Spektrum der Wissenschaft 2019-07.pdf

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Neustart der
Gentherapie
Eine gescheitert geglaubte
Methode fe
feiert ihr Comeback
IM FOKUS
Herausforderung
Klimawandel
ASTRONOMIE
So entstand das erste Bild eines Schwarzen Lochs
FRÜHMENSCHEN
Knochensplitter verraten Verwandtschaftsverhältnisse
KLOSTERMEDIZIN
Wie Hildegard von Bingen zum Popstar wurde
EDITORIAL
DIE ZUKUNFT
UNSERES KLIMAS
Hartwig Hanser, Redaktionsleiter
hanser@spektrum.de
Der letzte Dürresommer ist noch allzu gut in Erinnerung, und die Grundwasser-
vorräte sind trotz einiger ergiebiger Regenfälle hier zu Lande nicht wieder auf-
gefüllt. Besonders Landwirte zittern vor dem Sommer, auch wenn niemand weiß,
ob es erneut zu wochenlanger Bruthitze kommt. Tatsächlich aber häuften sich in
den vergangenen Jahren extreme Wetterbedingungen gerade in den Sommer-
monaten – in Deutschland, in Europa und darüber hinaus. So überschwemmten
2018 zeitgleich zur hiesigen Dürre massive Regenfälle den Nordosten der USA.
Ab S. 54 beschreibt Michael Mann, Professor für Atmosphärenforschung an
der Pennsylvania State University, eine aktuelle Hypothese für diese Entwicklung:
Der Jetstream, eine gewaltige Strömung in der Erdatmosphäre, die hoch oben an
der Grenze zur Stratosphäre von West nach Ost zieht, schwächt sich im Sommer
ab und schlägt dadurch zunehmend wellenförmig nach Süden und Norden aus.
Bleiben diese Wellenberge und -täler dann längere Zeit an derselben Stelle hängen,
kommt es genau dort zu solchen Wetterextremen. Neuen Studien zufolge verstär-
ken aus der Quantenphysik bekannte Resonanzmechanismen die Ausschläge des
Jetstreams noch weiter.
Die Ursache für das Phänomen sehen Forscher darin, dass sich die Arktis
schneller erwärmt als unsere gemäßigten Breiten. Und das wiederum lässt sich laut
Modellrechnungen auf den menschengemachten Klimawandel zurückführen. Für
Michael Mann ein weiteres Argument dafür, den Ausstoß von klimaverändernden
Gasen wie Kohlendioxid schnellstmöglich deutlich zu reduzieren, um die Entwick-
lung nicht noch zu verschlimmern. Sonst müssten wir auch in Deutschland spätes-
tens ab 2050 mit einer weiteren dramatischen Zunahme sommerlichen Extrem-
wetters rechnen.
An dieser Stelle hakt Richard Conniff in seinem Beitrag ab S. 62 ein. Für den
Wissenschaftsautor ist der Zug in puncto CO
2
-Reduktion bereits abgefahren:
Sie allein wird nicht reichen. Zusätzlich müssen wir das Treibhausgas möglichst
effizient aus der Atmosphäre entfernen und neutralisieren, fordert er. Conniff gibt
einen umfassenden Überblick über die hierzu angedachten und zum Teil schon
eingesetzten Technologien. Dazu bezieht er sich vor allem auf eine gründliche
Studie der deutschen Klimaforscherin Sabine Fuss vom Berliner Mercator-Institut.
Sein Fazit: Gelänge es, mehrere Ansätze optimal zu kombinieren, ließe sich die
notwendige, ungeheure Menge an CO
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wohl zu vertretbaren Kosten entfernen und
die Klimaerwärmung auf diese Weise begrenzen. Dann sollte auch der Jetstream
weniger ausgebremst werden – und damit hoffentlich sommerliches Extremwetter
nicht zur neuen Normalität werden.
Herzlich, Ihr
IN DIESER AUSGABE
THOMAS HIGHAM
KATERINA DOUKA
Die beiden Archäologen entlocken
kleinsten Knochenstücken verblüf-
fende Erkenntnisse über die Frühzeit
des Menschen (ab S. 34).
MICHAEL E. MANN
Der Klimawandel bringt nicht nur
heißere Sommer, sondern auch
Starkregen und Überschwem-
mungen. Wie das mit dem Jet-
stream zusammenhängt und was
die Quantenphysik damit zu tun
hat, erklärt der Atmosphärenfor-
scher ab S. 54.
TOBIAS NIEDENTHAL
Finsteres Mittelalter auf der einen
Seite, die Lichtgestalt Hildegard von
Bingen auf der anderen – der Würz-
burger Medizinhistoriker kämpft ab
S. 72 gegen Klischees.
NEU AM KIOSK!
Unser
Spektrum
SPEZIAL
Physik – Mathematik –
Technik 2.19 präsentiert aktuelle Ansätze, welche
die Gravitation mit den Gesetzen der Quantenwelt
zu einer »Theorie von Allem« vereinen sollen.
