Wer bevölkerte unsere Meere in der Urzeit? Ein Ausflug ins Naturkundemuseum Kassel

Vom 11.10.24 – 07.09.25 könnt ihr im Naturkundemuseum in Kassel eine Sonderausstellung mit dem Titel „Giganten der Urmeere“ bestaunen und in die Ozeane von vor Millionen von Jahren eintauchen. Ich habe die Austellung besucht und möchte euch davon berichten.

Möchtet ihr euch zunächst über den generellen Ablauf der Erdgeschichte  informieren, könnt ihr das in Teil I und Teil II meiner zugehörigen Beiträge tun.

Zunächst gibt es einen Abriss des Lebens in den Urmeeren des Erdaltertums. Das Leben in den Ozeanen beginnt sich ab dem Kambrium so richtig zu tummeln: Trilobite, Nautilus, Anomalocaris … Sie Alle verbindet die Entwicklung von Panzern, Schalen und Skelettartigen Strukturen.
Bereits im Erdaltertum bilden sich auch viele der Tierstämme samt Unterordnungen, die noch heute bestehen.
Besonders interessant fand ich den sogenannten Panzerfisch. Als eines der ersten Wirbeltiere entwickelte er einen Kiefer, der noch sehr rudimentär aus Knochenplatten bestand aber dennoch eine immense Beißkraft aufbrachte. Die größten Panzerfischen konnten wohl bis zu 4m lang werden und regierten die Meere zu Zeiten des Devon, sie nahmen dabei den Platz in den ökologischen Nischen ein, die heute vor Allem Haie besetzen. Besonders ist, dass das von Kassel aus ums Eck gelegene Bad Wildungen zu den wichtigsten Fundorten eben jener Panzerfische in ganz Deutschland zählt.
Ebenso spannend fand ich das große Pult an dem die Entwicklung der Landmassen der Erde abgebildet ist. Wann also welcher Teil der Erde mit Wasser bedeckt ist (oder eben nicht), genauso wie sich die Landmassen beständig verschieben. Hier konnte ich einige Wissenslücken schließen. Generell gibt es an vielen Ecken interaktive Lernstationen, auch für verschiedene Altersklassen. Ich denke also, hier kommen all auf ihre Kosten!

Der Panzerfisch Dunkleosteus (Quelle)

Die Blütezeit der großen Meeressaurier war jedoch, ähnlich zu den Dinosauriern das Erdmittelalter. Zu den Meeressauriern im engeren Sinne zählen die 5 großen Gruppen der Nothosaurier, Placodontia, Ichthyosaurier, Plesiosaurier und Mosasaurier. Im weiteren Sinne werden auch die im Meer lebenden Schildkröten und Krokodile dazugezählt, im Laufe der Jahrmillionen waren diese aber, ähnlich wie heute, nicht ausschließlich Meeresbewohner. Generell gilt für alle im Meer lebenden Reptilien, dass es sich um eine sekundäre Anpassung handelt. Denn die Gruppe der Reptilien hat sich an Land entwickelt, nachdem die ersten aquatischen Lebewesen den Weg aus dem Wasser gefunden haben. Diese finden jetzt in zweiter Instanz wieder den Weg zurück ins Wasser.

Verschiedene Arten der Placodontia. (Quelle)

Das lässt sich sehr gut an Nothosauriern, Placodontia und Plesiosaurier erkennen: Diese drei Gruppen werden auch als Flossenechsen zusammengefasst, wobei sich der Name leicht anhand der prominenten Flossen ableitet. Die Placodontia ähneln in ihrem Aussehen eher einer Mischung auf Schildkröte und Krokodil, sie sind eher bäuchig bzw platt und nur wenig agil im Wasser. Den Flossen bzw eher Beinen der Nothosaurier sieht man noch oft an, dass diese einst für das Land geschaffen waren, was die Annahme stützt dass diese eher in seichten Küstengewässern unterwegs waren und tatsächlich den ein oder anderen Landgang gemacht haben. Eine Besonderheit stellt hier die Untergruppe der Pistosaurier da, welche bereits deutlich stromlinienförmiger und bessere Flossen aufwiesen. Er wird als Übergang zwischen Nothosauriern und Plesiosauriern gehandelt, denn während sowohl die Placodontia, als auch die Nothosaurier am Ende der Trias verschwanden, so erschienen zum Übergang von Trias zu Jura erstmals Plesiosaurier auf der Bildfläche. Die „echten“ Plesiosaurier sind gut erkennbar an einem langen Schwanz und noch längerem Hals, an dessen Ende ein eher kleiner Kopf saß. Zur gleichen Gruppe gehören aber auch die Pliosaurier, welche keinen langen Hals, dafür einen wesentlich breiteren größeren Kopf besaßen. Sie werden die Weltmeere bis zum Ende der Kreide als riesige Räuber beherrschen.

Nothosaurus (Quelle)

Plesiosaurus (im engeren Sinne) (Quelle)

Pliosaurus (gehört ebenso zu den Plesiosauriern, bildet aber eine besondere Untergruppe) (Quelle)

Die Ichthyosaurier, auch Fischsaurier genannt, besitzen wie der Name vermuten lässt einen Körperbau der äußerlich eher den Fischen/Haien ähnelt, als seinen reptilen Verwandten. Dazu tragen zB das nach vorne spitz zulaufende Maul sowie die senkrechte Schwanzflosse bei. Sie bevölkern fast das gesamte Erdmittelalter über die Weltmeere. Besonders interessant sind ihre sehr großen und lichtempfindlichen Augen. Mit bis zu 26,4 cm sind diese die grösten aller Wirbeltiere und weisen den für Saurier und auch heutige Vögel typischen Skleralring auf. Diese harte Verknöcherung hilft zB den wechselnden Wasserdruck auszugleichen.
Die letzte große Gruppe der Meeressaurier, welche wir und heute ansehen wollen, sind die Mosasaurier. Diese gehören zu den Schuppenkriechtieren und sind somit eher mit den heutigen Schlangen bzw Waranen verwandt. Sowohl die Ichthyosaurier, als auch die Mosasaurier gelten als spannende Beispiele für die Forschung: Beide wurden im späten 18. bzw frühen 19. Jahrhundert entdeckt, also zu einer Zeit in der urzeitliche Saurier noch nicht bekannt waren. So hielt man die Knochen des Mosasauriers für die eines großen Krokodils oder Wals, die der Ichthyosaurier für große Fische. Unter Anderen diese Funde trugen zu einem Wandel in der Forschung bei, da man bis zu diesem Zeitpunkt der Meinung war, Arten könnten nicht Aussterben und es handle sich einfach um Tiere, die in den fernen und entlegenen Ecke der Welt noch nicht entdeckt worden seien. Die Paläontologie wie wir sie kennen, beginnt sich zu entwickeln. Besonders hervorzuheben ist dabei die Arbeit von Mary Anning, mit gerade 12 Jahre als erste ein vollständiges Ichthyosaurus-Skelett entdeckte und ihr Leben lang wertvolle Beiträge zur Forschung leisten wird, ohne formale Bildung und lange auch ohne jegliche Anerkennung. Ihre Geschichte erzähle ich euch beizeiten in einem eigenen Beitrag.

