Drei russische Nobelpreisgewinner und ihre weltverändernden Entdeckungen

1. Ilja Metschnikow und die „große Immunrevolution”

Der Biologe Ilja Metschnikow wurde 1908 für seine Arbeit auf dem Gebiet der angeborenen Immunität mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Er entdeckte die Phagozyten, die Zellen, die schädliche Bakterien fressen und zerstören. Metschnikow demonstrierte die Funktionsweise des Prozesses, indem er die Larven von Seesternen untersuchte. Er steckte Fremdkörper in die Larven und beobachtete, dass sich drumherum bald einige ungewöhnliche Zellen anhäuften. Er vermutete, dass dies weiße Blutkörperchen waren, die sich an der Entzündungsstelle ansammelten und die Krankheitserreger abtöteten. Seine Theorie stieß jedoch auf heftige Skepsis in der wissenschaftlichen Gemeinschaft, die damals eine andere Theorie favorisierte.

Ilja Metschnikow

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Metschnikow teilte sich den Nobelpreis mit einem anderen Immunologen, dem deutschen Wissenschaftler Paul Ehrlich, dessen Theorie damals mehr Anklang fand. Ehrlichs sogenannter adaptiver Immunitätsansatz betonte die Antikörperproduktion. Während des größten Teils des 20. Jahrhunderts entwickelte sich die Immunologie weiter im Einklang mit Ehrlichs Theorie der adaptiven Immunität, und Metschnikows Arbeit geriet fast in Vergessenheit. In den späten achtziger Jahren wurde jedoch entdeckt, dass viele Zellen, insbesondere die für die Immunität verantwortlichen Phagozyten, spezielle Rezeptoren besitzen, die bestimmte Infektionen identifizieren können. Diese Zellen sind an bestimmte Gene gebunden. „Es stellte sich heraus, dass die angeborene Immunität das Hauptmerkmal [im Vergleich zur adaptiven] für alle Lebewesen ist. Und nur bei Organismen, die bereits auf der Evolutionsleiter vorgerückt sind, ... tritt eine adaptive Immunität auf. Allerdings ist die angeborene Immunität für den Start und das weitere Funktionieren verantwortlich… “, schrieben die Verfasser eines Artikels, in dem Metschnikows Arbeit als „Die große Revolution der Immunität” (rus) gewürdigt wurde.

2. Prochorow, Basow und die Lasertechnik  

Alexander Prochorow und Nikolai Basow bekamen den Nobelpreis für Physik im Jahr 1964. Sie teilten sich die Auszeichnung mit dem amerikanischen Wissenschaftler Charles Hard Towns. Prochorow und Basow entwickelten den ersten Mikrowellen-Quantengenerator, abgekürzt Maser (übersetzt und ausgeschrieben etwa: Mikrowellenverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission). Charles Hard Towns von der Columbia University führte zeitgleich ähnliche Experimente durch, jedoch nicht mit Mikrowellen, sondern mit Licht und erfand den Laser (was übersetzt und ausgeschrieben in etwa bedeutet: Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission).

Alexander Prochorow und Nikolai Basow im Labor, 1966

Oleg Kusmin/TASS

Ein Zeitgenosse beschrieb Prochorows Arbeitsweise: „Er forderte von seinen Forschern, dass sie sich Gedanken machten, wie sie ihre Arbeit grundlegend verbessern könnten. Nach einem Monat erhielt er lediglich allgemeine Aussagen. Darüber war er so wütend, dass er mit einem Hammer die ganze Laborausstattung zerschlug. Das war ein großer Skandal und viele seiner Forscher gingen daraufhin weg. Die verbliebenen stürzten sich in die Arbeit. Obwohl es damals noch nicht abzusehen war, brachte ihnen dies später den Nobelpreis (rus) ein.” Die Arbeiten von Prochorow und Basow legten den Grundstein für die Quantenelektronik, für Weltraumfunk- und Glasfasertechnologie. Später untersuchte Basow die Auswirkungen von Laseremissionen auf chemische Reaktionen, während sich Prochorow auf die Verwendung des Lasers in der Medizin konzentrierte. Unter seiner Ägide wurden die ersten ophthalmologischen Laser entwickelt und er war Vorreiter beim Einsatz von Lasern in der Chirurgie und Stomatologie sowie bei der Behandlung von Tuberkulose und onkologischen Erkrankungen.

3. Geim, Nowosjolow und das Supermaterial

Die in Russland geborenen Physiker Andre Geim und Konstantin Nowosjolow sind vor allem für die Entdeckung von Graphen bekannt, einem neuen Material mit ganz besonderen Eigenschaften. Diese Entdeckung brachte ihnen 2010 den Nobelpreis ein. Graphen ist nur ein Atom dick, aber 160-mal stärker als Stahl. Es hat die Fähigkeit, sowohl Strom als auch Wärme sehr effizient zu leiten. Graphen gilt in seiner Anwendungsmöglichkeit als sehr vielversprechend und ist besonders für die Elektroindustrie von Bedeutung.

Andre Geim und Konstantin Nowosjolow

AP

Laut Nowosjolow hat „Graphen einzigartige Eigenschaften. Es ist eine Faser im wahrsten Sinne des Wortes. Graphen ist ein sehr flexibles Material und dennoch extrem hart”, erklärte der Wissenschaftler im Interview mit “Forbes” (rus). Die außergewöhnlichen Eigenschaften dieses revolutionären neuen Materials wurden vom schwedischen Physiker Per Delsing bei der Bekanntgabe des Nobelpreises anschaulich vorgetragen. Er erklärte (eng), eine ein Quadratmeter große Hängematte, die nur ein Atom dick sei und nur ein Milligramm wiegen würde, also gerade so viel wie ein einzelnes Schnurrhaar, könne eine vier Kilogramm schwere Katze tragen.

Noch ist es schwierig Graphen in großen Mengen industriell zu produzieren. Die Einsatzmöglichkeiten sind jedoch bereits vielfältig (rus) und reichen vom Haare färben bis Golf spielen. Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass der Einsatz von Graphen in der Mikroelektronik die Geschwindigkeit von Computern um das Tausendfache steigern könne. Der Einsatz von Silizium werde dann überflüssig sein, glauben sie.

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