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Warum verlieren Bäume im Herbst ihre Blätter?

Die Tage werden kürzer, die Sonne scheint seltener und die Bäume werden kahl: All das sind untrügliche Anzeichen dafür, dass die kalte Jahreszeit vor der Tür steht. Aber warum verlieren Bäume im Herbst überhaupt ihre Blätter?

Mit zunehmender Kälte nimmt die Wasseraufnahme über die Wurzeln des Baumes ab. Beim ersten Frost kommt sie sogar ganz zum Stillstand.

Müsste der Baum im Winter auch die Blätter mit Wasser versorgen, würde er verdursten. Das Abwerfen der Blätter ist also eine geschickte Überlebensstrategie: Durch eine Korkschicht am Schaft der Blätter werden die Verbindungen zum Ast gekappt. Auch das Chlorophyll in den Blättern wird abgebaut. Die roten und gelben Farbstoffe, die in den Sommermonaten vom Blattgrün überdeckt werden, kommen dadurch jetzt zum Vorschein.

Ein weiterer Vorteil: Auf den kahlen Ästen kann sich kein Schnee anhäufen. Die Gefahr, dass die Äste unter einer Schneelast zusammenbrechen, wird auf diese Weise verringert. Und auch die an der Oberfläche gelegenen Wurzeln des Baumes profitieren von dem Laubabwurf – denn die Blätter am Boden schützten sie vor Frostschäden.

Warum können Babys tauchen?

ter Wasser scheinen neugeborene Babys ganz in ihrem Element zu sein. Kein Wunder, haben sie doch die ersten neun Monate ihrer Entwicklung in der wassergefüllten Fruchtblase im Mutterleib verbracht. Aus dieser Zeit stammt auch der sogenannte Tauchreflex: Er hat verhindert, dass Wasser in die Lunge des Embryos gelangt ist.

Dieser Mechanismus funktioniert auch noch nach der Geburt: Sobald das Gesicht des Säuglings untertaucht, registrieren feine Nervenenden in der Haut das Wasser. Sofort senden diese Rezeptoren ein Signal zum Kehlkopf, damit die Luftröhre verschlossen wird. Die Stimmbänder pressen sich aneinander und bilden eine wasserdichte Barriere. Erst wenn die Hautrezeptoren wieder Luft spüren, wird der Tauchreflex aufgehoben – und das Baby kann wieder atmen.

Nach dem vierten Lebensmonat verliert das Baby diesen angeborenen Reflex. Danach muss es erst wieder neu lernen, was es bis dahin unbewusst konnte: schwimmen und tauchen.

Wie entstehen Fossilien?

Ob Dinosaurier, Ammoniten oder Urmenschen: Ohne Fossilien, ihre versteinerten Überreste, wüssten wir fast nichts von diesen vorgeschichtlichen Erdbewohnern. Das Wort „Fossil“ hat seinen Ursprung im lateinischen „fossilis“, was „ausgegraben“ bedeutet. Zu ihnen zählen Überreste von Tieren (Körperfossilien) und von Tierspuren (Spurfossilien). Doch wie entstehen sie?

Starb ein Tier, verwesten zuerst seine Weichteile, wie etwa die inneren Organe. Deshalb sind solche Körperteile nur in Ausnahmefällen erhalten. Vor allem rund um die Körperöffnungen findet der Verwesungsprozess wesentlich schneller statt. Bei den Knochen war dagegen die Chance größer, dass sie der Zersetzung entgingen. Falls sie rechtzeitig von Schlamm oder Sand bedeckt und somit luftdicht abgeschlossen wurden, stoppte der Prozess. Mit der Zeit lagerten sich immer neue Schichten von Sand, Kies und Schlamm über dem Kadaver ab. Ihr Gewicht presste Erdreich und Knochen zu Stein.

Ähnlich entstanden Spurfossilien, etwa versteinerte Dino-Fährten. Sand oder Schlamm füllten die Trittspuren, bevor sie verwittern konnten. Immer mehr Erde lagerte sich darüber ab und presste die Abdrücke über Millionen Jahre zu Stein. Besonders gut erhaltene Fußabdrücke lassen sogar Einzelheiten der Haut erkennen.

