XLAB Science Festival 2023

Wir alle stehen staunend vor der außerordentlichen Artenvielfalt und Komplexität, welche die Evolution vom Einzeller bis zu den höheren Tieren und zum Menschen innerhalb von etwa ein bis zwei Milliarden Jahren hervorgebracht hat. Wir sind fasziniert von den uns vertrauten und sehr komplexen und hochspezialisierten Organen – wie Auge, Herz, Gehirn – alles ‚Apparate‘, die ihre Funktion bemerkenswert optimal verrichten. Dennoch hatte die Evolution ihre ‚Hauptarbeit‘ bereits beim Einzeller geleistet, und zwar auf der Ebene der Biomoleküle: Ohne mindestens ebenso hochspezialisierte ‚Nano-Maschinen‘ – den Proteinen – wären nicht einmal Bakterien überlebensfähig.

In der Tat verrichten Proteine und Proteinkomlexe so gut wie alle Funktionen in den Zellen, wie beispielsweise die Photosynthese zur Energiegewinnung in Pflanzen, mechanische Kraftentfaltung in Muskeln, Signalübertragung und Informationsverarbeitung z. B. in Neuronen des Gehirns, oder Sensorik und Erkennung (Riechen, Schmecken, Sehen…). Die Perfektion dieser ‚molekularen Maschinen‘ erfolgte viel früher und war schon vor zwei Milliarden Jahren sehr weit fortgeschritten, und sie übertrifft diejenige unserer Organe oft bei weitem — ganz zu schweigen von unserer gegenwärtigen Technik. Aber wie funktionieren diese molekularen Wunderwerke, die ja viel zu klein sind und sich viel zu schnell bewegen, um z.B. direkt in hinreichendem Detail beobachtet zu werden? Hier helfen uns
Computersimulationen der Bewegung und Dynamik der typischerweise einige 10.000 bis 1.000.000 Atome, aus denen die Proteine bestehen. Wir beginnen zu erkennen, dass die Evolution schon vor langer Zeit molekulare Elektromotoren, Chemiefabriken, Photozellen, Transformatoren, Akkumulatoren, ‚Castor‘-Transporter und Sensoren hervorgebracht hat.

Der Vortrag gibt einen Überblick über die gegenwärtigen technischen Möglichkeiten, unseren heutigen Kenntnisstand und über das, was es für unsere Zukunft bedeuten könnte. Beispiele wie der kleinste Motor der Welt, eine Nano-Wasserpore und der Wirkmechanismus ribosomaler Antibiotika veranschaulichen, wie diese Miniaturmaschinen funktionieren – und wie wir ihren Tricks auf die Schliche kommen.

Seit der Entdeckung der Quasare vor etwa 50 Jahren haben sich die Indizien gehäuft, dass in den Zentren von Milchstraßensystemen massive Schwarze Löcher sitzen, die durch Akkretion von Gas und Sternen effizient Gravitationsenergie in Strahlung umwandeln. Durch hochauflösende Messungen im Infrarot- und Radiobereich ist es jetzt im Zentrum unserer eigenen Milchstraße gelungen, einen überzeugenden Beweis für diese Hypothese zu liefern. Gleichzeitig wurden neue und unerwartete Resultate über den dichten Sternhaufen in der unmittelbaren Umgebung des Schwarzen Lochs erbracht.

Hierbei haben neue Entwicklungen in der Infrarotinstrumentierung und der adaptiven Optik und Interferometrie am neuen Großteleskop der ESO, dem VLT, eine wichtige Rolle gespielt.

Gleichzeitig ist klargeworden, dass die meisten Galaxien massive Schwarze Löcher beherbergen und diese Schwarzen Löcher bereits etwa eine Milliarde Jahre nach dem Urknall entstanden sein müssen.

Es werden diese neuen Messungen und ihre Konsequenzen für die Entstehung von Schwarzen Löchern im frühen Universum diskutiert.

Erst die wissenschaftlichen Eisbohrungen haben die Öffentlichkeit überzeugt, dass wir in eine Klimakrise rutschen. Die besten Antworten für die Klimastabilisierung sind die erneuerbaren Energien und die Energieeffizienz, – beides wissenschaftsbasiert. Eine klimafreundliche Ökonomie muss erst erfunden und durchgesetzt werden. Und wir brauchen eine neue Aufklärung – sehr interdisziplinär!

Wir alle stehen staunend vor der außerordentlichen Artenvielfalt und Komplexität, welche die Evolution vom Einzeller bis zu den höheren Tieren und zum Menschen innerhalb von etwa ein bis zwei Milliarden Jahren hervorgebracht hat. Wir sind fasziniert von den uns vertrauten und sehr komplexen und hochspezialisierten Organen – wie Auge, Herz, Gehirn – alles ‚Apparate‘, die ihre Funktion bemerkenswert optimal verrichten. Dennoch hatte die Evolution ihre ‚Hauptarbeit‘ bereits beim Einzeller geleistet, und zwar auf der Ebene der Biomoleküle: Ohne mindestens ebenso hochspezialisierte ‚Nano-Maschinen‘ – den Proteinen – wären nicht einmal Bakterien überlebensfähig.

