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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Forschungsprojekt nimmt die Sauropoden ins Visier |
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| | | Sie waren die Giganten der Urzeit: Mit einem Gewicht von bis zu 100 Tonnen übertrafen die so genannten Sauropoden, eine Dinosaurier-Gruppe, mit Abstand alle anderen Landlebewesen, die jemals die Erde bevölkert haben. Forscher aus Österreich, Deutschland und der Schweiz untersuchen nun in einem Projekt, warum die seit über 65 Millionen Jahren ausgestorbenen Tiere so gigantische Ausmaße annehmen konnten und wie ihre Körper funktionierten. |
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So studieren beispielsweise Materialwissenschaftlerinnen von der Technischen Universität (TU) Wien die Knochen der Sauropoden und hoffen dabei auf neue Erkenntnisse für den Bau höchst belastbarer Strukturbauteile, etwa für Flugzeuge.
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Interdisziplinäres Projekt mit acht Universitäten
Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in den nächsten drei Jahren mit 1,4 Mill. Euro geförderte Gruppe unter der Leitung des Paläontologen Martin Sander von der Universität Bonn vereint Forscher aus der Paläontologie, Zoologie, Geochemie und Biomechanik von insgesamt acht Universitäten in den drei Ländern. |
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 Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) |
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Wachstumsrate, Nahrung, Atmung ... |
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Die Wissenschaftler wollen unter anderem die Wachstumsraten der Sauropoden, zu denen Brachiosaurier oder auch Barosaurier zählen, bestimmen.
Physikalisch-chemische Analysen von Dino-Knochen könnten Rückschlüsse auf ihre Nahrung zulassen. Andere Teilprojekte gehen etwa der Frage nach, wie effizient die Atmung der Landbewohner funktionierte.
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"Künstlicher Magen" soll Nährstoffzufuhr klären |
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| Das Computerbild zeigt den Sauropoden Paralititan stromeri. |
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Außerdem wollen die Forscher mit einer Art "künstlichem Magen" errechnen, wie gut damals die Nährstoffzufuhr der Sauropoden war, die sich wahrscheinlich vor allem von Gingko und anderen Pflanzen ernährten.
"In Fermentationskammern wollen wir Material von derartigen Pflanzen 'verdauen' und so überprüfen, wieviele Nährstoffe und Kohlenhydrate sie lieferten", erklärt Forschungsleiter Martin Sander von der Universität Bonn.
Die Wissenschafter hoffen so unter anderem zu erfahren, wie viel Energie die Sauropoden mit der Nahrung aufnehmen konnten, wie viel sie aber andererseits für Bewegung, Vermehrung, Wachstum und Atmung wieder verbrauchten.
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TU-Forscher untersuchen die Dino-Knochen |
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In einem eigenen Projekt nehmen die TU-Forscherinnen Anke Rita Pyzalla und Magdalena Stempniewicz die Dino-Knochen aus materialwissenschaftlicher Sicht unter die Lupe.
Die Werkstoffwissenschaftler interessieren sich seit geraumer Zeit für biologische Strukturen, die von der Natur für hohe Belastungen optimiert worden sind.
Konkret fragt sich Pyzalla, wie die Knochen die gigantische Belastung eines Körpergewichts von bis zu 100 Tonnen aushalten konnten: Ein Oberschenkelknochen eines Brachosaurus, der in diesem Projekt untersucht wird, war beispielsweise rund 2,2 Meter lang und hatte an der dünnsten Stelle einen Durchmesser von etwa 15 Zentimetern.
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Anregungen für moderne Werkstoffe |
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Entsprechend gut optimiert musste das Material sein. "Wir hoffen, dass wir durch die Erforschung der biologischen Struktur der Knochen und der Übertragung der festigkeitssteigernden Mechanismen auf moderne Werkstoffe Neues lernen können, etwa für die Entwicklung von Strukturwerkstoffen wie sie z.B. im Flugzeug- oder Karrosseriebau eingesetzt werden", erklärte Pyzalla im Gespräch mit der APA.
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War die Mikrostruktur entsprechend adaptiert? |
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Da die Knochen aller Wirbeltiere aus den selben Bestandteilen aufgebaut sind, die hohe Belastungsfähigkeit also nicht am "Werkstoff" liegen kann, vermuten die Wissenschaftler, dass die Anordnung der Bestandteile - die Mikrostruktur der Dino-Knochen - entsprechend adaptiert war.
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Synchrotronstrahlung und Neutronen als Hilfe |
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Diese analysieren Pyzalla und Stempniewicz vom Nano- bis zum Millimeter-Bereich, und zwar mit Hilfe modernsten Methoden der Materialforschung. Knochenproben werden etwa mit Synchrotronstrahlung an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble (Frankreich) und am Hamburger Synchrotronstrahlungslabor HASYLAB untersucht.
Mit diesen hochintensiven Röntgenstrahlen lassen sich etwa Partikel-Größen-Verteilungen im Knochen feststellen.
Außerdem wird am GKSS Forschungszentrum in Geesthacht (Deutschland) mit Hilfe von Neutronen die Knochenstruktur bis hin zur Anordnung der Kristallbausteine, die den Knochen aufbauen, studiert. Denn die Anordnung und räumliche Ausrichtung der Kristalle bestimmen die mechanischen Eigenschaften des Knochen entscheidend mit.
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01.01.2010 |
