Wissenschaft + Forschung

&Uuml;ber das gesamte Jahr verteilt publiziert die Redaktion der Nachrichten aus der Chemie Trendberichte &uuml;ber alle chemischen Disziplinen hinweg.

Trendberichte

Artikel

Von Quantenphysik zu molekularer Quantentechnologie/Trendbericht Physikalische Chemie 2026 3/3

China entdeckt über 40 Prozent aller neuen Chemikalien und Reaktionen – mehr als jedes andere Land.Chinas Einfluss in der Chemie wächst, während der der USA abnimmt. Das zeigt eine Studie von Forschenden aus Deutschland und Mexiko. Die Forscher:innen untersuchten für den Zeitraum von 1996 bis 2022, wie viele neue chemische Verbindungen und Reaktionen einzelne Länder entdeckt haben.Insgesamt wächst die Gesamtheit aller chemischen Verbindungen und Reaktionen seit 200 Jahren konstant um 4 Prozent pro Jahr, fanden die Forscher:innen heraus.Während Teams aus den USA 1996 noch fast jede vierte neue Verbindung oder Reaktion publizierten (22 Prozent) und Forschende in China nur jede hundertste (1 Prozent), sank der Anteil der USA bis 2022 auf 11 Prozent, der von China wuchs auf 41 Prozent (<link href="#nadc20264160039-fig-0001">Grafik).<figure xml:id="nadc20264160039-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr0595g69kv107utags6d4xq" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264160039_fig_0001_a_76c8721452.png"><figcaption><label>Abb.1: </label>Forschende in China entdecken inzwischen mehr Verbindungen als die USA. Bild aus Lit. 3</figcaption></figure></figure>Gemeinsam entdeckten Forschende in den USA und China damit im Jahr 2022 über die Hälfte aller neuen Verbindungen und Reaktionen, der Rest entfiel auf die anderen 153 betrachteten Länder.Japans Anteil sank von 15 Prozent in 1996 auf 5 Prozent in 2022, während der von Indien konstant von 5 Prozent auf 10 Prozent wuchs. Die Anteile der meisten anderen Länder blieben stabil, darunter auch der Anteil Deutschlands.Die Autor:innen betrachten drei Unterkategorien genauer, nämlich Seltenerd-, organische und metallorganische Verbindungen. In allen drei veröffentlichten Forschende in China die meisten Verbindungen – bei den Seltenerd- und den organischen Verbindungen 40 Prozent und bei den organometallischen 17 Prozent. China entdeckt nicht nur den größten Anteil der Seltenerdverbindungen vor Russland und Indien mit je 10 Prozent, sondern verfügt auch über die Rohstoffe. Dies verstärkt Chinas politischen Einfluss, da inzwischen viele technische Anwendungen weltweit von diesen Materialien abhängen.Die chinesische Regierung investiert in wissenschaftliches Personal und Infrastruktur, wodurch Chinas Forschende zunehmend unabhängig von internationalen Kollaborationen werden. 90 Prozent der Veröffentlichungen aus China wurden im Jahr 2022 ohne internationale Partner publiziert. Dagegen haben Teams in den USA nur noch unter 80 Prozent ihrer Publikationen ohne internationale Kooperationen veröffentlicht – 1996 waren es noch 95 Prozent. Forschende in den USA arbeiteten 2022 besonders mit chinesischen Forschungseinrichtungen zusammen, an 18 Prozent ihrer Publikationen waren chinesische Forschende beteiligt. Schn<ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264160039-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264160039-bib-0001">1 Zur interaktiven Grafik: <url href="https://countrywise-chemical-space.com/CS-Explorer-App/"><a href="https://countrywise-chemical-space.com/CS-Explorer-App/" target="_blank">countrywise-chemical-space.com/CS-Explorer-App/</a></url></li><li xml:id="nadc20264160039-bib-0002">2 Zur Meldung: <url href="https://t1p.de/okpvp"><a href="https://t1p.de/okpvp" target="_blank">t1p.de/okpvp</a></url></li><li xml:id="nadc20264160039-bib-0003">3 Zur Studie: Quant. Sci. Stud. (2025) doi: <accessionid ref="info:doi/10.1162/QSS.a.47">10.1162/QSS.a.47</accessionid></li></ul>