Ichthyosaurus, Skelett (Quelle)

Mosasaurus, Skelett (Quelle)

Unsere kleine Reise in die Zeit der Urmeere endet nun und ich hoffe ich habe eure Neugierde geweckt die Austellung im Naturkundemuseum in Kassel selbst einmal zu besuchen. Seit ich Denken kann, ist dies eines meiner liebsten Museen, mit dem ich schöne Momente meiner Kindheit verbinde und das viel dazu beigetragen hat, dass ich heute Wissenschaftlerin bin.

Welche der im Beitrag vorgestellten Tiere findest du am spannendsten? Lass es mich gerne wissen! Ich freue mich außerdem über Feedback, Likes oder ein Abo, denn all das unterstützt meine Arbeit sehr.

Eine kleine Geschichte der Welt (Teil II: Das Phanerozoikum)

Willkommen zum zweiten Teil des Einblicks in die Entwicklung der Erde! Wenn ihr nur einen kleinen Überblick haben wollt, um den Beitrag zum Thema „Giganten der Urmeere“ zu verstehen, seid ihr hier gut aufgehoben. Hat euch allerdings die Neugierde gepackt und ihr möchtet etwas über die ganze Entwicklung der Erde lesen, fangt doch am besten bei Teil I an.

Übersicht des Phanerozoikum [Quelle]

Wir befinden uns gerade am Beginn des Phanerozoikum, 541 mya. Diese Periode wird Kambrium genannt und ist bestimmt einigen von euch bereits bekannt aufgrund der sogenannten kambrischen Explosion. In einem Zeitraum von circa 5-10 Millionen Jahren werden Vertreter fast aller heute bekannten Tierstämme erstmalig vorkommen. Was für uns Menschen wie ein extrem langer Zeitraum erscheint, ist auf einer geologischen Zeitskala ein nur sehr kurzer Zeitraum: Schließlich liegen zwischen dem ersten Auftreten von einfachen Bakterien und der Entwicklung komplexerer Zellen circa zwei Millarden Jahre und noch fast eine weitere Millarde Jahre bis zum Beginn des Kambrium. Ein solcher Vorgang wird auch als Adaptive Radiation bezeichnet, also ein Austrahlen (Radius – Strahl) bestimmer Arten in neue Lebensräume/Lebensweisen durch Anpassung und Spezialisierung (Adaption – Anpassung). Dies kann zB nach Massenausterben geschehen, wenn viele ökologische Nischen unbesetzt sind und hat maßgeblich für den evolutionären Erfolg der Säugetiere nach dem Aussterben der Dinosaurier gesorgt. Ein weiterer Faktor sind sogenannte Schlüsselinnovationen, also Entwicklungen die einer Art in kurzer Zeit den Zugang zu ökologischen Nischen geben, die zuvor nicht erreichbar waren. Eine solche Schlüsselinnovation des Kambriums könnte zB sein, dass die Lebewesen erstmals harte Schalen, Skelette, Knorpel oder Chitinpanzer entwickelten. Diese sind auch einer der Gründe, warum wir für dieses Zeitalter wesentliche bessere Forschungsgrundlagen besitzen, denn für Lebewesen ohne harte Schalen oder Skelette finden sich kaum fossile Überreste. Ebenfalls als wichtig angesehen wird das Auftreten von Ichnofossilien, also fossilierten Spuren im Sediment, die nahelegen, dass Lebewesen am Meeresboden graben und kriechen. Beide dieser Faktoren stützen die Hypothese, die kambrische Explosion sei durch eine Art Wettrüsten zum Schutz vor frühen Räubern gewesen, denn sowohl harte Panzer als auch die Fähigkeit sich am Meeresboden zu verstecken, können das Überleben sichern. Eine andere Hypothese ist, dass überhaupt erst zu Beginn des Kambriums die biologischen Bedingen so gut waren, dass sich so viele Lebewesen verbreiten konnten. Dabei spielten die bereits im letzten Beitrag benannten Eiszeiten, aber auch ein ein zu niedriger Sauerstoff- oder zu hoher Calciumgehalt im Wasser eine mögliche Rolle. Ein zu hoher Calciumgehalt könnte zudem eine Erklärung für die scheinbar so plötzlich auftretenden Panzer und Schalen sein, für die die Lebewesen oftmals Calcium benötigen. Zum aktuellen Forschungsstand über das Kabrium muss allerdings auch gesagt werden: Je mehr die Forschung voranschreitet, desto weniger plötzlich erscheinen alle Änderungen zum Kambrium und desto fließender wird der Übergang von der zuvorigen Ära. Die Vorgänge sind also immernoch auf einer kurzen Zeitskala angesiedelt, doch je mehr wir darüber herausfinden, desto besser können wir die oftmals als „mystisch“ geframeten Vorgänge verstehen und nachvollziehen.

