Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), Bremen

Eingefroren am Nordpol – Expedition zum Epizentrum des Klimawandels
Es war die größte Arktisexpedition jemals. Im Oktober 2019 ließ sich der Forschungs-eisbrecher Polarstern fest in das arktische Meereis einfrieren, um nur mit der Kraft der natürlichen Eisdrift ein ganzes Jahr durch die zentrale Arktis zu driften. Unterstützt von sechs weiteren Schiffen sowie Flugzeugen und Hubschraubern ist dabei erstmals die direkte Umgebung des Nordpols im Winter mit einem modernen Forschungseisbrecher erreicht worden.
Die Wissenschaftler folgten den Spuren Fridtjof Nansens historischer Expedition von 1893–1896. Trotz extremer Kälte, arktischen Stürmen, einer sich ständig verändernden Eislandschaft und den ungeahnten Herausforderungen durch die Corona-Pandemie erforschten sie den Nordpol genauer als je zuvor und erreichten bahnbrechende Beobachtungen der Klimaprozesse in der zentralen Arktis. Sie werden damit das Klimasystem besser verstehen und vorhersagen können. Projekt- und Expeditionsleiter Markus Rex berichtet vom dramatischen Klimawandel in der Arktis und gibt einen Einblick in den Ablauf dieser einzigartigen Expedition.

Zur Person
Prof. Dr. Markus Rex, Jahrgang 1966, ist ordentlicher Professor an der Universität Potsdam und leitet die Atmosphärenforschung am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung. Der gebürtige Braunschweiger studierte in an der Carolo-Wilhelmina-Universität Braunschweig und an der Georg-August-Universität Göttingen Physik, Geophysik und Meteorologie und legte 1993 sein Diplom in Physik ab. Nach der Promotion 1997 an der Freien Universität Berlin führten ihn berufliche Stationen an das Jet Propulsion Laboratory (JPL) der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und des California Institute of Technology, an die University of Canterbury in Christchurch, Neuseeland, und an das Alfred-Wegener-Institut in Potsdam. Er habilitierte sich 2013 an der Universität Bremen und wurde für seine Arbeiten im Bereich der polaren Klimaforschung mehrfach ausgezeichnet. Derzeit leitet er das MOSAiC-Vorhaben, welches die größte jemals unternommene Arktisexpedition zum Mittelpunkt hat. Rex engagiert sich stark in der Kommunikation wissenschaftlicher Zusammenhänge im Klimasystem und ist Verfasser des Spiegel-Bestsellers „Eingefroren am Nordpol“. Sein Radioblog beim SWR1 wurde 2020 für den deutschen Radiopreis nominiert.

Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie, Bremen

Essen ohne Mund: Symbiosen zwischen darmlosen Meerestieren und Bakterien
Ende der 1970er Jahre gelang Forschern eine der größten biologischen Sensationen des 20. Jahrhunderts. Sie entdeckten blühende Lebensgemeinschaften mit einer vollkommen fremden Tierwelt an heißen Quellen in der Tiefsee in 3000 Meter Wassertiefe. Vor dieser Entdeckung dachte man, dass solch reichhaltige Ökosysteme fernab vom Sonnenlicht nicht existieren könnten. Heute wissen wir: Symbiosen bilden die Grundlage dieser Lebensgemeinschaften zwischen Bakterien und Tieren. Die symbiontischen Bakterien nutzen energiereiche Verbindungen aus den heißen Quellen, wie Schwefelwasserstoff und Methan, um ihre Wirte, die Tiere, zu ernähren. Manche Tiere haben sich so gut an die Ernährung durch ihre Symbionten angepasst, dass sie ihren Mund und Darm komplett zurückgebildet haben. Diese Symbiosen sind enorm vielfältig und kommen nicht nur in der Tiefsee, sondern auch in vielen Flachwasserlebensräumen vor wie Korallenriffen oder Seegraswiesen. Das zeigt, dass nicht nur Wettkampf und die Selektion des Stärkeren zur Artenvielfalt führen, sondern auch Symbiosen und Kooperation treibende Kräfte der Evolution sind.