Forschungsmaschine China

Interskriptum

Wroom, wroooom, wrooooooooom. So klingt ein Bohrhammer in seinem natürlichen Lebensraum (also auf der Baustelle). Kenner – nämlich durch Heavy Metal, Stilrichtung „technical death metal“, abgehärtete Menschen – schätzen daran: dieses Tief-in-den-Magen-fahren. Diese gespannte Erwartung, dass das Inferno nach Sekundenbruchteilen dröhnender Stille abermals seine akustische Pracht entfaltet. Dieses Beben des Bodens, welches das vegetative Nervensystem belebt und den Sympathikus hochfährt.Ja, es wird sicher Menschen geben, die das alles zu schätzen wissen. Ich nicht.Aber da müssen wir jetzt durch. Ende Juni, wenn diese Nachrichten-Ausgabe erscheint, sitzen wir (toitoitoi) schon in den neuen Büros im Erdgeschoss der GDCh-Geschäftsstelle. Der kaufmännische Direktor hatte uns ein Angebot gemacht, das wir nicht ablehnen konnten: „Ihr bekommt das Großraumbüro im EG!“ Nach ein wenig Gefeilsche – zehn Kamele, Bitcoins für alle, Erhöhung der Verteidigungsausgaben der Redaktion, das Übliche halt bei solchen Deals (im Ernst: Wir handelten noch zwei weitere kleinere Büroräume raus) – war alles in trockenen Tüchern. Aber wir halt auch auf der Baustelle. Das gesamte Erdgeschoss der GDCh-Geschäftsstelle wird nämlich gerade umgebaut.Bei einem Umbau lauert hinter jeder unsanierten Ecke der Endgegner: Brandschutzbestimmung, Paragraf Drölfzig. Hier habe ich mein neues Lieblingswort kennengelernt, die Sauerkrautdecke. Die Heimwerkerin weiß, dass eine solche aus viel langweiliger klingenden Holzwolle-Leichtbauplatten aufgebaut ist, aber egal, sie musste jedenfalls runter. Wroom, wrooooom, siehe oben.Aber dafür sitzen wir jetzt in unserem neuen Safe Space, wie man heutzutage sagt. Das übrigens im Wortsinn – Redaktionsräume genießen (presserechtlich) besonderen Schutz, vor Durchsuchung beispielsweise. Falls Sie jetzt auf die Idee kommen sollten, dass die Blauen Blätter der beste Ort zum Deponieren einer schwarzen Kasse wären … Vergessen Sie’s.Die einzige größere Durchsuchungsaktion in unserer Redaktion gab es übrigens, als ich mein Kaffeevorrats-Geheimversteck vergessen hatte. Die Kolleginnen und ich stellten alles auf den Kopf, aber wo die 32 koffeinhaltigen Notfallpads geblieben sind, bleibt ein Mysterium. Vielleicht erleben wir ja beim Auspacken der Umzugskartons eine Überraschung.Im Interskriptum schreibt Nachrichten-Chefredakteur Christian Remenyi über Chemisches und Komisches – und was sich sonst noch so im Zettelkasten der Redaktion findet. <a href="mailto:nachrichten@gdch.de">nachrichten@gdch.de</a>