Durch Bewegungen der Erdkruste und durch Erosion – also dann, wenn lockere Bodenteile von Wind oder Wasser abgetragen werden – gelangt ein Fossil schließlich wieder an die Oberfläche. So kommt es, dass dann und wann die Spuren eines vor hundert Millionen Jahren lebenden Dinos von Arbeitern in einem Steinbruch entdeckt werden – oder sogar direkt von einem wissbegierigen Paläontologen.

Fossilien geben einen unvergleichlichen Einblick in die Entwicklungsgeschichte des Lebens. Sie zeigen uns, wie sich Lebewesen im Laufe der Zeit entwickelt haben und welche Tierarten es einmal gab, die längst ausgestorben sind. Außerdem kann man durch die Altersbestimmung feststellen, wann welche Tierarten gelebt haben und ob es beispielsweise zum Massensterben bestimmter Arten kam.

Warum ist Musik für uns so wichtig?

Musik bringt Menschen zusammen, lässt uns tanzen und mitsingen, manchmal auch weinen. Sie bahnt sich ihren Weg direkt in die Gefühlswelt, berauscht unsere Sinne. Die Wirkung der harmonischen Klänge auf den Menschen ist wissenschaftlich belegt. Auch in der Medizin wird immer mehr auf Musik als therapeutisches Mittel gesetzt.

Wenn wir verliebt sind, hören wir gerne Herz-Schmerz-Balladen. Schönes Wetter verlangt nach heiteren Klängen. Zu jeder Stimmung gibt es die passende Musik. Harte Rhythmen bringen das Herz zum Rasen, sanfte Melodien beruhigen. Wir wissen instinktiv, welche Wirkung die jeweilige Musik im Körper und vor allem im Gehirn auslöst. Wir setzen sie gezielt ein, um unserer Stimmung Luft zu machen oder sie zu beeinflussen. Musik spiegelt unser Leben als das, was es ist: ein gefühlsmäßiges Auf und Ab.

Als Ergänzung zu traditionellen Heilmethoden wird Musik in der Medizin eingesetzt. In zahlreichen klinischen Studien konnte die angst- und schmerzlösende Wirkung von Musik belegt werden. Im Einzelnen werden Effekte wie Muskelentspannung, Senkung von Herzfrequenz und Blutdruck oder Stabilisierung des Atemrhythmus beobachtet. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Krankheitssymptome und der medikamentösen Behandlung ist die Musiktherapie sehr erfolgversprechend. Sie stützt sich ausschließlich auf Musik als Mittel zur Heilung. Musiktherapie wird vor allem bei psychischen Erkrankungen wie Depressionen oder Angststörungen eingesetzt. Auch Menschen mit Behinderungen oder anderen Beeinträchtigungen werden musiktherapeutisch behandelt. Dabei beteiligt sich der Patient aktiv, indem er ein Instrument spielt oder singt. Im Gespräch mit dem Therapeuten werden die gewonnenen Erfahrungen, Emotionen und Wünsche anschließend bearbeitet. Die Therapie kann aber auch rezeptiv aufgebaut sein, das heißt der Patient hört sich gemeinsam mit dem Therapeuten speziell ausgewählte Musikstücke an. Dadurch werden psychische und körperliche Prozesse in Gang gesetzt, um die Beschwerden zu lindern.

Ist das Eis an den Polen süß oder salzig?

Damit die Feuchtigkeit auf den Straßen nicht zu Glatteis gefriert, streuen wir im Winter Salz. Auch im Meerwasser ist Salz enthalten – das wiederum gefriert, zumindest an den Polen. Wie lässt sich das erklären?

In der Arktis und Antarktis gibt es sowohl süßes als auch salziges Eis. Denn: Die Eiskappen an Nord- und Südpol bestehen aus Gletschereis und Meereis. Sie bilden sich in Abhängigkeit von klimatischen Faktoren wie Temperatur, Meeres- und Luftströmungen sowie Luftfeuchtigkeit. Gletschereis besteht aus Schnee – und somit aus Süßwasser. Als Meereis bezeichnet man gefrorenes Salzwasser der polaren Ozeane. Das Meereis und die polaren Eisschilde des Festlandes bilden zusammen das Polareis.