Zur Person
Nicole Dubilier (* 16. Januar 1957 in New York City) ist eine US-amerikanisch-deutsche mikrobiologisch arbeitende Meeresbiologin, Direktorin am Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie und seit 2012 Biologie-Professorin an der Universität Bremen. Die Tochter eines US-amerikanischen Geschäftsmanns und einer deutschen Mutter wuchs zunächst auf im New Yorker Stadtteil Manhattan. Als 13-Jährige zog sie mit der Mutter und den Geschwistern nach Deutschland. Sie konnte kaum Deutsch, aber lernte es schnell. Aufgrund ihrer seit der Kindheit ungebrochenen Begeisterung für das Meer arbeitete sie parallel zum Biologie-Studium an der Universität Hamburg von 1977 bis 1981 als studentische Forschungsassistentin in der Biologischen Anstalt Helgoland mit. Das war ausschlaggebend für ihre Spezialisierung auf Meeresbiologie. Sie machte 1981 ihr Vordiplom in Biologie, 1985 ihr Diplom in Zoologie, Biochemie und Mikrobiologie an der Universität Hamburg. Für ihre Doktorarbeit sammelte und analysierte sie Wattwürmer.
Als Post-Doc erhielt sie eine Einladung der Mikrobiologin Colleen Cavanaugh, in ihrem Labor an der Harvard University am NSF-Projekt „Biogeography of Chemoautotrophic Symbioses in Marine Oligochaetes“ zu arbeiten. Sie sequenzierte die 16S RNA Gene, die als phylogenetische Marker dienen, bei Bakterien auf darmlosen Meereswürmern, und konnte nachweisen, dass diese zwei Symbionten beherbergen. Nach Veröffentlichung ihrer Post-Doc-Forschung 1995 kehrte Dubilier gemeinsam mit ihrem deutschen Ehemann, einem orthopädischen Chirurgen, nach Deutschland zurück. 1996 wurde ihre Bewerbung beim Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie als Wissenschaftlerin der Molecular Ecology Group angenommen.
Ab 2001 wurde Dubilier zur Gruppenleiterin befördert und führte seitdem die Forschungsgruppe Symbiosis am MPI. 2002 bis 2006 war sie zudem Koordinatorin der „International Max Planck School of Marine Microbiology“. Im Jahre 2007 wurde sie auf eine W2-Stelle befördert und fortan Leiterin der gesamten Symbiose-Gruppe am MPI bis 2013. Im Wintersemester 2004/2005 übernahm sie eine zweimonatige Gastprofessur an der Universität Pierre und Marie Curie in Paris. Seit 2012 ist sie Biologie-Professorin für mikrobielle Symbiosen an der Universität Bremen. Seit 2013 ist sie Direktorin des MPI-MM. Sie organisierte die im Juni 2015 stattfindende Gordon Research Conference: Identifying the Common Language of Host-Microbe Associations in Waterville Valley, New Hampshire. Die Forscherin ist Teil des Exzellenzclusters der DFG an der Universität Bremen namens MARUM – The Ocean in the Earth System.

DLR-Institut für Raumfahrtsysteme, Bremen

Der Mars als unser nächster Nachbar – Bewährungsprobe für Physik & Mathematik
Erforschung erfordert neben wissenschaftlicher Kreativität auch eine ganze Menge Handwerkszeug, um von der Erde zum Mars zu gelangen, dort sicher zu landen oder auch nur in der Umlaufbahn zu sein. Der Vortrag beleuchtet einige Aspekte der Mathematik und Physik, deren Verständnis für die Erforschung des Mars und des Weltraumes allgemein unabdingbar sind: Differentialgleichungen, klassische Mechanik, Relativitätstheorie, Aerodynamik.