Meinungsbeitrag

Das Leben ist eine Baustelle

Zellen per Laser drehen | Forscher:innen des Karlsruher Instituts für Technologie haben Zellen unter dem Mikroskop gedreht, ohne sie zu berühren. Dazu erwärmt ein Laserstrahl die Flüssigkeit, in der die Probe schwimmt, an einem oder mehreren Punkten. Dadurch bilden sich Strömungen, die die Objekte bewegen. Zuvor bewegten Laser Objekte linear, nun drehen sie sie auch: Durch schnelles Abtasten mit dem Laser strömt die umgebende Flüssigkeit schraubenförmig, und die Probe dreht sich wie in einem Strudel.Zur Studie: Light Sci. Appl., doi: <url href="https://www.nature.com/articles/s41377-026-02303-8">10.1038/s41377-026-02303-8</url>Partikel sortieren im Magnetfeld | Forschende der Universität Tübingen haben magnetische Partikel abhängig von ihrer Größe bewegt. Sie setzten die Partikel auf eine Schicht, die nach einem Schachbrettmuster positiv oder negativ magnetisiert war und bewegten ein zweites Magnetfeld außen herum. Indem sie mit unterschiedlich großen Partikeln gleichzeitig ein S und ein L zeichneten, zeigten sie: Die Partikel bewegen sich unabhängig voneinander.Zur Studie: Phys. Rev. Lett., doi: <url href="https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/nvxs-n1ml">10.1103/nvxs-n1ml</url>Luftfeuchtigkeit regulieren | Ein anorganisch-organisches Hybridsalz stabilisiert die Luftfeuchtigkeit. Entwickelt haben es Forscher:innen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und der Fujijan Normal University. Das Salz aus 1-Allyl-3-methylimidazolium(AMIM)-Kation und SbCl6-Anion nimmt bei Luftfeuchtigkeit über 50 Prozent Wasser auf und lagert AMIM-Chlorid auf der Oberfläche ab. Unter 50 Prozent Luftfeuchte gibt das Material wieder Wasser ab und baut das AMIM-Chlorid wieder in die Struktur ein.Zur Studie: Aggregate, doi: <url href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/agt2.70342">10.1002/agt2.70342</url>Stefanie Schneider

