Spektrum der Wissenschaft 2013 08.pdf
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SERIE
DIE gRöSSTEn
RäTSEl DER
ASTRonomIE
Geburt und Tod
der Sterne
AUGUST 2013
tierwaNderuNgeN
Minisender offenbaren
Überraschungen
NeurowisseNschaft
Wie Lust im
Gehirn entsteht
archäologie
Die Gottkönige
von Hawaii
Neue Strategien
gegen Krebs
Physiker wollen
die Tumortherapie
revolutionieren
www.spektrum.de
unsere neuerscheinungen
Merktechniken: Wissen zuverlässig speichern
•
Starke Synapsen gegen ADHS
•
Gedächtnis:
Lerne lieber unbewusst
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Tagträumen: Hochbe-
trieb im Oberstübchen
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€ 8,90
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Ab 30. 7. 2013
Evolution: Der Sinn der Allergie
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Falsche
Prägung: Fehlalarm im Darm
•
Nahrungsmittel:
Wenn im Essen der Tod lauert
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Atopisches
Ekzem: Was tun gegen Neurodermitis?
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erhältlich
Ein neuer Urahn?
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Die Seitensprünge des
Homo
sapiens
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Warum wir nackt sind
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Die Geburt
der Kreativität
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Großeltern – Segen für die Ge-
sellschaft
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Die Wissenschaft vom Unendlichen
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Von der
Perspektive zur geometrischen Unendlichkeit
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Das unendlich Kleine in der Physik
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Braucht
die Arithmetik das Unendliche?
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Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
Slevogtstraße 3–5 | 69126 Heidelberg
Wissenschaft aus erster hand
Editorial
Carsten Könneker
Chefredakteur
koenneker@spektrum.de
Autoren in diesem Heft
Onkologie am Scheideweg?
S
eit Richard Nixon 1971 den »Krieg gegen Krebs« ausrief, wurden allein in den USA mehr
Kevin L. Campbell
(links) interes
siert sich für die evolutions
geschichte von rekonstruierten
Proteinen ausgestorbener
Arten.
Michael Hofreiter
unter
sucht an prähistorischen dnA
sequenzen, wie Körperfunk
tionen auf umweltveränderun
gen reagieren (s .40).
als 200 Milliarden Dollar in die Forschung investiert. Zwar sind das prinzipiell gut einge-
setzte Mittel, denn nach wie vor ist Krebs die zweithäuigste Todesursache – auch bei uns in
Deutschland. Doch genau diese Tatsache weist bereits auf ein Dilemma hin: Das viele Geld
hat nicht genug bewirkt. Die Fünf-Jahre-Überlebensrate hat sich bei manchen Krebsarten er-
höht, von einer wirklich wirksamen »Waffe« ist jedoch noch immer keine Spur zu erkennen.
Kritiker monieren zudem, die derzeit mächtigste Strömung innerhalb der Krebsforschung,
die Molekulargenetik, münde in eine Sackgasse. An ihrem Ende erheben sich unbezwingbare
Datenberge; vor lauter Fixierung auf Details gerate das Ganze aus dem Blick.
I
n die Diskussion über neue Wege in der Krebsforschung bringen sich auch Physiker ver-
stärkt ein. Sie interessieren sich für das Grundlegende. Im Fall von Krebs sind das zunächst
einmal die Materialeigenschaften von Tumoren. So wollen Forscher anhand der mecha-
nischen Verformbarkeit entarteter Zellen Prognosen über den Krankheitsverlauf anstellen.
Eine offene Frage dabei lautet, ob die physikalischen Eigenschaften von Geschwulsten von
der jeweiligen zellulären Umgebung abhängen. Die Antwort darauf dürfte sich stark auf
künftige Behandlungen auswirken (S. 25). Indem sie Tumoren im Computer modellieren,
wollen Physiker deren weiteres Wachstum berechnen – und alternative Entwicklungen simu-
lieren, die etwa ein chirurgischer Eingriff oder eine Behandlung mit Medikamenten bewir-
ken (S. 28). Ein großes Problem der Onkologie ist noch immer die Früherkennung; oft diag-
nostizieren Ärzte eine Erkrankung erst dann, wenn die Chancen auf eine erfolgreiche Be-
handlung bereits rapide sinken. Um wertvolle Zeit zu gewinnen, erproben Physiker daher
eine ganze Reihe von alternativen Nachweisverfahren, messen zum Beispiel Dichteverteilun-
gen und schießen 3-D-Fotos von einzelnen Zellen (S. 31).
der Astrophysiker
Ralf Launhardt
geht am maxPlanckinstitut
für Astronomie in Heidelberg
der frage nach, wie sterne
entstehen. Ab s. 46 berichtet er
vom wechselhaften schicksal
der strahlenden Himmelskörper.
E
s wäre vermessen, zu erwarten, dass die Besinnung auf die grundlegenden Eigenschaften
von Tumoren die Krebsforschung auf einmal umwälzen wird. Die Hoffnung besteht viel-
mehr darin, dass die Ideen aus der Physik der Onkologie neue Impulse geben, von denen
letztlich wir alle proitieren. Ich bin davon überzeugt, Sie werden unseren Streifzug durch die
aktuellen Ideenschmieden der physikalischen Krebsforschung mit Gewinn lesen!
dem Bauingenieur und
umwelttechniker
Victor C. Li
gelingt schier unmögliches:
er macht Beton biegsam (s. 84).
