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Nobelpreise für Klima, Turbo-Chemie und Rezeptoren

Dieses Mal nicht – vielleicht nach dem Einfrieren ?

Von Manfred Ronzheimer und Kathrin Burger

In den naturwissenschaftlichen Sparten bleiben die Männer unter sich. Unter den 7 ausgewählten Preisträgern ist auch diesmal keine Frau.

Chemie: Frühe Warnung vorm Klimawandel

Der Kampf gegen den Klimawandel basiert auf soliden wissenschaftlichen Erkenntnissen. Mit dieser Begründung wurde der Physik-Nobelpreis 2021 vergeben, wenige Wochen vor der wichtigen Weltklimakonferenz in Glasgow. Die Auszeichnung ging an drei Forscher, die mit ihren Rechenmethoden Ordnung in das vermeintliche Chaos der Klimadaten brachten und damit auch den menschlichen Einfluss auf die Erderwärmung belegen konnten. Unter ihnen der deutsche Klimaforscher Klaus Hasselmann.

Der weltweit renommierteste Wissenschaftspreis wurde zur einen Hälfte Hasselmann und dem US-amerikanischen Meteorologen Syukuro Manabe zuerkannt; die andere Hälfte ging an den Italiener ­Giorgio Parisi. Alle drei lieferten „bahnbrechende Beiträge zu unserem Verständnis komplexer physikalischer Systeme“, so die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften.

Der heute 89-jährige Hasselmann hatte in Hamburg und Göttingen Physik und Mathematik studiert und lehrte nach seiner Promotion in Deutschland und den USA. 1975 übernahm er die Leitung des Max-Planck-Instituts für Meteorologie in Hamburg und später des Deutschen Klimarechenzen­trums. Auch an der Gründung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) war er beteiligt, das ihn jetzt zu der „fantastischen Anerkennung“ seiner Forschungsarbeiten beglückwünschte.

Hasselmann entwickelte einen Ansatz der Klimamodellierung im Rechner, der Wetter und Klima verband und so erklären konnte, warum Klimamodelle trotz der scheinbar chaotischen Natur des Wetters verlässlich sein können. Auf Grundlage seiner Forschung warnte Hasselmann schon früh vor den gefährlichen Folgen eines menschengemachten Klimawandels. „In 30 bis 100 Jahren, je nachdem, wie viel fossiles Brennmaterial wir verbrauchen, wird auf uns eine ganz erhebliche Klimaänderung zukommen“, äußerte er sich 1988 in einem Zeitungsinterview.

Syukuro Manabe wurde 1931 in Japan geboren und ging 1958 in die USA, wo er zuletzt an der Princeton Universität forschte. Seine Pionierarbeit bestand für das Nobel-Komitee darin, dass er nachweisen konnte, wie ein erhöhter Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre zu einem Anstieg der Temperaturen an der Erdoberfläche führt. In den 1960er-Jahren legten Manabes Arbeiten den Grundstein für die Entwicklung von Klimamodellen, die auch Hasselmann benutzte. Unter anderem untersuchte der Meteorologe als Erster die Wechselwirkung zwischen Strahlungsbilanz und dem vertikalem Transport von Luftmassen.

Der dritte Preisträger, der Physiker Giorgio Parisi, wurde 1948 in Rom geboren und forscht an der dortigen Universität La Sapienza. Sein Schwerpunkt ist die Untersuchung versteckter Muster in scheinbar ungeordneten Systemen und deren mathematischer Beschreibung. Dazu zählt etwa wie sich Eisenatome in einem Netzwerk aus Kupferatomen verhalten. Seine Entdeckungen, urteilte das Nobel-Komitee, „ermöglichen das Verständnis und die Beschreibung vieler verschiedener und scheinbar völlig zufälliger Materialien und Phänomene, nicht nur in der Physik, sondern auch in anderen, sehr verschiedenen Bereichen, wie Mathematik, Biologie, Neurowissenschaften und maschinelles Lernen“.

„Ich bin noch ganz überrascht. Ich will gar nicht aufwachen, für mich ist das ein schöner Traum“, sagte Hasselmann in einer ersten Reaktion. Es sei ihm wichtig, „dass meine Forschung zeigt, dass Menschen das Klima tatsächlich beeinflusst haben“. Sein Hamburger Institut empfing den früheren Direktor Dienstag mit Standing Ovations. Für die Max-Planck-Gesellschaft, Deutschlands führender Einrichtung für Grundlagenforschung, war es der zweite Physik-Nobelpreis in Serie. Letztes Jahr war der Münchner Astrophysiker Reinhard Genzel ausgezeichnet worden. (Manfred Ronzheimer)

Medizin: Mit Chili und Minze zum Nobelpreis

Schon seit über hundert Jahren ist bekannt, dass Sinnesempfindungen wie Kälte, Hitze, Schmerz oder Berührung von der Haut über diverse Rezeptoren und Nervenleitungen erkannt und ans Gehirn geleitet werden. Unklar war bislang allerdings, wie genau Temperatur und Druck oder leichte Berührungen zu elektrischen Impulsen werden. Dieses Geheimnis haben die Forscher David Julius von der University of California in San Francisco sowie Ardem Patapoutian vom Scripps Research Institute in La Jolla gelüftet. Darum hat das Nobelkomitee sie dieses Jahr mit dem renommierten Medizin-Nobelpreis bedacht.

Die Beobachtung, dass der Chilischoten-Inhaltsstoff Capsaicin in den Mundschleimhäuten aber auch auf der Haut durch Chemiker Benjamin Listseine Schärfe einen ähnlichen Schmerz auslöst wie Hitze, brachte David Julius auf eine Fährte. Um den zuständigen Rezeptor aufzuspüren, erstellte das Forscherteam um Julius eine Liste der Gene, die bei Nagetieren aktiv werden, wenn diese auf äußere Reize reagieren. Hatten die Wissenschaftler ein solches Gen aufgespürt, testeten sie es im Erbgut von kultivierten Zellen und unter Beigabe von Capsaicin. Es dauerte viele Forscherjahre bis endlich eines der Gene auf den Chili-Stoff reagierte.

Julius hat das Gen entschlüsselt und gezeigt, dass es für einen zuvor unbekannten Kanal in der Zellmembran codiert, den Ionenkanal nannte er TRPV1. Dieser Kanal öffnet sich, wenn Capsaicin an das Rezeptormolekül andockt. Das Gleichgewicht der Ionen innerhalb und außerhalb der Zelle kommt dadurch aus der Balance – der elektrische Nervenreiz wird ausgelöst. Die Forscher setzten den Rezeptor dann auch Hitze aus. Dabei zeigte sich, dass sich der Rezeptorkanal ab Temperaturen von 40 Grad ebenfalls öffnet und die gleiche Kaskade vonstatten geht. Hitze und Schmerz lösen also nicht nur subjektiv ein ganz ähnliches Empfinden aus, auch der physiologische Mechanismus beider Sinnesarten ist identisch. Die englische Bezeichnung „hot“ für Scharfes wie auch Heißes kommChemiker Benjamin Listt also nicht von ungefähr.

Quelle        :       TAZ-online         >>>>>         weiterlesen

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