Manipulieren

Zellen, Partikel und Luft

Die Gruppe Markus Sutas stellt anorganische lumineszente photoaktive Materialien her, untersucht sie und versteht sie durch Rechenmodelle. Seine Forschung hilft beispielsweise, Displays und Thermometer zu entwickeln. Für seine Forschung erhielt Suta vor kurzem den Carl-Duisberg-Gedächtnispreis der GDCh und den Dozentenpreis des Fonds der Chemischen Industrie.Anorganische lumineszente Materialien finden wir überall im Alltag: in LEDs, Smartphone oder Bildschirmen. Eingesetzt werden sie auch für medizinische Bildgebung in Computer- oder Positronenemissionstomographen, biologische Markierungen oder lichtbasierte Temperatursensoren. Sie enthalten Seltene Erden, die die USA und die EU vor allem aus China importieren – was sie wirtschaftlich abhängig macht. Das Ziel unserer Forschungsgruppe ist es, Seltenerdmetall-freie Leuchtstoffe zu entwickeln und dabei den Ansprüchen der Anwender zu genügen. Am wichtigsten dabei: heller Leuchtstoff auch bei höheren Temperaturen, hohe Farbechtheit und in einer LED niedrigere Abklingzeiten. Wir arbeiten außerdem an Modellen, um Leuchtstoffe zu finden, die sich als Thermometer eignen, deren Messbereich bis hunderte Grad plus und minus reicht.Anorganische Leuchtstoffe, genannt Phosphore, basieren typischerweise auf kristallinen Festkörpern mit wohldefinierter Struktur. In diese werden kleine Mengen von Ionen eingebracht, die elektronische Übergänge zeigen, wenn sie mit Licht angeregt werden. Das sind vor allem Übergangselemente der 3d-Reihe wie Mn2+, Mn4+ oder Cr3+, die s2-Ionen aus dem p-Block wie Tl+, Sn2+, Pb2+, Sb3+ oder Bi3+ sowie Lanthanoide aus dem f-Block. Je nach Ion und Übergang absorbieren die Verbindungen Licht unterschiedlich gut, und die Helligkeit eines Leuchtstoffs ergibt sich aus dem Produkt von Absorption und Quantenausbeute. Die dreiwertigen Lanthanoide beispielsweise absorbieren schwach, durch ihre hohen internen Quantenausbeuten leuchten sie häufig dennoch hell. Die Festkörper emittieren Licht unterschiedlich breiter Wellenlängenbereiche, <link href="#nadc20264159181-fig-0001">das unterschiedlich schnell abklingt – je nach Anwendung werden diese Eigenschaften maßgeschneidert.<figure xml:id="nadc20264159181-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr055fzva0no07t8xlewil8n" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264159181_fig_0001_a_eed64f8af9.png"><figcaption><label>Abb.1: </label>Lumineszentes Thermometer: Erwärmt sich der Leuchtstoff, ändert er seine Farbe in diesem Fall von Rot über Gelb nach Grün (links). Für die Temperaturmessung wird das Intensitätsverhältnis zweier Emissionsbanden ausgenutzt, das von der Temperatur abhängt (rechts). Foto links: Adv. Opt. Mat.</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Das Rezept für gute Leuchtstoffe</h2>Helle Leuchtstoffe vereinen effiziente Absorption mit hohen Quantenausbeuten. Für die Beleuchtungstechnik ist das wichtig, denn moderne Leuchtdioden für die Innenraumbeleuchtung nutzen solche Materialien, die hierzu mit blauem Licht eines Halbleiters (In1–xGaxN) angeregt werden. Leuchten die Phospore dann in den Farben Grün und Rot, mischen diese Farben zusammen mit dem blauen Licht der Halbleiter-LED zu warmweißem Licht. In solchen phosphorkonvertierten LEDs erhitzt das blaue Licht, das durch eine Linse fokussiert wird, die Leuchtstoffe – auf 125 °C bis 150 °C. Idealerweise büßen die Leuchtstoffe dadurch auf lange Sicht kaum Helligkeit ein – und solche Stoffe gibt es bereits, beispielsweise Oxido- und Nitridosilicate oder -Aluminate mit Eu2+ oder aber Y3Al5O12:Ce3+ (YAG:Ce, gelber Emitter). Besonders das Spektrum des rot emittierenden Leuchtstoffs sollte schmal sein, da das menschliche Auge die energiearmen nahinfraroten Anteile des Spektrums nicht sieht, und das würde eingespeiste elektrische Leistung verschwenden. Emitter und chemische Umgebung bestimmen, wie hell und in welcher Farbe die Leuchtstoffe erstrahlen. Die Struktur der Umgebung dagegen entscheidet, wie schmal die Emissionsbanden sind und wie gut der Leuchtstoff hohe Temperaturen toleriert. Für robuste Leuchtstoffe mit schmalbandiger Emission wird die Beweglichkeit der Umgebung eingeschränkt. Dazu eignen sich Verbindungen mit Strukturen, in denen beispielsweise kleine tetraedrische Grundeinheiten über Ecken in allen drei Raumrichtungen miteinander verknüpft sind. Solche Motive finden sich häufig in Silicaten oder Aluminaten, lassen sich aber auch mit Hochdruckchemie stabilisieren.1,2) Vermengt werden hierzu Präkursoren wie Nitrate oder Carbonate mit wenigen Molprozent einer Verbindung des Emitters; umgesetzt wird bei teils über 1000 °C und beispielsweise 50 kbar. Als Emitter haben sich hier seit den 2000er Jahren vor allem die Lanthanoidionen Ce3+ und Eu2+ durchgesetzt,3) die breitbandig und mit hoher Wahrscheinlichkeit blaues Licht absorbieren. Die Abklingzeiten ihrer angeregten Zustände betragen zwischen etwa 0,1 µs (Ce3+) und 1 µs (Eu2+).