Zur Person
Studium der Diplommathematik: 2000 – 2003
Promotion in Physik (Satellitendaten & Atmosphärenphysik): 2003 – 2007
Beteiligung an mehreren Marsmissionen (ExoMars, InSight): 2007 – 2021
Vieljährige Erfahrung im Bereich „Exploration des Sonnensystems“

Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
Karlsruhe Institut für Technologie (KIT)

Energiespeicher für elektromobile Anwendungen
Anthropogener CO2-Austoß, Klimawandel, begrenzte Ressourcen und erneuerbare Energien sind Begriffe, denen wir tagtäglich begegnen und mit denen wir uns immer intensiver insbesondere auch bei der Bewertung und Entwicklung neuer Technologien auseinandersetzen müssen. Der Vortrag befasst sich mit elektrochemischen Energiespeichern und hier insbesondere mit Speichern, die in Elektroautos Einsatz finden. Auf Basis der Anforderungen an marktfähige Batteriesysteme und dem erwarteten Entwicklungspotenzial neuer Materialien und Herstellungsprozesse werden Aussagen über Potenziale und Grenzen von Batteriespeichern bezüglich ihres Einsatzes in der Elektromobilität abgeleitet.

Zur Person
Jens Tübke wurde am 06.05.1968 in Aschersleben geboren. Er studierte Chemie an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und promovierte von 1994 bis 1997 in Halle auf dem Gebiet polymerbasierter Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batterien. Von 1997 bis 2000 arbeitete er als Gastwissenschaftler an der Universität Kyoto an der Weiterentwicklung von Materialien für Lithium-Ionen-Batterien. 2000 ging er wieder zurück nach Deutschland und nahm eine Tätigkeit als Projektleiter am Fraunhofer Institut für Chemische Technologie in Pfinztal auf. Seit 2008 ist er dort Leiter des Fachbereichs „Angewandte Elektrochemie“. 2015 wurde Jens Tübke mit einer Professur für „Materialien und Prozesse für die elektrochemische Speicherung“ an das Karlsruher Institut für Technologie berufen. Sein Arbeitsgebiet im Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik (MVM) am KIT ist die Produktion und Verarbeitung von Batterie- und Brennstoffzellenmaterialien. Seit 2019 ist er mit der Planung und dem Aufbau einer Forschungsfertigung für Batteriezellen in Münster beschäftigt und wurde im Januar 2020 in die Institutsleitung des Fraunhofer IPT – Teilinstitutes FFB berufen.

Nobelpreisträgerin für Medizin 1995
Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie, Tübingen

Die Streifen des Zebrafisches: Wozu und wie entsteht Schönheit bei Tieren?
Wir finden Farben, Muster und Gesänge von Tieren schön, so wie wir Kunstwerke, Bilder und Musik schön finden. Die Kunstprodukte sind vom Menschen für Menschen gemacht, aber wie steht es mit den Ornamenten und Lauten der Tiere? Wie kommen diese wunderschönen Naturprodukte zustande?
Besonders wichtig sind Farbmuster für die Erkennung von Artgenossen und als Auslöser von angeborenen Instinkthandlungen, die bei der Kommunikation, bei Schwarmbildung, Revierabgrenzung und Sexualverhalten eine große Rolle spielen. Nicht nur ihre Schönheit für den Menschen, sondern die vielfältige Bedeutung von Farben und Mustern ist ausreichender Grund, ihren Aufbau, ihre Entstehung in der Entwicklung und ihre Evolution zu erforschen.
Wir untersuchen die Bildung von Farbmustern bei Fischen, genauer beim Zebrafisch Danio rerio. Dieser hat sich in den vergangenen 30 Jahren als hervorragendes Wirbeltier-Modellsystem der biomedizinischen Forschung etabliert. Die wichtigsten Eigenschaften: er entwickelt sich in durchsichtigen Eiern, die Larve ist auch durchsichtig, dadurch lassen sich viele Prozesse sehr einfach im lebenden Tier, in vivo, verfolgen. Er ist relativ leicht molekulargenetisch manipulierbar, und Mutanten erlauben, Proteine zu identifizieren, die spezifischen biologischen Prozessen zu Grunde liegen. Für unsere Fragestellung ist sein schönes regelmäßiges Farbmuster wichtig, das aus vier dunklen und vier hellen Streifen zusammengesetzt ist. Die Streifen entstehen bei beiden Geschlechtern, sie sind wohl für die Arterkennung bei der Schwarmbildung relevant. Bei der Balz sind die männlichen Fische intensiv gelb gefärbt, das ist “sexual attraction”.
Woher kommen die Pigmentzellen? Wie besiedeln sie die Haut? Wie entsteht das Muster? Welche Gene sind bei der Evolution beteiligt? Auf die Beantwortung dieser Fragen hat sich mein Labor in den vergangenen Jahren fokussiert, wobei eine Reihe von modernen Verfahren der Fluoreszenzmikroskopie und der Gentechnik, besonders die neue CRISPR/Cas Methode des Gene-editings entscheidende Fortschritte im Verständnis ermöglicht haben.