Hervorgegangen aus der kambrischen Explosion: Trilobiten

Auf das Kambrium folgt das Ordovizium, an dessen Ende eine Eiszeit sowie ein Massenausterben steht. Im darauffolgenden Silur entwickeln sich vielfältige Riffe in den Ozeanen und aus dieser Zeit stammen die ersten Überreste von Landpflanzen. Im Devon folgen erste Landbewohner in Form von Amphibien, also Tieren die zumindest Teilweise das Wasser verlassen, um an Land zu leben. In dieser Periode ereignen sich gleich zwei Massenaussterben: Auf die vorangegangene Eiszeit folgt nun eine vergleichsweise schnelle Erhitzung, diese gefolgt von Wechseln in Warmen und Kalten Zeiten. „Schnell“ bedeutet in diesem Kontext, in einem Zeitraum von über 110 Millionen Jahren mit Temperaturschwankungen von -5 zu 9° Celsius. Zum Vergleich: Der Mensch hat es in knapp 200-250 Jahren industrieller Wirtschaft auf etwa 1,5° gebracht. Geht es in diesem Tempo weiter, werden wir also nur etwa 2500 Jahre für etwas brauchen, was auf einer Zeitskala von 110 Millionen Jahren gleich zwei  verheerende Massensterben auslöste. Aber das nur als kleiner Denkanstoß am Rande.
Wir befinden uns nun circa 359mya Karbon und damit einer Periode mit ausgedehnten Wäldern, Sümpfen und beeindruckender Tierwelt. Dabei besonders hervorzuheben: Durch den hohen Sauerstoffgehalt erreichen einige Arten einen nahezu riesenhaften Wuchs, besonders Gliederfüßer wie zB Libellen. Im Laufe des Karbon ändern sich die Klimabedingungen und es beginnt die Permokarbone Eiszeit, welche sich zusätzlich in die anschließende und letzte Periode des Paläozoikum, des Erdaltertum erstreckt, das Perm. Damit einhergehender Verlust der Wälder und Sümpfe reduziert die Artenvielfalt von Amphibien. Dafür blüht erstmals die Gruppe der Therapside, also den Landwirbeltieren aus denen später auch die Säugetiere hervorgehen werden. Die Verbreitung der Säugetiere wird als zweite große Blüte der Therapside angesehen, während die Verbreitung ihrer reptilen Vertreter während der Perm als erste Hochzeit der Gruppe gilt. Sie dominieren die Fauna bis in die frühe Trias, bevor die Dinosaurier sie ablösen. Bekannte Vertreter sind zB der Dimetrodon (streng genommen noch eine Vorgängerform der Therapside). Am Ende des Perm, circa 252 mya steht das bis heute schlimmste Artensterben, welches bis zu 95% der im Ozean und 75% der an Land lebenden Kreaturen auslöscht.

Auf das Erdaltertum folgt das Erdmittelalter, also Mesozoikum. Dieses ist den Meisten von Euch wohl bekannt, mit Einteilung von Trias, Jura und Kreide, absoluter Dominanz von Dinosauriern und weiteren Sauriern, also Reptilien in Wasser und Luft. Diese wären vermutlich zahlreiche weitere Beiträge wert und werden teilweise im Beitrag zu den Giganten der Urmeere besprochen. Aber auch geologisch tut sich viel: So spielt sich das Leben an Land zunächst auf dem großen Superkontinent Pangea ab. Das Klima ist entsprechend sehr kontinental, arid und die Landschaft von Wüste geprägt. Im Laufe des Jura jedoch trennen sich die Landmassen in einen nördlichen und südlichen Kontinent, Laurasia (heute Nord/Mittelamerika, Europa und fast alle Teile Asiens) sowie Gondwana (Südamerika, Afrika, Indien, Antarktika und Australien). Das sich dazwischen bildende Meer Thetys sorgt für ein überall fast gleiches tropisches Klima an Land und artenreiche Korallenriffe an der Küsten. Zum Ende des Mesozoikum, 66 mya haben sich Kontinente und Ozeane wie wir sie kennen bereits zu einem großen Teil ausgebildet. Das Erdmittelalter als Zeitalter der Dinosaurier endet mit dem vielleicht bekanntesten Massenausterben, ausgelöst durch einen Meteoriteneinschlag auf Yucatan.

Die Erdneuzeit, das Känozoikum (manchmal auch Neozoikum genannt) ist die Ära in der wir uns noch heute befinden. Nach dem letzten Massenausterben sind viele ökologische Nischen unbesetzt, von welchen vor allem die Vögel als Nachfahren der Dinosaurier und die Säugetiere profitierten, sobald sich das Klima nach dem Meteoriteneinschlag wieder stabilisierte. Die Welt wie wir sie kennen, mit Flora, Fauna und klimatischen Bedingungen bildet sich heraus. Vor etwa 2,6 mya begann das noch bis heute andauernde Känozoische Eiszeitalter.

Unsere kleine Reise endet nun im Hier und Jetzt. Ich hoffe ihr konntet euch für das Thema genauso begeistern wie ich mich! Wie immer freue ich mich sehr, wenn ihr diesen Beitrag teilt und ein Abo da lasst, um mehr aus der Welt der Wissenschaft zu erfahren.

Eine kleine Geschichte der Welt (Teil I: Das Präkambrium)

Ich habe neulich das Naturkundemuseum in Kassel besucht, um anschließend einen Blogbeitrag zur aktuellen Sonderausstellung „Giganten der Urmeere“ zu verfassen. Bei diesem Besuch hat sich mir allerdings eine größere Wissenslücke aufgetan, die mir keine Ruhe ließ.

Bei meinem Besuch fiel mir auf, wie wenig Ahnung ich von den verschiedenen Abschnitten der verschiedenen Erdzeitalter habe. Trias, Jura, Kreide, das Erdmittelalter bekommt jeder Dinosaurier-Fanatiker hin. Auch von Perm und Kambrium hat vermutlich jeder gehört, aber Hand aufs Herz, darüber hinaus wird es wackelig mit dem Wissen. Falls es euch genauso geht, begebt euch jetzt mit mir auf einen Reise durch die Erdgeschichte!