<h2 type="main">Auf Seltene Erden verzichten</h2>Um Seltenerdmetall-freie Leuchtstoffe zu entwickeln, die denselben Ansprüchen genügen, wollen wir als Ersatz Mn2+ etablieren.4,5) Durch seine halbgefüllte 3d5-Konfiguration erlaubt das Ion elektronische Übergänge im sichtbaren Spektralbereich, aber einige der Eigenschaften der Lanthanoidionen sind schwieriger nachzustellen. Dazu gehört die effiziente Absorption von blauem Licht. Auch das Abklingen des angeregten Zustands dauert ms statt µs – schwierig beispielsweise für LEDs oder Hochleistungslichtquellen wie Scheinwerfer. Eine lange Abklingzeit angeregter Zustände führt dazu, dass diese bei Bestrahlung mit Licht schneller gesättigt werden, wodurch die Helligkeit nicht weiter zunehmen kann. Darüber hinaus sorgen lange Abklingzeiten für Nachleuchten und machen unerwünschte strahlungslose Prozesse wahrscheinlicher. Mit elektronischen Tricks, die vor allem die Spin- und Paritätsauswahlregel enthebeln, lassen sich diese Nachteile jedoch limitieren.<h2 type="main">Was Licht über Temperatur verrät</h2>Dass die Helligkeit von Leuchtstoffen von der Temperatur abhängt, muss kein Nachteil sein. Denn das emittierte Lichtsignal liefert so indirekt die Temperatur um einen Leuchtstoff herum.6) Genutzt werden könnten solche lumineszenten Thermometer insbesondere in Operando- oder In-situ-Technologien, also während des Betriebs kleiner mikroelektronischer Schaltkreise oder während Verbindungen miteinander reagieren. Ansätze finden sich in der heterogenen Katalyse, Mikroelektronik oder in thermischer Bildgebung bei biologischen Anwendungen. Solche Thermometer müssen jedoch zuverlässig und reproduzierbar kalibriert werden. Meine Forschungsgruppe entwickelte dazu ein zuverlässiges theoretisches Grundgerüst. Für einen zu messenden Temperaturbereich liefert es die passende Kombination aus Wirtsverbindung und Emitter.7) Um dieses Anwendungsproblem zu verstehen, ist es nötig, strahlungslose Prozesse zu verstehen – denn sie schränken die Quantenausbeuten ein. So lassen sich Leuchtstoffe entwickeln, die sich für Temperaturbereiche von etwa –200 °C bis 600 °C konsistent als Thermometer eignen, sowohl mit als auch ohne Seltene Erden.8,9) Dies könnte neue Forschungsfelder mit diesen Leuchtstoffen eröffnen, beispielsweise künftige optische Quantentechnologien. Der heilige Gral wäre es, optische Quantentechnologien bei Temperaturen über 4 K laufen zu lassen – idealerweise bei Raumtemperatur.<h2 type="main">Drei Fragen an den Autor: Markus Suta</h2>Was war der beste Ratschlag, den Sie bekommen haben? Bleib neugierig wie Kinder und umgib Dich mit jungen, kritisch denkenden Menschen. Sie haben oft einen ungewöhnlichen Blick auf Dinge. Manchmal schafft das eine neue Perspektive.In einer freien Stunde koche ich leidenschaftlich gerne und höre dabei Podcasts, um abzuschalten.Was ist Ihr Lieblingselement und warum? Ytterbium lässt sich als Yb2+ mit einer vollen 4f-Unterschale stabilisieren und hat viele unterschätzte magnetische und optische Eigenschaften. Yb3+ ist inzwischen entscheidend für optische Fasertechnologien. Als am besten absorbierendes dreiwertiges Lanthanoidion ist es der Standard für Nahinfrarot-zu-Vis-Aufkonversion, Festkörper-Laserkühlung, und 171Yb ist ein vielversprechender Kandidat für optische Quantentechnologien.Markus Suta ist seit dem Jahr 2021 W1-Juniorprofessor mit Tenure Track für anorganische photoaktive Materialien an der Universität Düsseldorf. Zuvor arbeitete er als Postdoc an der Universität Utrecht. Suta hat in Siegen in Chemie promoviert und außerdem von dort einen Masterabschluss in Physik. Für die Nachrichten aus der Chemie war er bereits Autor des Blickpunkts Anorganik und des Trendberichts Festkörperchemie.<img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr055j5e13a107ukvg6476du" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264159181_gra_0001_a_d4b6b1b7bf.png"><ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264159181-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264159181-bib-0001">1 P. Pust et al., Nat. Mater. 2014, 13, 891–896</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0002">2 G. J. Hoerder et al., Nat. Commun. 2019, 10, 1824</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0003">3 P. Pust, P. J. Schmidt, W. Schnick, Nat. Mater. 2015, 14, 454–458</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0004">4 L. M. Träger, J. I. Ekeya, A. Liesenfeld et al., Angew. Chem. 2025, 137, e202504078; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202504078</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0005">5 L. M. Träger, A. Shagova, B. J. Schöpper et al., submitted 2026</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0006">6 C. D. S. Brites, R. Marin, M. Suta et al., Adv. Mater. 2023, 35, 2302749</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0007">7 M. Suta, A. Meijerink, Adv. Theory Simul. 2020, 3, 2000176</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0008">8 T. P. van Swieten et al., Light Sci. Appl. 2022, 11, 343</li><li xml:id="nadc20264159181-bib-0009">9 G. Kinik, I. Widmann, B. Bendel et al., Light Sci. Appl. 2025, 14, 388</li></ul>

