Forschungshighlights: Vom Lernen im Schlaf bis zu anpassungsfähigen Gräsern
Ein Rückblick auf Forschungserfolge der Universität Bern der letzten drei Monate, die in den Medien breite Beachtung fanden: Aktuell sind dies Ergebnisse aus der Psychologie, Weltraumforschung und den Pflanzenwissenschaften.
Vokabellernen im Schlaf, spektakuläre Bilder von der Berner Mars-Kamera CaSSIS, und anpassungsfähige Gräser – diese Berner Forschungs-Highlights der letzten drei Monate waren in den Medien besonders erfolgreich.
Vokabeln können im Tiefschlaf gelernt werden
Die Forschenden Katharina Henke, Marc Züst und Simon Ruch vom Institut für Psychologie und der Interfakultären Forschungskooperation «Decoding Sleep» an der Universität Bern konnten erstmals belegen, dass im Tiefschlaf tatsächlich Wörter einer Fremdsprache mitsamt ihrer deutschen Übersetzung gelernt und im Wachzustand unbewusst wieder abgerufen werden können. Dabei sind Hirnstrukturen aktiv, die auch beim Lernen im Wachzustand beteiligt sind.
Bisher hat Schlafforschung weniger das Neulernen im Schlaf untersucht als vielmehr das Festigen von zuvor im Wachzustand Gelerntem. Es ist gut belegt, dass im Wachzustand Gelerntes später im Schlaf rekapituliert wird, indem es im Gehirn wieder «abgespielt» wird. So wird das Gelernte weiter gefestigt und in den bestehenden Wissensschatz eingebettet.
Nun stellt der Nachweis von Schlaflernen gängige Theorien zu Schlaf und Gedächtnis in Frage. «In welchem Ausmass und mit welchen Folgen die Zeit des Schlafens zum Erwerb neuen Wissens genutzt werden kann, wird sich in der Forschung der kommenden Jahre zeigen», sagt Henke.
Berner Mars-Kamera CaSSIS liefert spektakuläre Bilder
Vor drei Jahren, am 14. März 2016, war es soweit: die Berner Mars-Kamera CaSSIS startete mit der Raumsonde ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO) der Europäischen Weltraumorganisation ESA ihre Reise zum Mars. Erstmals seit den 1970er-Jahren wird mit dem TGO wieder aktiv nach Leben auf dem Mars geforscht. CaSSIS (kurz für Colour and Stereo Surface Imaging System) wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Prof. Nicolas Thomas vom Center for Space and Habitability (CSH) entwickelt. Am 2. März 2019 lieferte das Berner Kamerasystem neben spektakulären, farbigen Bildern der Marsoberfläche zudem sein erstes Bild von InSight, dem Lander der NASA auf dem Mars. Es ist das erste Mal, dass ein europäisches Instrument den Lander identifiziert hat.
Die hochauflösenden Bilder des roten Planeten zeigen Ansichten von eigenartigen Oberflächenmerkmalen, illustrieren die Vielfalt der Mineralien und liefern sogar 3D-Stereoansichten und digitale Geländemodelle. Die Stereobilder von CaSSIS erwecken die Szenerie auf dem Mars zum Leben, indem sie zusätzlich Einblick in die Höhenunterschiede geben. Diese Informationen sind wichtig für die Entschlüsselung der Geschichte der Ablagerungen und Schichten auf dem Mars. Die Bilder wurden von Teams der Universität Bern, der University of Arizona und des INAF-Padova produziert.
Gräser übernehmen Gene von verwandten Arten
Um sich an die Umwelt anzupassen, übernehmen Gräser bestimmte Gene von verwandten Arten – und dies auf direktem Weg von Pflanze zu Pflanze, ohne Evolution über mehrere Generationen. Dies zeigt eine neue Studie unter Mitarbeit von Forschenden des Instituts für Pflanzenwissenschaften der Universität Bern.
Das in der Studie untersuchte Wildgras Alloteropsis semialata kann Gene über den sogenannten horizontalen Gentransfer erwerben. Dies geschieht also anders als bei «vertikalen» Genanpassungen von Generation zu Generation, wie es die Darwin’sche Evolutionstheorie beschreibt. «Menschen verändern mit Gentechnik gezielt die DNA von Pflanzen. Bisher wussten wir jedoch nicht, dass dies Gräser auf natürliche Weise ebenfalls tun», erklärt Christian Parisod, Professor am Institut für Pflanzenwissenschaften.
Der nächste grosse Schritt auf diesem Forschungsgebiet wird es sein, den biologischen Mechanismus hinter dem horizontalen Gentransfer zwischen Pflanzen zu verstehen. Denn im Gegensatz zum Gen-Austausch zwischen Bakterien ist der Vorgang beim Transfer zwischen Pflanzen noch nicht erklärt.
Zu den Autorinnen
Lea Muntwyler ist Hochschulpraktikantin und Nadine Steinmann arbeitet als Social Media Assistentin in der Abteilung Kommunikation & Marketing.