Zunächst müssen wir einen Blick auf die Gliederung der verschiedenen Zeitalter werfen. Die Geschichte der Erde lässt sich grob in 4 Zeitalter gliedern, die sogenannten Äonen. Bis auf Ausnahme des Ersten ist jedes Äon in 3-4 Ären untergliedert, wobei uns besonders häufig die Vorsilben „Paläo-“ „Meso-“ und „Neo-“ begegnen werden, die wir hier (zweckgemäß) mit „Alt-„, „Mittel-“ und „Jung-“ übersetzen können. Jede Ära wiederum gliedert sich nun in verschiedene Perioden. Gerechnet wird dabei immer in mya, also „million years ago“.

Übersicht der Erdzeitlichen Geschichte. Quelle

Wir beginnen mit dem ersten Äon, dem Hadaikum (4600 – 4000 mya). Der Name leitet sich vom griechischen Begriff „Hades“ ab, der die Unterwelt in der griechischen Mythologie bezeichnet. Dies soll sie Unwirklichkeit und Lebensfeindlichkeit dieses Zeitalters unterstreichen. Dieser Vergleich mit der Unterwelt begegnet uns zB auch in der Meeresforschung, in der die tiefsten, dunkelsten und von vulkanischer Aktivität dominierten Bereiche unserer Ozeane als „hadal“ bezeichnet werden. Dieses Äon umfasst vor allem die Entstehung der Erde (diese wäre einen eigenen Post wert, ich bitte daher hier darum, das im Moment einfach hinzunehmen). Dieses frühe Stadium der Erde ist vor Allem durch die äußeren Einflüsse des noch unruhigen Sonnensystems geprägt. Einschläge formen die Erde und ihre Bewegung um die Sonne, die Atmosphäre bildet sich, evtl sogar schon Teile von Landmassen innerhalb eines Ozeans. Jedoch ist es extrem schwer solche Annahmen mit Belegen zu stützen, da wir kaum auf die genauen Parameter wie Temperatur, Druck oder auch Zusammensetzung der frühen Atmosphäre schließen können. Die Annahme, dass es zB bereits flüssiges Wasser gab ist zwar durchaus angebracht, aber eben nicht mit Sicherheit belegbar. Ebenso verhält es sich mit der Entstehung frühester und primitivster Lebensformen während dieser Zeit. Als Ende des Hadaikums werden oftmals die großen Meteoritenschauer angesehen, welche in einem ungewöhlich kurzem Zeitraum auf unsere Erde trafen. Sie werden auch das „große Bombardement“ genannt und stehen im Verdacht, die Entwicklung des Lebens auf der Erde merklich verzögert zu haben.

Das nächste Zeitalter ist das Archaikum (4000 – 2500 mya). Auch dieses Zeitalter ist geprägt von starken Meteoriteneinschlägen. Aber ca 3800 mya begann auch die sogenannte chemische Revolution, also die Fähigkeit von Makromolekülen, weitere Moleküle anzulagern und somit zu wachsen und sich zu reproduzieren. Dies wird als der erste fundamentale Schritt der Entstehung von Leben gesehen. Die ältesten Überreste von den überaus wichtigen Cyanobakterien (dazu möchte ich bald einen separaten Artikel verfassen) finden sich ca 3500 mya. Diese stellen somit die ältesten Überreste von Prokaryoten (simple Zellen ohne Zellkern oder Zellorganellen) und damit Lebewesen dar. Um solche so weit zurückliegenden Zeiträume zu untersuchen, werden die ältesten Teile unserer Kontinente, die Kratone bzw Archone untersucht. Diese finden sich heute in Teilen von Russland, Kanada, Simbabwe, China und Australien. Tiefe Bohrungen sind von Nöten, um die Signatur von frühesten Lebewesen in Form von Fossilien zu finden. Lange Zeit galt auch dieses Zeitalter als vollkommen frei von Spuren des Leben und noch heute werden noch immer ältere Gesteine entdeckt, die unsere Vorstellung der Entwicklung unserer Erde verändern. Die Atmosphäre des Archaikums enthielt noch keinen verfügbaren Sauerstoff, obwohl die dafür wichtigen, Photosynthese betreibenden Cyanobakterien bereits vorhanden sind. Allerdings wird sich der Sauerstoff erst zum Ende des Archaikums und Beginn des nächsten Zeitalters in der Atmosphäre anreichern, da zuvor die anorganischen Stoffe im Wasser oxidiert wurden.

Eine sauerstoffhaltige Atmosphäre markiert den Beginn des nächsten Äons, dem Proterozoikum (2500 – 541 mya). Der Begriff geht auf die griechischen Wörter ‚proteros‘ und ‚zoon‘ zurück, also ‚vorzeitig‘ und ‚lebendig‘. In diesen Zeitalter beginnen also die wichtigsten Prozesse die das Leben wie wir es kennen, entstehen lassen. Veränderungen der Atmosphäre bedingen aber natürlich auch Veränderungen im Klima der Erde: So ist anzunehmen, dass im Übergang von Archaikum zu Proterozoikum die Konzentration von Sauerstoff so stark anstieg, dass ein rapider Kälteeinbruch und die erste und längste Eiszeit der Erdgeschichte ausgelöst wurden. Dabei ist die Erde zeitweise möglicherweise sogar gänzlich eingefroren. Hinweise auf die ältesten Eukaryoten, also komplexere, größere Zellen mit Zellkern und Zellorganellen wie zB den Mitochondrien, finden sich je nach Quelle bereits 1500 – 2100 mya, wobei 2100 mya etwa das Ende besagter erster Eiszeit markiert. Eine weitere Eiszeit mit möglicher vollständiger Vereisung der Erde findet sich am Ende des Proterozoikums: Im sogenannten Cryogenium. Die Eiszeit steckt hier schon im Namen: „kryos“ lässt sich nämlich mit „kalt“/“eisig“ übersetzen. Es ist die vorletzte Periode des Proterozoikum und spielt eine noch unklare, aber dennoch wohl wichtige Rolle für die folgenden Entwicklungen. Denn ähnlich wie sich nach der ersten Eiszeit die ersten Spuren von eukaryotischen Zellen finden, so finden sich nach dieser Eiszeit die ersten komplexen, mehrzelligen Lebewesen in der Periode Ediacarium. Diese lassen sich kaum in unsere vorhandene Systematik für Lebewesen einsortieren und nur schwer beschreiben und werden daher als Ediacara-Fauna bzw Ediacara-Gemeinschaft zusammengefasst und gesondert beschrieben. Trotzdem ist davon auszugehen, dass sich ebenso in dieser Zeit die Anlagen von Tierstämmen bilden, wie wir sie heute kennen, denn mit dem Ende des Proterozoikum und dem Beginn des Phanerozoikum (also dem Zeitalter des sichtbaren Lebens) entwickelt sich das Leben auf der Erde, wie wir es heute kennen: Die erste Periode dieses neuen Zeitalters ist das sogenannte Kambrium und damit einhergehend die kambrische Explosion.