Herzlich Ihr
3
SPEKTRUM DER WISSENSCHAFT · AUgUST 2013
inhalt
3
Editorial
12
Forschung aktuell
6
Leserbriefe/Impressum
Simulation des mensch
lichen Stoffwechsels
Biochemische »Google
Map« für Forscher
lässt sich als Summe drei
er Primzahlen schreiben
8
S
pektrogramm
Planetenentstehung • Neuer Ansatz gegen
multiple Sklerose • Aufbau von Schmetter
lingsrüsseln • Plattentektonische Subduk
tion vor Europa • Krebsresistente Nackt
mulle • Antiker Schmuck aus Meteoriten
Der Feind meines Feindes
Bakteriophagen im Dienst
des Immunsystems
Navi im Rattenhirn
Nager spielen die Route zu
einem Ziel im Geist durch
SpringerS einwürfe
Sportliche Urahnen
Frühe Menschen waren
gut gebaute Athleten
11
Bild des Monats
Uralter Primat
GoldbachVariationen
Jede ungerade Zahl ≥ 7
34
...............................................................................................................
biologie & medizin
34
Freude, schöner Nervenfunken
Morten L. Kringelbach und Kent C. Berridge
Laut neuen Befunden wurzeln Lust und Verlangen in
unterschiedlichen Hirnregionen. Die überraschende
Erkenntnis könnte der Behandlung von Sucht und Depres
sion neue Impulse geben.
r
40
Angepasst an die Eiszeit
Kevin L. Campbell und Michael Hofreiter
Gene von Mammuts enthüllen: Ihr Hämoglobin funk
tionierte noch bei tiefen Temperaturen gut und versorgte
selbst kalte Füße mit Sauerstoff.
........................................................................................................
Physik & astronomie
46
Das wechselhafte Leben der Sterne
Ralf Launhardt
Der Nachthimmel erfüllt uns seit jeher mit Staunen.
Allmählich verstehen die Astronomen, welche Prozesse die
Lichtquellen und Elementfabriken des Alls antreiben.
r
46
Schlichting!
58
Immer der Sonne entgegen
H. Joachim Schlichting
Ein scheinbar harmloses Wandervorhaben entwickelt sich
zum komplexen geograischastronomischen Problem.
....................................................................................................................
mensch & kultur
62
Gottkönige im Inselparadies
Patrick Vinton Kirch
Auf dem Archipel von Hawaii könnten sich ab dem
14. Jahrhundert echte archaische Staaten ent
wickelt haben – die letzten in der Weltgeschichte.
r
4
SPEKTRUMDERWISSENSCHAFT·AUgUST2013
r
TITELThEma
Neue Strategien gegen Krebs
Physiker wollen die Tumortherapie
revolutionieren
22 Der Blick fürs Wesentliche
Robert Gatenby
Verzettelt sich die Krebsforschung in Details?
25 Krebszellen im Kräftespiel
Erika Jonietz
Die Rolle der Elastizität bei Tumorzellen.
28 Berechnung des Tumors
Neil Savage
Computermodelle bilden die Vorgänge im Gewebe ab.
31 Das Unheil kommen sehen
Cassandra Willyard
Physiker entwickeln neue Verfahren zur Früherkennung.
74
MatheMatiSche UnterhaltUngen
70
Räumliche Gleichdicke
Christoph Pöppe
Eine ebene Platte können sie wie Kugeln schwankungs
frei tragen – aber sie sind nicht kugelrund. Mit minimalem
Volumen gibt es sie sogar in doppelter Ausfertigung.
............................................................................................................................
erde & umwelt
74
Auf den Spuren der Tiere
Roland Knauer
Mit neuen Technologien lassen sich die Wege von Zug
vögeln, aber auch anderer Wirbeltiere oder sogar Insekten
verfolgen. Dabei gibt es manche Überraschung.
r
84
.........................................................................................................
technik & comPuter
84
Biegsamer Beton
Victor C. Li
Beton ist spröde und bricht deshalb schon bei relativ
geringen Zug oder Scherspannungen. Durch Zugabe
von Kunststofffasern ist es nun gelungen, ihn verformbar
zu machen.
93
Rezensionen
E. O. Wilson:
Die soziale Eroberung der Erde •
Benoît B. Mandelbrot:
Schönes Chaos •
Sächsi-
sche Carlowitz-Gesellschaft (Hg.):
Die Erindung
der Nachhaltigkeit •
Brian Clegg:
Die Vermes
sung des Körpers •
Michael Zimmermann et al.:
Achtsamkeit •
Martin Bleif:
Krebs u. a.
105
Wissenschaft im Rückblick
Von der DachsteinEishöhle zum AssuanStaudamm
106
Vorschau
titelmotiv: fotolia / Juan gärtner [m]
die auf der titelseite angekündigten
themen sind mit
r
gekennzeichnet.
5
WWW.SPEKTRUM.DE
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luiza1989
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Archaeology Magazine Collection 2011 - 2013
Borys Pasternak
Der Spiegel (2006 - aktualne wydania)
Irving Stone
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