Zur Person
Christiane Nüsslein-Volhard ist eine deutsche Genetikerin, die zusammen mit den Amerikanern Eric Wieschaus und Edward Lewis den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre Entdeckungen zur genetischen Steuerung der frühen Embryonalentwicklung erhielt. Anhand der Fruchtfliege Drosophila melanogaster identifizierten Nüsslein-Volhard und Wieschaus die Gene, die für die Bestimmung des Körperbaus und die Bildung der Körpersegmente wichtig sind. Gene, die homolog zu denen der Fruchtfliege sind, steuern auch die menschliche Entwicklung.
Nüsslein-Volhard wurde 1942 als zweites von fünf Kindern in Magdeburg geboren und wuchs in der entbehrungsreichen Nachkriegszeit in Frankfurt auf. Schon mit 12 Jahren wusste Nüsslein-Volhard, dass sie Biologin werden wollte und war eine eifrige, wenn auch unstete Schülerin. Nach einem einmonatigen Praktikum als Krankenschwester in einem Krankenhaus bestätigte sich ihr Verdacht, dass nicht die Medizin, sondern die Forschung das Richtige für sie ist, und sie studierte Biologie an der Universität Frankfurt. 1964 wechselte sie nach Tübingen, um Biochemie und im letzten Studienjahr Mikrobiologie und Genetik zu studieren.
Für ihre Diplomarbeit am Max-Planck-Institut für Virusforschung in Tübingen führte sie molekularbiologische Untersuchungen zur bakteriellen Transkription durch, interessierte sich dann aber zum Ende ihrer Diplomarbeit 1973 für Entwicklungsbiologie und Genetik. Sie entschied sich für Drosophila als geeignetes Thema für ein Postdoc-Projekt zur Entwicklungsgenetik und kam 1975 in das Labor von Walter Gehring in Basel.
Von 1978-80 teilte sie sich ein Labor mit Eric Wieschaus am Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie in Heidelberg. 1981 kehrte sie nach Tübingen zurück, wo sie 1985 Direktorin des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie wurde. Ihre Arbeitsgruppe entdeckte mehrere morphogenetische Gradienten im Drosophila-Embryo. In den 1990er Jahren führte sie systematische genetische Studien zur Embryonalentwicklung des Zebrafisches durch, der sich als herausragender Wirbeltier-Modellorganismus für die biomedizinische Forschung erwies.
Christiane Nüsslein-Volhard hat etwa 200 Originalarbeiten und mehrere Bücher veröffentlicht. Sie erhielt eine Reihe von Auszeichnungen und Ehrungen, darunter 1986 den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis – die höchste Auszeichnung in der deutschen Forschung, 1991 den Lasker Award (USA) und 1995 den Nobelpreis für Medizin oder Physiologie.
Im Jahr 2004 gründete Christiane Nüsslein-Volhard die CNV-Stiftung zur Förderung von Frauen mit Kindern in der Wissenschaft.