Somit erklärt sich auch der Titel des Beitrags, denn der gesamte Zeitraum von 4600 – 541 mya mit den drei Äonen Hadaikum, Archaikum und Proterozoikum wird oft als das sogenannte Präkambrium zusammengefasst, also als die Zeit vor dem Kambrium. Hier bietet es sich an, einen Cut zu machen und den ersten Teil zu beenden. Zum einen, damit dieser Beitrag eine überschaubare Länge behält, zum anderen weil es guter Punkt für einen kleinen Cliffhanger ist, denn: Jetzt geht es erst so richtig los mit dem Leben auf der Erde. Die Party beginnt und sie steigt im zweiten Teil dieses Posts, zu finden hier [wird ein Link stehen sobald der Beitrag fertig ist].

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Travel-Blog – Wie läuft eine Physik-Konferenz ab?

Um sich komplexen Sachverhalten zu nähern, wird in der Physik gerne auf bereits bekannte Systeme zurückgegriffen. Wir schauen uns dann an was passiert, wenn diese Systeme von sich aus kleinen Schwankungen unterliegen oder von außen angestoßen werden.
Ich möchte heute mit euch klären, wie sich das System „Eine Horde Physiker“ ändert, wenn man den äußeren Impuls „Freibier“ anwendet.

Ich durfte am 823. WE-Heraeus Seminar in Bad Honnef bei Bonn teilnehmen. Hier findet ihr meine Eindrücke und Literaturempfehlungen, schnallt euch an, es geht ins Rheinland!

Die Konferenz wurde organisiert und ausgerichtet von der Wilhelm- und Else-Heraeus Stiftung, welche sich der Unterstützung von Wissenschaft verschrieben hat und vor allem im Bereich der Physik agiert. Das bedeutet zum Beispiel, dass dieses Seminar und die Unterbringung in dem ziemlich beeindruckenden Physikzentrum von Bad Honnef für uns Teilnehmende kostenlos war. Die Stiftung unterstützt außerdem junge Wissenschaftler:innen bei der Teilnahme an anderen Konferenzen und leistet in meinen Augen einen sehr wichtigen Beitrag zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuches. Allein schon deshalb, weil ich mich selbst zu dieser Gruppe zähle, sage ich daher: I’m a Fan!

Wilhelm und Else Heraeus. (Quelle)

Der Ort Bad Honnef liegt südlich von Bonn und ist vor allem als Wohnort von Konrad Adenauer bekannt. Böse Zungen behaupten, dass auch dies ein Grund sei, dass die Wahl für die westdeutsche Bundeshauptstadt schließlich auf Bonn fiel, dazu möchte ich allerdings nicht unbedingt urteilen. Es ist ein idyllischer kleiner Ort, der auf mich sehr touristisch wirkt. Das Physikzentrum ist in einem wunderschönen Altbau aus dem frühen 20. Jahrhundert untergebracht und wirkt wie Balsam für die Seele, wenn man bedenkt, dass Naturwissenschaftliche Räumlichkeiten meist eher schäbige 70er Jahre Tristesse ausstrahlen (Grüße an das AVZ an der Stelle).

Das Hauptgebäude des Physikzentrums in Bad Honnef (Quelle)

Das Programm am Montag empfand ich persönlich am wenigsten spannend bzw gibt es nicht wirklich viele Anekdoten zu berichten. Ich möchte euch an dieser Stelle aber dennoch  eine Empfehlung aussprechen: Ich finde die Arbeit von Prof. Lilia Woods sehr spannend. Sie beschäftigt sich uA mit komplexen (Quanten)Materialien und untersucht Interaktion von Licht und Materie in diesen Materialien. Diese Art von Grundlagenforschung ist wichtig um zB Produkte zu entwickeln, die nachhaltiger und umweltfreundlicher sind, als solche, die uns aktuell zur Verfügung stehen. Eine Auswahl ihrer Arbeit findet ihr zum Beispiel hier.

Dienstag wurden einige Vorträge zum Thema Analogue Gravity gehalten. Dabei geht es darum, Phänomene der allgemeinen Relativitätstheorie durch Analogien zu simulieren. Schwarze Löcher zB lassen sich logischerweise nicht von Nahem untersuchen und auch astrophysikalische Zeit- und Längenskalen stellen eine Herausforderung dar! Einen einfachen Überblick über das Thema findet ihr zB bei Wikipedia. Ich möchte hier an das Forschungsnetzwerk QSimFP verweisen. Dort werden Quantensimulationen entwickelt um zB relativistische Phänomene zu modellieren. In einem besagter Talks fiel im Kontext der Simulationen und Verteilungen der schöne Ausdruck „Nature is communist. At least physics is.“, was bereits zu wilder Diskussion führte, als ich auf Social Media darüber postete.
Ein weiteres Learning ist, wie weit doch manchmal die Vorstellungen auseinander gehen können, wie eine gute Präsentation aussieht. Zumindest eine Person war der Meinung es passe schon, ein Lehrbuch zum Thema im PDF Reader zu öffnen und durch das passende Kapitel zu führen. Ein gewagter Move, möchte ich meinen.