Der Salzgehalt des Meerwassers von etwa 3,5 Prozent senkt dessen Gefrierpunkt auf ungefähr minus 1,9 Grad Celsius ab. Das Wasser gefriert also deutlich später als nicht salzhaltiges Wasser. Mit steigendem Salzgehalt verstärkt sich diese Tendenz. Das im Wasser enthaltene Salz gefriert selbst gar nicht: Es wird nicht ins Kristallgitter des Eises eingebaut, sondern teils in das umgebende Wasser ausgeschieden, teils in Soletaschen im Meereis eingeschlossen. Diese bilden zwischen den festen Eiskristallen ein verzweigtes Kanalsystem. Dadurch hat Meereis zwar einen im Vergleich zum Meerwasser geringeren Salzgehalt von 0,3 bis 0,5 Prozent, ist aber ebenfalls salzig.

Warum haben wir Angst vor Spinnen?

Die Angst vor Spinnen ist so tief verwurzelt, dass sich Betroffene kaum dagegen wehren können. Noch immer rätseln Wissenschaftler über den Ursprung dieser irrationalen Furcht. Möglicherweise ist die in der Fachsprache als „Arachnophobie“ bezeichnete Spinnenangst nur ein Erbe der Evolution, ähnlich wie die Angst vor Dunkelheit. Für unsere Vorfahren war es überlebenswichtig, giftigen Tieren wie Spinnen oder Skorpionen mit gebührender Vorsicht zu begegnen.

Doch auch heute noch hat schätzungsweise jeder vierte Deutsche Angst vor Spinnen, sechzig Prozent davon sind Frauen. Schuld daran ist die Amygdala, eine mandelförmige Struktur im Gehirn. Sie spielt eine Schlüsselrolle bei der emotionalen Bewertung von Situationen und ist wesentlich an der Entstehung von Angst beteiligt. Entdeckt man also eine Spinne, wird das Unterbewusstsein aktiv, noch bevor das Bild im Großhirn bewusst verarbeitet wird. Es werden Hormone ausgeschüttet, Panik beherrscht das Gemüt. Die Muskeln spannen sich an und der Körper ist bereit zur Flucht. Da bestimmte Urängste seit Jahrtausenden existieren, sitzen sie wesentlich tiefer verankert als vergleichsweise moderne Ängste – etwa vor Autos im Straßenverkehr.

Auch die Erziehung spielt eine Rolle: Wenn Eltern Angst vor Spinnen haben, werden meist auch ihre Kinder den Achtbeinern eher skeptisch gegenübertreten. Untersuchungen haben gezeigt, dass selbst Kinder, die noch keine schlechten Erfahrungen mit Spinnen gemacht haben, mit Panik reagieren, sobald sich diese nähern. Es folgten Reaktionen wie Angstschweiß und leichtes Herzrasen.

Die Arachnophobie ist allerdings kein globales Phänomen. Außerhalb der westlichen, christlich geprägten Kulturen ist die Spinnenangst kaum verbreitet. Ganz im Gegenteil: Einige Naturvölker verehren bestimmte Spinnen sogar als göttliche Wesen. Bei uns hingegen werden Spinnen tendenziell als böse oder dämonisch verdammt. Hier galten sie über Jahrhunderte als Überträger der Pest und wurden mit Tod und Teufel assoziiert.

Problematisch wird die Arachnophobie, wenn sie krankhafte Ausmaße annimmt. Wer nicht mehr in die Garage oder den Keller geht, weil er Angst vor Spinnen hat, der sollte sich dringend professionell helfen lassen. In Spezialkliniken kann die Angst vor Spinnen erfolgreich therapiert werden.

Haben eineiige Zwillinge den gleichen Fingerabdruck?

Eigentlich müssten sich eineiige Zwillinge gleichen wie ein Ei dem anderen – und auf den ersten Blick tun sie das auch. Doch viele von ihnen sind es leid, ständig verwechselt und verglichen zu werden. Durch Frisur, Kleidungsstil und Hobby versuchen sie deshalb, sich von ihrem Gegenpart abzugrenzen. Doch vollständig schaffen sie es niemals, denn sie besitzen das gleiche Erbgut. So sind etwa Augenfarbe, Haarfarbe und Größe identisch. Aber zählt auch der Fingerabdruck zu den identischen Merkmalen?