Leuchtstoffe mit und ohne Seltene Erden

Blicktpunkt Biowissenschaften

Genetische Verarmung kann ganze Arten ausrotten – das droht gerade den Populationen, die sowieso schon schrumpfen. Manche jedoch rappeln sich nach einem Engpass wieder auf. Eine Studie an Koalas zeigt, wie es geht.Manche sprechen bereits von einem sechsten Massensterben, der ersten solchen Katastrophe seit dem Aussterben der Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren: Gründe sind der Verlust von Lebensraum, Jagd, eingeschleppte Arten und Klimawandel. Weil Tierpopulationen schrumpfen, verarmen die Genpools mancher Arten durch Inzest so stark, dass dies ihr Überleben zusätzlich gefährdet. Das Problem lässt sich dabei keinem einzelnen Gen zuordnen, sondern es reichern sich in kleinen Gruppen schädliche Mutationen an, die die ganze Art in eine Spirale treiben. Dadurch können Arten selbst dann aussterben, wenn der Lebensraum der Tiere scheinbar sicher ist. Sorgen machen sich Artenschützer zum Beispiel um Geparden und Nashörner.Andererseits zeigte sich bei einer Genstudie des am stärksten bedrohten Säugetiers, des kalifornischen <link href="#nadc20264158809-fig-0001">Schweinswals (Phocoena sinus), dass die auf weniger als 20 Tiere geschrumpfte Population im Prinzip überlebensfähig ist.1) Diese kleine Walart kommt nur noch im Golf von Kalifornien vor. Die Wale sind vor allem durch Stellnetze zum Fangen des Totoabas bedroht, dessen Bestand ebenfalls zurückgeht. Die Schweinswale sind ähnlich groß wie Totoabas und verfangen sich leicht in den Netzen, können nicht mehr zum Atmen auftauchen und ertrinken.<figure xml:id="nadc20264158809-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr0534319grx07ut6sbbvst7" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264158809_fig_0001_a_adeea8ba12.png"><figcaption><label>Abb.1: </label>Die letzten weniger als 20 kalifornischen Schweinswale leben alle im Norden des Golfs von Kalifornien. Inzucht macht ihnen jedoch keine Probleme, da ihr Genpool so divers ist. Abbildungen: Heruna, verändert nach watage / Adobe Stock</figcaption></figure></figure>Wie das sequenzierte Genom eines kalifornischen Schweinswals zeigt, hat die am Rande des Aussterbens stehende Art keine Genprobleme. Da sich die von Vater und Mutter vererbten Chromosomen des Wals stark unterscheiden, liegt nahe: Selbst in der kleinen Gruppe war genug genetische Diversität vorhanden, sodass kein akutes Inzest-Problem vorlag.Schädliche Mutationen eliminierten Schweinswale offenbar in den hunderttausenden Jahren, die sie schon in kleiner Populationsstärke überleben. Das funktioniert, da die Tiere mit den schädlichen Mutationen vermehrt sterben, ohne Nachkommen zu hinterlassen, wobei die Populationsgröße stabil bleibt – ein ungewöhnlicher Fall, den die Forschenden aus dem Genom des Schweinswals rekonstruierten.Zum Zeitpunkt der Genomstudie schlossen Artenschutz-Expert:innen aus den Ergebnissen, dass das Verbot der Stellnetzfischerei im Schweinswalgebiet durchgesetzt werden muss, um die Art zu retten. Ohne die Genomstudie wäre die Art für rettungslos verloren gehalten worden – und dementsprechend der Kampf gegen die illegalen Stellnetze aufgegeben.Die Organisation Sea Shepherd entfernt mit mehreren Schiffen Netze, aber das Überleben der Art steht immer noch auf der Kippe.