Bildung

Die Chemie von Champignons und grauen Haaren

Sechs Berliner Projekte beim Wettbewerb Jugend forscht ausgezeichnet

Sie haben gewerkelt, Versuche aufgebaut und Verfahren durchprobiert – dafür wurden sie jetzt ausgezeichnet. Beim 48. Landeswettbewerb Jugend forscht (Jufo) gewannen sechs Arbeiten einen Preis. Die prämierten Nachwuchs-Forscher aus Berlin traten insgesamt gegen 81 Teilnehmer von 28 Schulen an. Die Siegertrupps, die zumeist aus zwei Jungforschern bestehen, erhalten 250 Euro Preisgeld – und haben die Chance auf weitere wissenschaftliche Erfolge: Die zehn Berliner vertreten das Land auch beim Bundeswettbewerb, der vom 30. Mai bis zum 2. Juni in Leverkusen ausgetragen wird. Die drei Erstplatzierten der Disziplin Biologie, Carlotte Pribbenow und Elena Häring, des Fachbereichs Geo- und Raumwissenschaft, Julian Petrasch, und des Bereichs Physik, Leon Chaudhari und Esther Kähne, stellen ihre Sieger-Projekte vor:

Carlotte Pribbenow (16) von der Lise-Meitner-Schule (Neukölln) und Elena Häring (17) vom Heinz-Berggruen-Gymnasium (Charlottenburg-Wilmersdorf): „Wir haben einen von insgesamt sechs ersten Plätzen beim Landeswettbewerb mit unserem Champignon-Projekt gemacht. Dabei haben wir im Schülerforschungszentrum Lise Meitner nachgewiesen bei welcher Lagerung im Haushalt die Pilze am meisten Mikroorganismen bilden, die die Gesundheit gefährden. Wir haben dazu die Pilze in drei verschiedenen üblichen Verpackungen gelagert und sowohl bei Zimmertemperatur als auch im Kühlschrank sowie im Eisfach aufbewahrt. Das wesentliche Forschungsergebnis ist: Besonders belastet waren Champignons nach zwei Tagen Lagerung, wenn sie in einer Tupperbox aufbewahrt waren. Auch die Pilze, die im Eisfach lagerten, waren belastet, ebenso wie die, die bei Raumtemperatur aufbewahrt wurden. Den zulässigen EU-Höchstgehalt konnten lediglich die Champignons einhalten, die wir in der Originalverpackung im Kühlschrank aufbewahrten. Auf die Idee sind wir schon vor drei Jahren gekommen. Damals berichteten die Medien, dass beinahe 70 Prozent der verkauften Pfifferlinge eine Gesundheitsgefährdung darstellen können. Weil wir auch im Winter forschen wollen und Pfifferlinge zu dieser Zeit schwer zu haben sind, wechselten wir unseren Untersuchungsgegenstand und forschten deshalb mit Champignons. Wir haben die Pilze in der Folge mikrobiologisch untersucht. Dazu haben wir sogenannte Agarplatten verwendet, auf denen man die Kontaminationen mit Schimmelpilzen sehr schnell sehen und nachweisen kann. Zudem haben wir in den Champignons auch Spuren des Schimmelpilzes Aflatoxin nachweisen können, über den gerade in den Medien viel gesprochen wird. Mit einem Computerprogramm, das wir auch selbst entwickelt haben, können die Mikroorganismen gemessen werden. Das Prinzip ist ganz leicht: Das Programm zählt einfach die Flecken, die auf der Agarplatte zu sehen sind, und vermittelt so einen Eindruck über den Schädlingsbefall. Was die Forschungsergebnisse für unseren Alltag in der Küche bedeuten? Eigentlich nicht viel. Wenn wir Pilze kaufen, dann lagern wir die eigentlich nie lange in der Küche. Wir verbrauchen sie meistens schon am ersten Tag.“