Fingerabdrücke sind Abbilder der sogenannten Papillarleisten, also den charakteristischen Linien auf der Innenseite der Hand. Sie wirken wie ein Stempel – und das besonders exklusiv. Obwohl sich auf dem Papier die Fingerabdrücke eineiiger Zwillinge noch ähnlich sehen, weichen spätestens die eingescannten Abdrücke auf dem Computerbildschirm deutlich voneinander ab. Sie haben zwar mehr Übereinstimmungen als die Fingerabdrücke nicht verwandter Personen, doch identisch sind sie nicht.

Der Grund: Ein Fingerabdruck hängt nicht allein von den Erbanlagen ab. Zahlreiche Faktoren spielen eine Rolle, von denen aber noch nicht alle bekannt sind. Eine Theorie besagt: Die Ernährung des ungeborenen Kindes entscheidet über die Form des Musters, das sich bereits im vierten Embryonalmonat ausbildet. Der menschliche Fingerabdruck bleibt bis zum Tod weitgehend unverändert und ist durch und durch individuell. Noch nie wurden zwei Personen mit dem gleichen Fingerabdruck entdeckt, auch keine eineiigen Zwillinge. So wie jeder Mensch einzigartig ist, hat er auch seinen eigenen einzigartigen Stempel auf den Fingerkuppen.

Können Hunde unsere Angst riechen?

Plötzlich biegt er um die Ecke, der große schwarze Schäferhund – natürlich ohne Leine oder Begleitung. Jetzt heißt es: Ruhig bleiben. Keine Angst zeigen. Denn dass Hunde riechen, wenn wir Angst haben und dann erst recht zubeißen, das hat uns ja schon unsere Großmutter eingeschärft. Wer das weiß, bekommt natürlich noch mehr Angst – ein Teufelskreis.

Im Gegensatz zur menschlichen Nase, die um die 350 verschiedene Gerüche kennt und unterscheidet, kann ein Hund bis zu tausend Gerüche wahrnehmen. Fakt ist aber: Es gibt keine wissenschaftliche Untersuchung, die beweisen würde, dass Hunde auch Angst oder andere Gefühle riechen können. Forscher vermuten aber, dass die Tiere sie spüren können – denn durch unsere Körperhaltung und unser Auftreten senden wir unbewusst Signale aus.

Doch wie sollten wir uns gegenüber einem Hund am besten verhalten, wenn wir Angst haben? Auch wenn es schwer fällt: Nicht in Panik geraten, wenn der Hund sich nähert. Schreien oder mit den Armen fuchteln wirkt auf den Hund bedrohlich. Auch intensives Anstarren sollte vermieden werden, denn er wird vom Hund als Provokation verstanden. Am besten ist es, ruhig auszuweichen oder stehenzubleiben. In den allermeisten Fällen verläuft die Begegnung dann friedlich.

Warum schmiegt sich der Duschvorhang an den Körper?

Jeder Morgen das gleiche Drama unter der Brause: Kaum läuft das Wasser, weht der Duschvorhang nach innen – und legt sich feucht-klamm auf unsere Haut. Woher kommt dieses merkwürdige Phänomen?

In der Vergangenheit haben sich viele schlaue Köpfe Gedanken über das Verhalten des Duschvorhangs gemacht – und erklärten es schließlich mit dem „Bernoulli-Effekt“. Daniel Bernoulli, ein Schweizer Physiker, entwickelte im 18. Jahrhundert Theorien über die Strömungsmechanik. Mit seinen Erkenntnissen als Grundlage glaubten sich die Physiker unserer Zeit der Lösung des Rätsels nahe: Das strömende heiße Wasser erhitze die Luft, meinten sie, die daraufhin nach oben steige. Dadurch würde ein Unterdruck entstehen, Luft von außen nachströmen und dabei den Duschvorhang mitziehen.