In der Tat verrichten Proteine und Proteinkomlexe so gut wie alle Funktionen in den Zellen, wie beispielsweise die Photosynthese zur Energiegewinnung in Pflanzen, mechanische Kraftentfaltung in Muskeln, Signalübertragung und Informationsverarbeitung z. B. in Neuronen des Gehirns, oder Sensorik und Erkennung (Riechen, Schmecken, Sehen…). Die Perfektion dieser ‚molekularen Maschinen‘ erfolgte viel früher und war schon vor zwei Milliarden Jahren sehr weit fortgeschritten, und sie übertrifft diejenige unserer Organe oft bei weitem — ganz zu schweigen von unserer gegenwärtigen Technik. Aber wie funktionieren diese molekularen Wunderwerke, die ja viel zu klein sind und sich viel zu schnell bewegen, um z.B. direkt in hinreichendem Detail beobachtet zu werden? Hier helfen uns
Computersimulationen der Bewegung und Dynamik der typischerweise einige 10.000 bis 1.000.000 Atome, aus denen die Proteine bestehen. Wir beginnen zu erkennen, dass die Evolution schon vor langer Zeit molekulare Elektromotoren, Chemiefabriken, Photozellen, Transformatoren, Akkumulatoren, ‚Castor‘-Transporter und Sensoren hervorgebracht hat.

Der Vortrag gibt einen Überblick über die gegenwärtigen technischen Möglichkeiten, unseren heutigen Kenntnisstand und über das, was es für unsere Zukunft bedeuten könnte. Beispiele wie der kleinste Motor der Welt, eine Nano-Wasserpore und der Wirkmechanismus ribosomaler Antibiotika veranschaulichen, wie diese Miniaturmaschinen funktionieren – und wie wir ihren Tricks auf die Schliche kommen.

Weltweit schwinden natürliche Lebensräume, viele Arten sind akut vom Aussterben bedroht. Auf Grundlage von tausenden Studien zeichnet der Weltbiodiversitätsrat in seinem aktuellen Bericht ein düsteres Bild über den Zustand und die Zukunft der biologischen Vielfalt unseres Planeten. Viele sprechen von einer Biodiversitätskrise und dem sechsten Massenaussterben der Erdgeschichte. Doch was geht uns das an?
Der Vortrag geht der Frage nach, was wir eigentlich über die Tier- und Pflanzenarten auf unserem Planeten wissen. In vielen Artengruppen stehen wir noch ganz am Anfang der Entdeckungen und neuer Schätzungen gehen davon aus, dass von den 5-10 Millionen Arten erste der kleinere Teil der Wissenschaft bekannt ist. Damit ist für die meisten Arten nicht klar, was Ihre Rolle in den komplexen ökologischen Netzwerken oder der Nutzen für Menschen ist. Die neuere Biodiversitätsforschung zeigt klar, dass das Wohlergehen der Menschheit von der Artenvielfalt abhängt. Biodiversität ist die Grundlage von leistungsfähigen Ökosystemen, die sich an ändernde Umweltbedingungen anpassen können. Die Gefährdungsursachen sind häufig komplex und variieren je nach Ökosystem, Erdteil und Organismengruppen. Dennoch gibt es zahlreiche Handlungsmöglichkeiten um Schutz, Nutzung und Entwicklung in Einklang zu bringen, die am Ende des Vortrags beleuchtet werden sollen.

Der vom russischen Diktator ausgelöste Ukraine-Krieg hat mit seinem Bruch des Gewalt- und Kriegsverbots als einem grundlegenden Pfeiler des gegenwärtigen Völkerrechts vor allem in Europa einen Schock verursacht. Nicht nur ist die UN-Charta zusammen mit einem spezifischen Gewaltverzichtsversprechen von Seiten Russlands verletzt worden, auch die gesamte europäische Friedensordnung, wie sie seit dem Jahr 1990 in gegenseitiger Verständigung errichtet worden war, ist in ihren Grundfesten erschüttert. In der Missbilligung des russischen Eroberungsfeldzuges ist sich fast die gesamte Staatenwelt einig. Heute geht es um die Konsequenzen dieses Handelns. Wie weit können Drittstaaten wie Deutschland die Ukraine militärisch unterstützen, ohne selbst zur Kriegspartei zu werden? Lassen sich die verantwortlichen Staats- und Militärführer in Russland bestrafen, und welche Gerichte kommen dafür in Betracht? Kann es unter dem militärischen Druck Russlands einen Friedensvertrag geben, der auch den Verzicht auf ukrainisches Territorium umfasst? Lässt sich die allgemeine Regel des Völkerrechts, dass jede völkerrechtswidrige Handlung zur Wiedergutmachung verpflichtet, auch auf ein komplexes Kriegsgeschehen anwenden? Muss die Blockadehaltung Russlands als ständiges Mitglied des UN-Sicherheitsrats Anlass sein, das Vetorecht eines solchen Mitglieds, das seine Vorrangstellung zur Förderung des eigenen verbrecherischen Handelns missbraucht, einzuschränken oder zu beseitigen? Die Gefahr besteht, dass das System der internationalen Beziehungen von einer regelbasierten Ordnung zu einer Konstellation wird, in der nur die Macht des Stärkeren zählt.