<h2 type="main">Vierhundert Koalas</h2>Auch der <link href="#nadc20264158809-fig-0002">Koala, das Maskottchen Australiens, war im 19. Jahrhundert gefährdet. Bis heute schrumpften seine Populationen mehrfach und dehnten sich wieder aus. Den Aborigines diente er als Nahrung, und europäische Pelzjäger dezimierten seine Bestände, bis der Koala auszusterben drohte, vor allem im Süden. Um ihr Überleben zu sichern, wurde eine kleine Gruppe der Tiere auf unbewohnte Inseln transportiert. Von dort wurden später häufiger Koalas in ihr Ursprungsgebiet im Bundesstaat Victoria eingeführt, aber auch in Territorien, wo sie nicht heimisch waren, wie die Känguru-Insel. Diese Maßnahmen waren erfolgreich – so erfolgreich, dass inzwischen die Fortpflanzung der Koalas kontrolliert wird, da sonst zu wenig Lebensraum und Nahrung für die südliche Population vorhanden sind. Andere Koalapopulationen sind dagegen bedroht. Ein Grund für das chaotische Auf und Ab der Koalapopulationen in den letzten 200 Jahren: Die Bundesstaaten Queensland, New South Wales und Victoria handhaben die Population verschieden und teils widersprüchlich.<figure xml:id="nadc20264158809-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr0537i911fy07ukgo3n1gtl" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264158809_fig_0002_a_98add06834.png"><figcaption><label>Abb.2: </label>Der Koala steckte schon öfter in der Klemme – auch bevor der Mensch ihm die Lebensräume wegnahm. Manche Populationen haben sich aber erholt und ihren Genpool erweitert. Foto: Smail / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Die Geschichte im Genom ablesen</h2>Collin Ahrens von der Organisation Cesar Australia und Kolleg:innen fragten sich, ob sich im Genom der Koalas Spuren der Schrumpfung und Ausdehnung ablesen lassen. Also sammelten sie Koalagenome, die durch Blutproben oder Ohrbiopsie erhalten worden waren. Da die Populationsgrößen in verschiedenen Gegenden Australiens unterschiedlich geschwankt haben, analysierten die Forschenden 418 Individuen aus 27 geografisch getrennten Populationen in drei Bundesstaaten.2) Mit den umfassenden Genominformationen modellierten die Forschenden die Entwicklung der untersuchten Populationen. Wie die Ergebnisse zeigen, schrumpfte die Zahl der südlichen Koalas in Victoria schon, bevor die europäischen Pelzjäger sie an den Rand des Aussterbens brachten. Der Beginn des Niedergangs liegt demnach 91 Generationen zurück, also mehr als 600 Jahre – all das lässt sich aus den heutigen Genomen modellieren.Aus den Genomen rekonstruierten die Forschenden die effektive Populationsgröße. Vereinfacht ausgedrückt ist das die Zahl der Individuen, die an der Fortpflanzung teilnehmen und deren Nachfahren sich auch mehrere Generationen später noch durchsetzen. Die effektive Populationsgröße schrumpfte über 50 Generationen hinweg um 92 Prozent auf 102 Individuen. Vor 41 Generationen kam der Wendepunkt – und ein Anstieg auf 494 Individuen. Die tatsächliche Population beträgt ein Vielfaches davon und hat für die südliche Population inzwischen die Grenze dessen erreicht, was der Lebensraum ernähren kann, der durch Landwirtschaft und Klimawandel geschrumpft ist. Die nördlichen effektiven Populationen in den Bundesstaaten New South Wales und Queensland dagegen schrumpften später, in manchen Fällen hat sich die Populationsgröße auf niedrigerem Niveau stabilisiert, und in anderen Populationen wird es möglicherweise noch schlimmer. Wie Genome aus dem Süden zeigen, haben sich die Koalas von dem historischen Bevölkerungsengpass vor knapp 300 Jahren erholt. Zur höheren effektiven Populationsgröße kommen vielfältigere und seltenere Haplotypen, also Genmerkmale, mit denen sich die Diversität messen lässt.Diese Parameter haben sich offenbar beim schnellen Bevölkerungswachstum der Koalas rasant verbessert. Diese Möglichkeit der raschen Erholung nach einem Engpass war zuvor nicht bekannt gewesen. Aktuell ist unbekannt, ob nur Koalas sich nach einem Engpass so rasant erholen und ihren Genpool erweitern können, oder ob auch andere Tiere dazu in der Lage sind.Um den Koalas Australiens weiter zu helfen, schlagen die Forschenden vor, nördliche und südliche Populationen stärker zu durchmischen.