Doch richtig schlüssig erschien diese Theorie nicht, und deshalb beschäftigte sich der amerikanische Strömungsforscher David Schmidt erneut mit dem Phänomen. Er stellte fest: Da der Wasserstrahl im Fall die Luft mit sich reißt, entsteht ein starker Luftwirbel. Wie bei einem Tornado herrscht im Zentrum dieses Luftwirbels ein Unterdruck, der den Vorhang nach innen saugt. Für diese Erkenntnis bekam Schmidt 2001 den IG-Nobelpreis – eine Art Anti-Nobelpreis für Forschung, die die Welt nicht braucht.

Wie entstehen Diamanten?

Diamant ist das härteste Mineral der Welt – somit ein Symbol für Beständigkeit. Er besteht aus reinem, kubisch kristallisiertem Kohlenstoff und ist äußerst widerstandsfähig. Diamanten werden nicht nur zu wertvollem Schmuck verarbeitet, sie finden auch in der Technik Verwendung – zum Beispiel als Betonschneider. Doch wie werden sie gebildet?

Diamanten entstehen durch das Spiel gewaltiger Naturkräfte im glühenden Erdinneren. In 300 bis 400 Kilometer Tiefe herrscht eine Temperatur von bis zu 1.400 Grad Celsius. Auch der Druck dort ist enorm hoch. Gelegentlich entlädt sich dieser Druck in einer gewaltigen Explosion. Lava gelangt an die Erdoberfläche und bringt die kostbare Fracht ans Licht. Im Muttergestein Kimberlit, einem Vulkangestein, kristallisieren die Diamanten aus. Bei der Abkühlung der Schmelze bilden sich Hohlräume, in denen Kristalle wachsen können – die Wiege der Diamanten.

Das Gewicht von Diamanten wird in Karat beziffert, der Gewichtseinheit für Edelsteine. Ein Karat entspricht dabei 200 Milligramm. Der größte bislang entdeckte Diamant hatte ein Gewicht von 621 Gramm – oder 3.106 Karat. Gefunden wurde er im Jahr 1905 in der Premier-Diamantenmine in Südafrika. Sein Name: Der Cullinan-Diamant. Aus ihm schnitt man über hundert kleinere Diamanten. Die neun größten sind heute Teil der britischen Kronjuwelen – darunter auch der „Stern von Afrika“. Bis heute ist dieser Riesen-Edelstein der größte geschliffene Diamant der Welt.

Warum sind manche Menschen Morgenmuffel?

Der Lebensrhythmus aller Menschen wird durch ihre innere Uhr bestimmt. Bei jedem tickt sie anders: Die einen stehen früh morgens auf, sind guter Laune und produktiv. Chronobiologen – „chronos“ ist das griechische Wort für „Zeit“ – bezeichnen sie als „Lerchen“. Andere, so genannte „Eulen“, kommen nur schwer aus dem Bett. Das Klingeln des Weckers ist für die Langschläfer jeden Morgen eine Qual. Missgelaunt muffeln sie sich durch die ersten Stunden des Tages. Dafür kommen sie gegen Abend in Schwung, wenn Frühaufsteher schon zu gähnen anfangen.

Der innere Schlaf- und Wachrhythmus ist genetisch bedingt und bei jedem Menschen verschieden. Die meisten liegen irgendwo zwischen den beiden Chronotypen. Im Lauf des Lebens verändert sich der Chronotyp: Kinder werden meist früh wach, Teenager stehen lieber später auf, und ältere Menschen gehen wieder zeitig schlafen.

Doch Frühaufsteher haben es leichter: Unser Alltag ist tendenziell auf frühe Aktivitäten hin ausgerichtet. Die Lerchen kommen mit den gängigen Arbeits- und Schulzeiten besser zurecht. Doch der Trend geht in Richtung Spätaufsteher: Würde der Durchschnittsmensch nach seiner inneren Uhr leben, läge seine Schlafzeit zwischen 0.15 Uhr und 8.15 Uhr, wie Chronobiologen durch Befragungen ermittelt haben.

