DESYs Lichtquellen haben schon viel gesehen und durchleuchtet – von Viren über Weltraumgestein bis hin zu Meisterwerken von Rembrandt und van Gogh. Jetzt können wir ein weiteres Stück Wissenschafts- und Kulturgeschichte zu unserer Sammlung exotischer Versuchsobjekte hinzufügen: ein vom Dichter und Universalgelehrten Johann Wolfgang von Goethe gesammeltes Stück Bernstein, in dem eine 40 Millionen Jahre alte Ameise eingeschlossen ist.

Diese Nachricht hat diese Woche für viel Aufmerksamkeit gesorgt: An der vom Forschungszentrum Hereon betriebenen Beamline P05 an DESYs Röntgenlichtquelle PETRA III haben Forschende der Friederich-Schiller-Universität Jena sich ein Stück aus der Bernsteinsammlung Goethes genauer angesehen. Die Biologinnen und Biologen wollten mehr über die darin eingeschlossenen, 40 Millionen Jahre alten Insekten wissen. Bei der Ameise, die mit bloßem Auge kaum zu erkennen ist, handelt es sich zum Beispiel um eine ausgestorbene Art. Mit Hilfe des Röntgenlichts konnten die Forschenden nicht nur mehr über das Außen- und Innenleben der Ameise erfahren, sondern auch ein 3D-Modell anfertigen, das es anderen Wissenschaftler:innen ermöglicht, zukünftige Funde derselben Art zu vergleichen. Diese spezielle Ameisenart ist einer Art sehr ähnlich, die heute in Nordamerika ansässig ist und ihre Nester in Bäumen baut – was auch erklärt, warum sie im Bernstein, also verhärtetem Baumharz, eingeschlossen wurde.

Das Stück Bernstein aus Goethes Sammlung, das bei PETRA III analysiert wurde, mit der Ameise links davon. Foto: Friederich-Schiller-Universität Jena

Die Beamline und ihr Team hat sich zu dem zentralen Ort in Europa entwickelt, an dem Bernsteinforschung betrieben wird. Die Faszination ist für Jörg Hammel aber noch so groß wie am ersten Tag: „Mit einem Stück Bernstein kann man förmlich in die Vergangenheit reisen. Es ist wie eine Momentaufnahme der Umwelt vor Millionen von Jahren. Man sieht all die Dinge, die darin eingeschlossen sind und die einem etwas über das damalige Ökosystem verraten.“

Das vollständige 3D-Modell der Ameise, die in dem Bernsteinstück aus Goethes Sammlung gefunden wurde. Bild: Hereon/Jörg Hammel, Daniel Tröger und Bernhard L. Bock

Die Beamline P05 und ihre Technologie sind besonders gut darin, Übergänge zwischen verschiedenen Arten von Materialien zu finden; außerdem sind die Tomografie-Methoden so genau, dass man auch Details in sehr ähnlichen Materialien finden kann. Das ist nicht nur für Bernsteineinschlüsse wichtig, sondern zum Beispiel in der Medizin.“ Unterschiedliche Gewebe haben nur sehr geringe Unterschiede in der Dichte, und dennoch können wir mit derselben Technik erstaunliche Kontraste erzielen“, so Hammel. Das ermöglicht sehr präzise 3D-Bilder von Gewebestrukturen – und je besser das Verständnis einer Sache, desto größer die Chance, Heilmethoden bei zerstörtem Gewebe zu entwickeln. Die bei DESY geplante Weiterentwicklung der Röntgenlichtquelle zu PETRA IV würde die Technik noch weiter verbessern, weil der Kontrast dank der höheren Photonenanzahl und der höheren Energie noch größer wäre.

Bernhard Bock, Biologe aus Jena, ist begeistert von den Resultaten: „Wir wollen solche Kulturgüter nicht wegschleifen oder stören – deshalb sind die Methoden von DESY bei PETRA super. Wir haben verschiedene Blickwinkel bekommen, insbesondere im Kopf- und Brustbereich der Ameise, und waren überrascht von den dortigen inneren Strukturen – Erkenntnisse, die diese spezielle Technologie ermöglicht.“

Die Hereon-Forschenden arbeiten auch an einem EU-Projekt mit einem ganz besonderen Ziel: einen weltweiten digitalen Bernstein-Katalog zu erstellen, in dem genau solche Funde und ihre 3D-Darstellungen online zugreifbar sind. Oft finden sich an der Oberfläche der Bernstein-Fossilien Spuren von anderen Fossilien, zum Beispiel Pflanzenarten, oder geben ihre innere Anatomie frei. Zusammengenommen hilft dieser Katalog vielen Wissenschaftszweigen, die Klima-, Ökosystem- und Biodiversitätsveränderungen betrachten oder Evolutions- und stammesgeschichtliche Forschungen betreiben.

Wir kennen Johann Wolfgang von Goethe (1749 bis 1832) vor allem als Dichter und Verfasser des Stücks „Faust“. Genau wie sein berühmter Charakter Faust war auch Goethe eine Art Universalgelehrter seiner Zeit. Neben Geologie, Biologie und Botanik hatte es ihm Optik besonders angetan. Wegen seiner optischer Möglichkeiten interessierte er sich für Bernstein, also versteinertes Baumharz, zum Beispiel um Linsen daraus zu fertigen. „Goethe interessierte sich praktisch für alles,“ so Hammel. „Er hat sogar einen der Kernbegriffe der Biologie, die ‚Morphologie‘, selbst in die wissenschaftliche Gemeinschaft eingeführt.“

Originalveröffentlichung

Boudinout et al. "Discovery of Goethe’s amber ant: its phylogenetic and evolutionary implications," Scienctific Advances, 2026.

• DOI:10.1038/s41598-026-36004-4