Wenn ihr nun bis hierher gelesen habt, schon ungeduldig auf der Kante des Stuhls sitzt und darauf wartet dass ENDLICH der Teil mit dem Freibier kommt … Haltet ein, es gehet weiter!
Der Mittwoch nämlich bescherte uns viele Vorträge zu statistischer Physik und Thermodynamik. Darunter ein sehr guter Vortrag von Eric Lutz, deren Arbeit ihr zB hier findet. Wie man diesem Lehrbuch entnehmen kann, handelt es sich im Allgemeinen allerdings um einen Themenkomplex, welcher die Gemüter nicht unbedingt erheitert:

Quelle

Umso besser, dass für den Abend das Conference Dinner inklusive Getränke-Flatrate angekündigt war. Gelegenheit sich mit den wirklich wichtigen Dingen zu beschäftigen: Was halten wir von partieller Integration? Wie nennt man es, das Pfandgeld direkt in mehr Alkohol rückzuinvestieren? Wie zur Hölle halten die Menschen in Deutschland dieses Winterwetter aus?
Es wurden Getränke verschüttet, gesungen und generische Stücke auf dem Klavier zum Besten gegeben, was nach mehreren Stunden einen Hauch zu nervig wurde.

Das Publikum im Hörsaal war am Donnerstagmorgen verdächtig ausgedünnt und auch ich muss zugeben, dass ich meinen Allgemeinzustand durch Schwänzen des ersten Vortrags deutlich verbessern konnte. Dieser letzte Tag war zu einem guten Teil den Casimir-Polder Kräften gewidmet, über die ich später nochmal einen ausführlicheren Beitrag schreiben möchte. Deshalb möchte ich da mal nicht zu viel vorweg greifen.

So sehr ich die Zeit genossen habe, schlussendlich muss ich dennoch das Fazit ziehen, dass ich nicht noch einmal eine Woche vor Weihnachten eine Konferenz besuchen werde, da sich der eh schon allgegenwärtige Weihnachtsstress dadurch noch viel weiter verdichtet hat. Rückblickend musste ich feststellen, dass mir eine ruhige Woche Zuhause am Ende dieses Jahres wohl besser getan hätte. Missen möchte ich die Erfahrung dennoch nicht, nur in Zukunft würde ich eben anders entscheiden.

Ich hoffe sehr dieser Travel-Blog hat euch gefallen, wie immer freue ich mich über Likes, Reposts und Feedback eurerseits!

Tattoos – Farbe auf immer und ewig?

You can find an English translation of the following blog post here

Ca 20% aller Deutschen haben mindestens ein Tattoo, bei Menschen unter 30 sind es sogar 47%, also fast die Hälfte. Die Wahrscheinlichkeit, dass ihr, liebe Lesende, selbst tätowiert seid, ist also nicht gering. Habt ihr euch schonmal gefragt, was mit der Farbe unter eurer Haut passiert? Beim tätowieren selbst werden Farbpigmente mittels Nadel unter die Haut gebraucht, so viel ist klar.

Der Körper erkennt die Farbpigmente schnell als Fremdkörper, das Immunsystem wird aktiviert. Die kleineren Pigment-Partikel können noch abtransportiert und ausgeschieden werden, dabei gelangen sie zB auch in die Lymphknoten. Diese können tatsächlich verfärbt sein, wenn Mensch in der Nähe besagter Lymphknoten, zB am Oberarm, viele Tattoos hat. Ich möchte nicht pauschal Fotos davon hier einfügen, um Rücksicht auf all Jene zu nehmen, die auf Bilder aus der Pathologie lieber verzichten, sie lassen sich aber einfach per Bildersuche finden.
Unklar ist, ob diese Farb-Ablagerungen die Funktion der Lymphknoten beeinträchtigen, die Studienlage ist hier nicht eindeutig.

Wer selbst Tattoos hat, weiß aus eigener Erfahrung, dass kurz nach dem Stechen, also beim Heilungsprozess bereits ein merklicher Anteil der Farbe während dieses Prozesses vom Körper abgebaut wird. Zum einen liegt dies an dem bereits beschriebenen Abtransport der Farbe über das Lymphsystem, zum anderen auch daran, dass die Farbe in der Epidermis, der obersten Hautschicht nicht bleibt, da sich die Epidermis ständig erneuert. Der Rest der Farbe jedoch bleibt unter der Haut, fast ein Leben lang! Wie funktioniert nun das?

Das Immunsystem schickt Makrophagen, also große Fresszellen, die sich den gröberen Partikeln annehmen. Sie schaffen es auch diese aufzunehmen, können sie allerdings nur schlecht verdauen und abtransportieren. Die Makrophagen bleiben also mit der Farbe an Ort und Stelle, bis sie selbst absterben und neue Makrophagen auf den Plan rufen, die wiederum die Überreste der anderen Makrophagen mit den Farbpigmenten aufnehmen. Dieser Kreislauf hält nun ein Leben lang an. Allerdings werden auch große Partikel mit der Zeit kleiner oder können abtransportiert werden. Sie gehen dann den gleichen Weg durch das Lymphsystem, werden teilweise eingelagert oder ausgeschieden. Es ist im Grunde also unvermeidlich, dass Tattoos im Lebensverkauf verblassen und verlaufen. In dem nachfolgenden Foto seht ihr eine Makrophage mit aufgenommenen Farb-Partikeln:

Aber auch der Lebensstil spielt eine Rolle: Der UV-Anteil am Sonnenlicht zB ist sehr energiereich und hat die Fähigkeit, Pigmente zu spalten und somit dafür zu sorgen, dass diese besser abtransportiert werden können. Nach dem gleichen Prinzip funktioniert übrigens auch die Tattoo-Entfernung mittels Laser. Sonnenschutz ist also nicht nur wichtig, um die Haut vor der UV-Strahlung zu schützen, auch eure Tattoos danken es euch und werden wesentlich länger halten.

Seid ihr selbst tättowiert? Lasst es mich gerne wissen. Ich selbst habe übrigens 9 Tattoos und ich bin sehr zuversichtlich, dass noch viele folgen werden.

Ich freue mich außerdem sehr wenn ihr diesen Beitrag teilt, Freunden zeigt, liked oder kommentiert!