Zwei von drei Menschen gelten als Normal- oder Spättypen. Oft schlafen sie schlecht und sind tagsüber müde. Nachtaktive müssen jeden Arbeitstag aufs Neue viel zu früh aufstehen, obwohl sie vielleicht erst um drei Uhr morgens eingeschlafen sind. Die Eulen können ihrer inneren Uhr nicht gerecht werden und haben zuweilen das Gefühl, nicht ganz normal zu sein. An freien Tagen schlafen sie richtig aus – und kehren damit zu ihrem biologischen Rhythmus zurück. Doch dadurch leben sie in einer Art Dauer-Jetlag.

Die mangelnde Erholung kann ernsthafte Folgen für die Gesundheit haben. Viele können ihr Potenzial nicht richtig ausschöpfen, die Leistungsfähigkeit leidet. Dauerhafter Schlafmangel kann sogar Krankheiten wie Altersdiabetes, Bluthochdruck und Fettleibigkeit begünstigen.

Bringt der Weihnachtsmann oder das Christkind die Geschenke?

In manchen Regionen bringt der Weihnachtsmann die Geschenke, in anderen das Christkind. Warum ist das so? Woher kommen diese Vorstellungen?

Bevor es den Weihnachtsmann gab, brachte der Heilige Sankt Nikolaus die Geschenke. Dieser hat als Bischof Nikolaus von Myra in der heutigen Türkei im vierten Jahrhundert gelebt und wurde als Schutzheiliger von vielen Kindern verehrt. Zu seinem Gedenken werden seit Mitte des 16. Jahrhunderts Kinder an seinem Namenstag, dem 6. Dezember, beschenkt. Während der Reformation wurde diese Sitte auf den 24. und 25. Dezember verlegt. Fortan sollte das Christkind die Geschenke bringen. Erst als niederländische Auswanderer den Nikolaus-Brauch nach Amerika exportierten, entwickelte sich das moderne Bild des Weihnachtsmanns; und aus dem holländischen „Sinter Claas“ wurde „Santa Claus“.

Doch Santa Claus sah nicht immer so aus, wie wir ihn heute kennen. Anfangs hatten seine Gewänder ganz verschiedene Farben und auch seine Gestalt variierte. 1821 tauchte er erstmalig in einem Gedicht auf. Clement Moore beschrieb den Weihnachtsmann in „A Visit from St. Nicholas“ als fröhliches, nur elfengroßes Dickerchen, das mit einem Rentierschlitten reist und Geschenke durch den Kamin bringt. 1881 zeichnete der deutschstämmige Amerikaner Thomas Nast den Santa Claus so, wie wir ihn heute kennen.

Dass der Weihnachtsmann heute nur noch Rot-Weiß trägt, hat er einem bekannten Limonadenhersteller zu verdanken. Im Jahr 1931 sollte der norwegische Grafiker Haddon Sundblom eine Weihnachtskampagne für Coca-Cola entwerfen. Er wählte einen pensionierten alten Auslieferungsfahrer als Modell und kleidete ihn in den Firmenfarben Rot und Weiß ein. Zwar trug der Weihnachtsmann auch in früheren Darstellungen schon einen roten Mantel, erst dann setzte sich das jedoch als Standarddarstellung durch.

Bevor der Weihnachtsmann auch in unseren Breiten Einzug hielt, brachte hier einzig und allein das Christkind die Geschenke. Unklar ist, ob es sich dabei um den neugeborenen Jesus handeln sollte oder einfach um ein himmlisches, engelsgleiches Wesen, das an die Geburt des Heilands erinnerte. Die Figur des Christkinds wurde wahrscheinlich von Martin Luther selbst erfunden. Dieser wollte damit sein Vorhaben untermauern, die Heiligenverehrung und damit auch den Nikolaus abzuschaffen. So wurde allgemein das Christkind zum Gabenbringer für die Kinder. Heimlich bringt es die Geschenke am Abend des 24. Dezember. Und wenn man genau hinhört – so wird den Kindern oft erzählt –, kann man dabei leise ein Glöckchen läuten hören.

Während in katholischen Familien bis heute das Christkind die Geschenke bringt, hat in evangelischen Kreisen oft der Weihnachtsmann diese Rolle übernommen. So haben diese beiden, vom Aussehen sehr konträren Wesen, doch die gleiche Bestimmung.