3-D-Eisbär

Was Wissenschaftler von Knuts Schädel lernen

Zoologen und Mathematiker haben ein 3-D-Modell des toten Berliner Eisbären erstellt. Nun schwebt den Forschern sogar eine Ausstellung mit Tiermodellen vor.

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Zwei Wochen nach seinem überraschenden Tod war Eisbär Knut plötzlich wieder greifbar. Forscher zeigten der verblüfften Öffentlichkeit Modelle von Schädel, Hirn und Gesicht des Publikumslieblings. Entstanden waren sie in einer ungewöhnlichen Kooperation des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) mit Mathematikern der Technischen Universität Berlin. Nun schwebt den Forschern sogar eine Ausstellung mit Tiermodellen vor.

So war Knuts Schädelmodell entstanden: Die Mathematiker verarbeiten mit ihren Hochleistungsrechnern im 3-D-Labor Bilder aus dem Computertomografen des IZW zu dreidimensionalen Modellen. Diese wurden dann in einen Spezialdrucker eingespeist, der Knuts Kopf modellierte. Der Drucker funktioniere ähnlich wie ein Tintenstrahldrucker – nur in drei Dimensionen, erklärt Labormitarbeiter Joachim Weinhold. Je nach Form der Figur trägt der Druckkopf einen Klebstoff auf, der mineralisches Pulver an diesen Stellen zusammenkleben lässt – Schicht für Schicht. Weil die Schichten nur 0,1 Millimeter dünn sind, dauert das Stunden. Bei Knuts Schädel brauchte der Drucker mehr als einen Tag.

Eisbären haben eine gute Nase

Neue Hinweise zur Todesursache brachten die Modelle nicht, dafür aber neue Erkenntnisse über den Geruchssinn von Eisbären. „Was wir sehr anschaulich demonstrieren können, ist, dass Eisbären extrem gut riechen können“, erklärt IZW-Tierarzt Thomas Hildebrandt. Die Größe des Riechhirns zeige, dass Eisbären mindestens über einen Kilometer kleinste Moleküle wahrnehmen können. „Für das Überleben in der Arktis ist das absolut notwendig.“

In einem weiteren Laborraum können die Wissenschaftler die Datensätze noch auf eine ganz andere Art darstellen: In einem begehbaren, interaktiven 3-D-Projektionsraum lassen sich die Objekte aus allen Blickwinkeln betrachten und sogar virtuell durchlaufen. Auch Knuts Schädel lässt sich so von innen und außen noch genauer betrachten. Hildebrandt kann sich vorstellen, dass diese Technik hilft, Operationen zu planen.

Künftig wollen Wildtierforscher und Mathematiker ihre Zusammenarbeit ausbauen. Sie wollen Datensätze von Tierpräparaten aus den Archiven des IZW erstellen, um diese im Internet Forschern weltweit zur Verfügung zu stellen. Teure Dienstreisen oder den Versand wertvoller Objekte könnte man sich sparen.

„Körperwelten“ für Tiere

Hildebrandt schwebt auch eine „Konkurrenz-Ausstellung“ zu den „Körperwelten“ von Gunter von Hagens vor. Anders als von Hagens, der menschliche Leichen zeigt, will der Tierarzt perfekte Nachbildungen von Tieren ausstellen. Die Auswahl ist riesig: In den Archiven des IZW lagern 40000 Feuchtpräparate, 500 Schädel- und Knochenpräparate sowie 1000 CT-Datensätze von Tieren wie Nashorn, Elefant und Ameisenbär.

Die CT-Bilder Knuts hatten den Forschern erste Anhaltspunkte für die Suche nach der Todesursache gegeben. Im 3-D-Drucker entstehen ansonsten Objekte jeglicher Art. So lassen Architekturstudenten oder Chemiker ihre Entwürfe oder Moleküle in greifbare Formen drucken. Auch Museen nutzen die Technik, etwa um Repliken von Büsten anfertigen zu lassen. Dabei müssen die Daten nicht aus einem CT kommen. Die Mathematiker haben auch spezielle 3-D-Scanner. „Wir haben die Technik nicht erfunden. Doch wir sind in der Lage, die ganze Kette von der Datengewinnung bis hin zur Datenausgabe abzudecken“, sagt Laborleiter Hartmut Schwandt. Die Zusammenarbeit mit Tierforschern sei außergewöhnlich. dpa