Hier findet ihr die Quellen, welche ich für die Recherche genutzt habe:

1. https://pureink-tattoo.de/tattoo-farbe-was-passiert-im-koerper/
2. https://www.wissenschaft-aktuell.de/artikel/Warum_Tattoos_nicht_verblassen1771015590536.html
3. https://www.esanum.de/today/posts/fuenftel-aller-deutschen-ist-taetowiert
4. https://www.quarks.de/gesundheit/das-passiert-mit-tattoo-farbe-im-koerper

Sexismus in der Wissenschaft: Wie Frauen systematisch benachteiligt werden

Für den ersten „richtigen“ Beitrag auf diesem Blog habe ich ein Thema ausgesucht, mit dem ich mich nicht nur sehr viel beschäftigt habe, sondern mir auch aus persönlichen Gründen sehr am Herzen liegt. Es geht um die Geschlechter-Ungleichheit in der Forschung. Dieser Beitrag stützt sich dabei vor allem auf die Publikation „Women are credited less in science than men“ von Ross et al als Hauptquelle, am Ende stelle ich euch noch eine weitere, sehr gute Quelle vor. Warum habe ich nun diese als Hauptquelle genutzt? Zum einen ist sie inhaltlich sehr eindrucksvoll und liefert klare Erkenntnisse zu einem Thema, über das oft nur sehr vage gesprochen wird. Zum Anderen ist sie sehr sauber und transparent gearbeitet, und gibt in meinen Augen einen guten Einblick darin, wie das Sammeln und Auswerten von Daten funktioniert. Beide Quellen sind frei zugänglich, ich empfehle euch sie parallel zu öffnen während ihr diesen Beitrag lest bzw. sie nach Lesen des Beitrages noch einmal anzusehen, es lohnt sich wirklich!

Wir beginnen mit der Nature Publikation und arbeiten uns innerhalb des Papers vor. Es lässt sich grob in 3 Abschnitte gliedern.
Zunächst die Auswertung von administrativen Daten. Es wird hier eher „trocken“ auf die Zahlen geschaut, Datenbanken liefern Einblick in tausende Arbeitsgruppen und tausende Publikationen. Ich möchte den Blick nun auf die Tabelle 1 lenken. Wir sehen hier den prozentualen Anteil von Autorenschaft, aufgeschlüsselt nach Geschlecht aber auch Position auf der wissenschaftlichen Karriereleiter. Die erste Erkenntnis, die vermutlich nicht überrascht, ist, dass Menschen in höheren Positionen auf der Karriereleiter eher in Publikationen als Autor:innen gelistet werden. Um zu publizieren muss eben erstmal geforscht werden und wer zB ein größeres oder gleich mehrere Projekte betreut wird wohl eher zu Ergebnissen kommen, die publikationswürdig sind. Die zweite Erkenntnis ist: Der Frauenanteil nimmt ab, je weiter wir auf der Karriereleiter steigen. Die meisten MINT Fächer sind von vornherein nicht für einen hohen Frauenanteil bekannt, aber selbst in Fächern wie Biologie, wo der Frauenanteil bei den Studien-Anfängern noch klar überwiegt, finden sich kaum Frauen mit Professur. Viele Frauen kommen nicht über befristete Verträge oder Hilfsstellen hinaus, was als sogenannte ‚Leaky Pipeline‘ bezeichnet wird. Zu erklären, warum das so ist, würde den Rahmen sprengen, ich erlaube mir an dieser Stelle mich so kurz wie möglich zu fassen und sage: Aufgrund des Patriarchats.

Man könnte nun denken, damit erklärt sich doch ziemlich gut, warum Frauen weniger publizieren als Männer. Der Frauenanteil sinkt mit Anstieg der Karriereleiter, die Zahl der Publikationen steigt zusammen mit der Karriereleiter, also publizieren Frauen weniger als Männer. Aber natürlich war das nicht Alles. Die Tabelle zeigt eindeutig, dass Frauen in egal welcher Position deutlich weniger publizieren als Männer. Es gibt auch noch andere Faktoren: Frauen arbeiten durchschnittlich öfter in Teilzeit, nehmen öfter Elternzeit, arbeiten vielleicht auch vermehrt in Bereichen und Teams, in denen insgesamt weniger publiziert wird.
Doch selbst wenn man all diese Faktoren herausrechnet, werden Frauen beim publizieren systematisch benachteiligt [siehe Fig. 2]. Und dafür kennen wir einen Begriff. Sexismus.

Jemand der nun von außen auf diese Zahlen blickt wird sich an dieser Stelle vielleicht fragen, warum Autorenschaft in der Wissenschaft so wichtig ist und warum genau dies als Kriterium der Chancengleichheit so entscheidend ist. In gewisser Weise fußt eine wissenschaftliche Karriere darauf, auf wie vielen Publikationen der eigene Name auftaucht. Die Anzahl der Publikationen, in denen man genannt wird, ist einer der maßgebliche Faktoren, wenn es darum geht sich um eine Stelle zu bemühen, besonders wenn es vielleicht irgendwann in Richtung Professur gehen soll. Zudem entscheidend ist, ob man zB als Erst- oder sogar Letzt-Autor genannt wird (diese beiden Stellen sind die jeweils wichtigsten Nennungen einer Publikation) oder wie renommiert das Journal ist, in dem publiziert wurde. Feste Stellen sind gerade in den Naturwissenschaften äußerst rar gesät und befristete Stellen in Deutschland nur bis zu 6, bald sogar nur noch bis zu 4 Jahre nach der Promotion möglich. Man kann sich – etwas schillernd ausgedrückt – vorstellen, dass mit Erwerb des Doktorgrades eine Stoppuhr angeht. Ab jetzt hat man noch 6 bzw 4 Jahre Zeit so viel zu publizieren wie es geht, in der Hoffnung, damit die „Konkurrenz“ um die begehrten Stellen zu übertrumpfen. Damit erklärt sich natürlich schnell, welche Rolle die Autorenschaft in Publikationen hat.