<h2 type="main">Lang lebe der Lemur</h2>Auch anderswo schützen Genomstudien Tierarten. Schneeleoparden (Panthera uncia) überleben seit langem vereinzelt in abgelegenen Gebirgsregionen Asiens von Afghanistan bis zur Mongolei. Mehrere Forschungsgruppen sammelten zusammen in einem gemeinsamen Projekt Schneeleopardgenome – inzwischen sind 41 zusammengekommen.3) Der Raubkatze geht es gut, allerdings könnte ihr eines zum Verhängnis werden: Die Gene der Individuen ähneln sich sehr. Dadurch wird sie sich schlecht an die fortschreitende Klimakatastrophe anpassen.Die am stärksten gefährdete Gruppe von Säugetieren sind die <link href="#nadc20264158809-fig-0003">Lemuren, die in Madagaskar und auf einigen umliegenden Inseln vorkommen. Der Mensch bedroht viele Lemurhabitate, vor allem durch Landwirtschaft per Brandrodung und illegale Jagd.4)<figure xml:id="nadc20264158809-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://eu-central-1.graphassets.com/Aype6X9u2QGewIgZKbFflz/cmr053imj9z7807t83xrsq4b6" data-strapi-src="https://cdn.gdch.de/prod/nadc20264158809_fig_0003_a_ecb1729a3d.png"><figcaption><label>Abb.3: </label>Ein Schwanz wie ein Fragezeichen: Wie geht es weiter mit den Lemuren, der am stärksten gefährdeten Säugetiergruppe? Ihre Lebensräume werden zwar kleiner und kleiner, genetisch sind sie aber gut aufgestellt. Foto: Daniel / Adobe Stock</figcaption></figure></figure>Die Evolutionsgeschichte der Lemuren ist besonders dynamisch: Sie haben sich schnell an die vielen unterschiedlichen und sich ändernden Lebensräume in Madagaskar angepasst. Um diese Evolution zu verstehen und die Tiere zu schützen, analysierte unter anderem Joseph Orkin von der Université de Montréal, Kanada, die Genome von 162 Lemuren 50 verschiedener Arten.5) Diesen zufolge haben die Tiere häufig verschiedene Arten gebildet, aber getrennte Arten hybridisierten auch wieder untereinander. Die Genvielfalt, die dadurch entstanden ist, kommt den Arten jetzt zugute, da sie dadurch gute Überlebenschancen haben. Andererseits sind, seit Menschen auf der Insel leben, alle größeren Arten durch Jagd ausgerottet worden.Die verbleibenden Arten leiden unter Gebietsverlusten und sind auf gefährlich kleine Populationsgrößen geschrumpft. Viele Areale auf Madagaskar heißen zwar Naturschutzgebiete, aber in einem der ärmsten Länder der Welt fehlt oft das Geld, um den Schutz der bedrohten Arten durchzusetzen.<h2 type="main">Der Autor</h2>Der promovierte Chemiker Michael Groß arbeitet als freier Wissenschaftsjournalist in Oxford, England.<a href="https://michaelgross.co.uk" target="_blank">michaelgross.co.uk</a><ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20264158809-bibl-0001"><li xml:id="nadc20264158809-bib-0001">1 P. A. Morin, F. I. Archer, C.D. Avila et al., Mol Ecol. Resour. 2021, 21, 1008–1020</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0002">2 C. W. Ahrens, A. D. Miller, L. W. Silver et al., Science 2026, 391, 1010–1014</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0003">3 K. A. Solari, S. Morgan, A. D. Poyarkov et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2025, 122, e2502584122</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0004">4 C. Borgerson, B. N. Razafindrapaoly, B. J. Rodolph Rasolofoniaina, Conserv. Lett. 2025, 18, e13163</li><li xml:id="nadc20264158809-bib-0005">5 J. Orkin, L. F K Kuderna, N. Hermosilla-Albalaet et al., Nat. Ecol. Evol. 2024, 9, 42–56</li></ul>

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Von Quantenphysik zu molekularer Quantentechnologie/Trendbericht Physikalische Chemie 2026 3/3

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