aber nicht hektisch verlassen. Je nach Startposition sind sie durch die Farbe ihrer Trikots markiert. Außerdem tragen sie weiße Mützen mit einem schwarzen Punkt, die eine automatische Bestimmung der Position in dem Video ermöglichen. Es ging den Wissenschaftlern vor allem darum zu sehen, wo sich Staus bilden. Im Bereich des Tribünenausgangs wären Staus sehr kritisch. Durch die lange Belichtungszeit des Fotos sieht man jedoch deutlich, dass der Personenstrom gerade hier gut fließt.
Foto: Andreas Schadschneider