Weiter im Text. Es folgt nun die Auswertung von Studiendaten: Im Rahmen dieses Papers wird eine umfassende und mehrstufige Studie durchgeführt, die je nach Fragestellung ca 850-2300 Menschen befragt. Dabei wird zB gefragt mit welcher Begründung Autorenschaft bereits verweigert wurde oder in welchem Umfang bei Publikationen mitgearbeitet wurde. Hier zeigt sich, dass Frauen öfter als Männern die Autorenschaft verweigert wurde und diese öfter mit Diskriminierung zu kämpfen haben, sich öfter nicht ernst genommen sehen oder sich aufgrund ihrer Elternschaft nicht in der Lage sehen, an einer Publikation mitzuarbeiten [Fig.4].
Außerdem zeigt sich, das Frauen der Umfrage zufolge öfter angeben, bereits an Publikationen mitgearbeitet haben, als Männer, was sich natürlich stark mit der Tatsache beißt, dass sie weniger oft als Autorinnen genannt werden [Fig.5]. Das Fazit hier: Frauen müssen mehr Leistung erbringen, um die gleiche Anerkennung wie ihre männlichen Kollegen zu erhalten. Auch dies ist eine bekannte Spielart von Sexismus.

Zuletzt ein qualitativer Blick:
6 der befragten Wissenschaftler:innen werden interviewt zu ihren Erfahrungen im Berufsleben, eigene sowie die der Kollegen. Diese sind vor allem hilfreich um die Studiendaten mit Beispielen und Aussagen zu füllen. Was bedeutet es konkret, wenn eine Person aussagt, ihre Arbeit werde nicht genug wertgeschätzt? Es wird an dieser Stelle berichtet von Machtspielen und verbaler Bloßstellung vor dem gesamten Team. Dies betrifft nicht nur Frauen, sondern auch die befragten Männer. Zusammen mit den administrativen Daten und Studiendaten wäre es aber fatal die verschiedenen Erfahrungen von Männern und Frauen zu ignorieren. Sexismus ist ohne Frage eines der größten Probleme der Wissenschaft.

Wie können wir uns diesem annehmen? Dazu möchte ich gerne auf den folgenden Talk von Dr. Pauline Gagnon, langjähriger Mitarbeiterin des CERN, verweisen: „What’s wrong with me?“
Ich durfte diesen im März live in Freiburg im Rahmen einer Konferenz sehen. Ein wichtiges Fazit hier ist: Der Handlungsbedarf gegen Diskriminierung liegt nicht primär bei den Betroffenen, die quasi keine andere Wahl haben, als sich damit auseinanderzusetzen bzw. sich dagegen auszusprechen. Nein, der Handlungsbedarf liegt vor allem bei denen, die durch die Diskriminierung Anderer begünstigt werden. Diese besitzen innerhalb der systematischen Bevorzugung die Möglichkeit, die Machtverhältnisse tatsächlich zu ändern.
„Diesen Talk müssen vor allem die Männer hören, denn Frauen wissen um ihre Diskriminierung und was sich ändern muss,“ sagt Gagnon. Insofern war ich persönlich natürlich enttäuscht, dass der Talk als Veranstaltung speziell für Frauen gelabelt wurde,  bei der Männer zwar geduldet aber nicht explizit eingeladen waren. Zudem lag die Veranstaltung in dem Zeitslot, der eigentlich die Mittagspause darstellte und so sahen wir uns gezwungen, zwischen diesem Talk und einem Mittagessen zu wählen. Ich habe mir von erfahreneren Kollegen sagen lassen, dass dies evtl eine Strategie sei, um Talks unterzubringen, die das Organisationsteam zwar nicht für sehenswert erachtet, hinterher aber sehr wohl sagen möchte, man hätte sich dem Thema doch gewidmet. Ob es nun Absicht war, das Thema Diskriminierung und Sexismus im speziellen so stiefmütterlich zu behandeln, möchte ich Niemandem unterstellen. Kritisieren möchte ich dennoch, wie damit umgegangen wurde.

An dieser Stelle noch der Hinweis, dass sowohl der Hauptartikel auf den ich mich beziehe, als auch mein Beitrag in einem sehr binären Mann/Frau Bild verfasst sind. Dies spiegelt natürlich nicht die Realität wider, Geschlechter-Diversität stellt aber wie so oft auch hier eine Herausforderung dar, weil die Studienlage äußerst dünn ist. In dem verlinkten YouTube Video mit dem Talk vom Pauline Gagnon jedoch wird auch Queerness in der Wissenschaft betrachtet. Gagnon selbst wurde zB aufgrund ihrer Homosexualität jahrelang offen diskriminiert und sie gibt auch einen Einblick in die Probleme von trans Personen in den MINT-Fächern. Umso mehr lege ich es euch ans Herz, die Aufzeichnung des Talks auf YouTube anzusehen.

Ich hoffe dieser Beitrag hat euch gefallen und ich würde mich freuen wenn ihr mir den Gefallen tut, ihn zu liken und teilen!

Die Reise startet

Ich möchte mich kurz vorstellen und euch einen Eindruck davon geben, welche Inhalte euch hier in der nächsten Zeit erwarten werden.

Ich bin Lara und die Main-Admin hinter diesem Blog. Ich studiere Physik und begeistere mich durch und durch für (Natur)wissenschaft. Manche von euch kenne mich vielleicht schon von Threads, wo ich bereits öfter über zum Thema Science gepostet habe. Allerdings glaube ich, dieser Blog wird mir die Chance geben, ausführlichere und bessere Beiträge zu verfassen. Ich freue mich außerdem darauf, mit anderen Wissenschafts-begeisterten Menschen in Kontakt zu treten und vielleicht auch regelmäßige Gast-Beiträge von euch hier zu veröffentlichen! Das hier soll definitiv keine One-Woman Show meinerseits werden, sondern ein Gemeinschaftsprojekt.

Ich möchte hier hauptsächlich auf eure Fragen zum Thema Naturwissenschaft eingehen, daher auch der Blog-Titel, bitte schlagt fleißig Themen vor! Ansonsten erwartet euch hier eine breite Menge an Inhalten, wohl aber hauptsächlich mit Themen aus der Physik, da dies eben mein Kerngeschäft ist. Ich möchte euch aber natürlich einen möglichst breiten Überblick über alle MINT-Bereiche und darüber hinaus geben.

Zuletzt sollte ich noch sagen, dass ich mit dem Format Blog momentan noch gar nicht vertraut bin und diese Website deshalb vermutlich erstmal sehr behelfsmäßig und unfertig wirken wird. ich hoffe darüber könnt ihr hinweg sehen … Ratschläge diesbezüglich sind natürlich ebenso willkommen.