Julian Petrasch (21) von der Freien Universität: „Ich bin seit einem Semester Informatik-Student an der FU und habe mit meinem Projekt gezeigt, dass es eine sehr günstige Alternative zu Satellitenaufnahmen gibt. Und zwar können hochauflösende Aufnahmen von der Erde sehr gut mit Stratosphärenballons gemacht werden. Sie sind ein gutes alternatives Trägersystem für Kameras und andere Messgeräte. Um das zu beweisen, habe ich Testflüge mit meinem Ballons gemacht, die ich ,Ossi‘ getauft habe. Das steht für „Observation System for Stratospheric Investigations“. Ich habe die Ballons bis in 33 Kilometer Höhe fliegen lassen, in dieser Höhe platzen sie automatisch, sodass die Kapseln mit den Geräten mit einem Fallschirm zu Boden flogen. Bestückt waren die Ballons zum Beispiel mit einer handelsüblichen 35-Euro-Kamera, die aber sehr gute Aufnahmen gemacht hat. Die Flugdauer betrug fünf Stunden. Die Aufnahmen sind Luftbilder und tatsächlich wissenschaftlich verwertbar. Außerdem haben die Geräte auch noch meteorologische Daten gemessen, zum Beispiel die Temperatur, Windgeschwindigkeit sowie Magnetfelder, die sich dort oben befinden. Die Einsatzweise der Stratosphärensonden ist in dieser Weise einmalig, bisher wurden keine Fernerkundungsdaten so gemessen. Bei der Auswertung der Daten habe ich im Übrigen die gleiche Software verwendet wie das US-Militär. Auch wenn ich natürlich sonst nicht auf so ein Budget zurückgreifen kann. Aber darum ging es bei dem ganzen Projekt ja auch: zu zeigen, dass es sehr viel günstigere professionelle Aufnahmen und eine viel einfachere Datenerhebung als mit Satelliten oder Flugzeugen gibt. Vergleichbare Flugzeug-Aufnahmen kosten mehrere Zehntausend Euro. Ein Ballonflug mit der Stratosphärensonde kostet hingegen nur rund 500 Euro. Auf die Idee zu dieser neuartigen Messdatengewinnung und Fernerkundung bin ich im Grunde schon vor zweieinhalb Jahren gekommen. Damals wollte ich an einem Wettbewerb teilnehmen, der von einem Paketunternehmen ausgerufen war. Die Aufgabe war es, mit einem selbst gebauten Fluggerät ein großes Paket so weit wie möglich zu transportieren. Als einzige Möglichkeit kam mir damals der Ballon in den Sinn. Leider wurde der Wettbewerb im Endeffekt abgesagt. Die Organisatoren hatten starke Zweifel bekommen – aufgrund der Flugsicherheit. Ich aber war fasziniert von der Idee. Und bin dran geblieben.“

Leon Chaudhari (15) von der Schulfarm Insel Scharfenberg (Reinickendorf) und Esther Kähne (17) von der Nelson-Mandela-Schule (Charlottenburg-Wilmersdorf): „Wir haben das erste Verfahren weltweit entwickelt, mit dem sich eine sichere Prognose dazu treffen lässt, mit welchem Alter ein Mensch graue Haare bekommen wird. Unsere Methode erlaubt es, eine Aussage darüber zu treffen, wann die Haare ergrauen dürften, und auch, wann sie dann ganz weiß sein dürften. Wir greifen dabei zurück auf ein Verfahren, das sich Elektronenspinresonanz-Spektroskopie nennt, kurz ESR. Mit ihm können wir den Gehalt von Melanin, das für die Haarfarbe verantwortlich ist, bestimmen. Nach mehreren Haarproben eines Menschen können wir dann anhand einer Kurve vorhersagen, wann der Ergrauungsprozess eintreten dürfte. Außerdem können wir dem Probanden einige nützliche Tipps an die Hand geben, um das Ergrauen zu regulieren. Zum Beispiel mit einem ausgeglichenen Säure-Base-Haushalt des Körpers, der etwa mit einer gesunden oder speziellen Ernährung gefördert werden kann. Ein Schlüsselmoment des Projekts war, als wir in einer Arbeitsgruppe zusammengesessen haben und jemand gefragt hat: Was passiert eigentlich, wenn wir diese Tasse Kaffee mit der ESR-Spektroskopie untersuchen würden? Zu unserer großen Verwunderung – das gab uns einen Anstoß – haben wir bei der Untersuchung des Kaffees überhaupt irgendein verwertbares Ergebnis herausbekommen. Von dort an haben wir alle möglichen anderen Objekte und Gegenstände untersucht – und sind irgendwann bei den Haaren gelandet. Wir haben Proben von Freunden und aus der Familie genommen. Bei mir persönlich können wir eine sehr genaue Prognose treffen, wann ich graue Haare bekomme. Das liegt daran, dass meine Mutter noch ein Baby-Haar von mir gefunden hat und uns dieses eine sehr präzise Resonanzabsorptions-Kurve liefert. Wenn ich mich weiter so ernähre wie heute, dann werde ich mit 32 Jahren graue Haare haben. Im familiären Vergleich stehe ich gut da: Meine Mutter hat graue Haare schon mit Anfang 20 bekommen.