Spektrum
der Wissenschaft
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PETRA ROTHÜTL
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INHALT
3 EDITORIAL
6 SPEKTROGRAMM
24 FORSCHUNG AKTUELL
Ein neuer Mensch
Zwergenhafter Zuwachs für
unsere Gattung
Primpolynome
Hintertür in der
RSA-Verschlüsselung
Genetisches Alphabet
verdoppelt
Vier neue Buchstaben für die
DNA
Schrödingers Katze
erweitert ihr Revier
Quantenphysiker betreten
experimentelles Neuland
12 MEDIZIN
GENTHERAPIE GEGEN HÖRSCHÄDEN
Serie: Gentherapie (Teil 1)
Nach einem holprigen Start macht die Gen-
therapie inzwischen wichtige Fortschritte. Forscher wollen sie etwa
nutzen, um eine bestimmte Form der Gehörlosigkeit zu behandeln.
Von Dina Fine Maron
20 GENTHERAPIE
BESSERE VERPACKUNG FÜR DNA-PAKETE
Künstlich veränderte Viren sollen helfen, Genmaterial in
Körperzellen einzuschleusen, um so Erbkrankheiten zu behandeln.
Von Neil Savage
34 ARCHÄOLOGIE
DIE NADEL IM KNOCHENHAUFEN
Knochen sind der Schlüssel, um das Leben unserer Urahnen zu erforschen.
Aber was tut man, wenn nur winzige Splitter übrig sind?
Von Thomas Higham und Katerina Douka
42 ASTRONOMIE
INS HERZ DER FINSTERNIS
Astrophysiker haben erstmals ein Bild eines Schwarzen Lochs gemacht.
Eine Aufnahme für die Geschichtsbücher – und das Ende einer langen Reise.
Von Robert Gast
33 SPRINGERS EINWÜRFE
Hierarchien im Hirn
Der Umgang mit Überra-
schungen verläuft gestaffelt.
Im Fokus: Herausforderung Klimawandel
52 SCHLICHTING!
Gefährliche Schräglage
Das Lawinenrisiko hängt
vom Störenfried ab.
54 KLIMAWANDEL
GEFÄHRLICHER WETTERVERSTÄRKER
Das Wetter spielt immer häufiger und immer drastischer verrückt. Grund ist
der Jetstream, der sich abschwächt und zu schlingern beginnt. Die globale
Erwärmung verstärkt diesen Trend.
Von Michael E. Mann
71 FREISTETTERS FORMELWELT
Beharrliche Berechnungen
Das Querprodukt stellt
Mathematiker vor Rätsel.
62 KOHLENDIOXID
DAS KLIMAGAS VERGRABEN
Im Kampf gegen den Klimawandel müssen wir bereits emittiertes CO
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aus der
Atmosphäre entfernen. Doch welche Technologie eignet sich am besten?
Von Richard Conniff
79 ZEITREISE
86 REZENSIONEN
94 LESERBRIEFE
96 FUTUR III – KURZGESCHICHTE
97 IMPRESSUM
98 VORSCHAU
72 KLOSTERMEDIZIN
VON MONTE CASSINO NACH BINGEN
Jahrhundertelang oblag es Geistlichen wie Hildegard von Bingen,
medizinisches und pharmakologisches Wissen zu pflegen und zu mehren.
Von Tobias Niedenthal und Johannes Gottfried Mayer
80 MATHEMATISCHE UNTERHALTUNGEN
NICHTPERIODISCHE PARKETTKUNST
Eine Mischung aus Regelhaftigkeit und Undurchschaubarkeit führt zu
prächtigen Kunstwerken.
Von Christoph Pöppe
TITELBILD:
ANUSORN NAKDEE / GETTY IMAGES / ISTOCK;
BEARBEITUNG: SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT
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Spektrum
der Wissenschaft
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TITELTHEMA
COMEBACK DER GENTHERAPIE
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EHT COLLABORATION (WWW.ESO.ORG/PUBLIC/GERMANY/IMAGES/ESO1907A/) /
CC BY 4.0 (CREATIVECOMMONS.ORG/LICENSES/BY/4.0/LEGALCODE)
ARCHÄOLOGIE
NADEL IM
KNOCHEN-
HAUFEN
CHRISTOFFER RUDQUIST
42
ASTRONOMIE
EIN BILD EINES SCHWARZEN LOCHS
62
KLIMA
CO
2
VERGRABEN
72
GESCHICHTE
KLOSTERMEDIZIN
HELMUTH SCHAM, MIT FRDL. GEN. DER STIFTUNG WELTERBE KLOSTERINSEL REICHENAU
LIZ TORMES
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ANUSORN NAKDEE / GETTY IMAGES / ISTOCK; BEARBEITUNG: SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT

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