Archiv der Kategorie: Landwirtschaft, Tier- Pflanzenwelt

Viren in unseren Genen: Aktiviert schädigen sie die Gehirnentwicklung

(Helmholtz) – Forschende konnten erstmals zeigen, dass die Aktivierung bestimmter humaner endogener Retroviren, die sich in unseren Genen befinden, die Gehirnentwicklung massiv beeinträchtigt. Diese Erkenntnis könnte dabei helfen, die Forschung an Therapien für neurodegenerative Erkrankungen voranzutreiben. Die Studie entstand in einer internationalen Zusammenarbeit unter Leitung des Helmholtz Zentrums München.

Seitdem sich unsere Vorfahren vor Jahrmillionen mit Retroviren infizierten, tragen wir Elemente dieser Viren in unseren Genen – bekannt als humane endogene Retroviren oder kurz HERVs. Diese Viruselemente haben ihre Fähigkeit zur Replikation und Infektion im Laufe der Evolution verloren, sind jedoch fester Bestandteil unseres Erbguts. Tatsächlich besitzt der Mensch fünfmal mehr HERVs als codierende Gene.  Die bisherige Forschung konzentrierte sich stark auf die Korrelation von HERVs und Krankheiten. Deshalb untersuchten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler HERVs meist in Proben von erkrankten Personen. Obwohl diese Studien wichtig sind, lassen sie keine Rückschlüsse darauf zu, ob HERVs die Ursache oder die Folge der Erkrankungen sind.

Neue Technologien ermöglichen Forschenden heute einen tieferen Einblick in die Mechanismen von HERVs und deren Funktion. Gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen ist es der Virologin Michelle Vincendeau* nun erstmals gelungen, die negativen Auswirkungen einer Aktivierung von HERVs für die menschliche Gehirnentwicklung nachzuweisen.

Aktivierung von HERV schädigt die Gehirnentwicklung
Mithilfe der CRISPR-Technologie aktivierten die Forschenden eine spezielle Gruppe von HERVs** in menschlichen embryonalen Stammzellen und entwickelten daraus Nervenzellen (Neuronen). Die viralen Elemente wiederum aktivierten spezifische Gene, darunter klassische Entwicklungsfaktoren, die an der Gehirnentwicklung beteiligt sind. Im Bereich der kortikalen Neuronen, also der Nervenzellen in unserer Großhirnrinde, führte dies zu einem kompletten Funktionsverlust der Neuronen. Sie entwickelten sich völlig unterschiedlich als gesunde Neuronen dieser Hirnregion – sie hatten ein deutlich kürzeres Axon (Nervenzellenfortsatz) und die Axone waren weniger verzweigt. Somit beeinträchtigt die Aktivierung einer spezifischen HERV-Gruppe die Entwicklung kortikaler Neuronen und damit die gesamte Gehirnentwicklung.

Klinische Bedeutung
Da neurodegenerative Erkrankungen oft mit der Aktivierung mehrerer HERV-Gruppen in Verbindung stehen, ist der negative Einfluss der HERV-Aktivierung auf die Entwicklung kortikaler Neuronen eine wesentliche Erkenntnis. Es ist bereits bekannt, dass Umweltfaktoren wie Viren, Bakterien und UV-Licht verschiedene HERVs aktivieren können und damit möglicherweise zum Ausbruch von Krankheiten beitragen. Die neuen Erkenntnisse machen HERVs für die klinische Anwendung noch interessanter. Das Ausschalten bestimmter viraler Elemente könnte ein neues Forschungsfeld für die Behandlung von Patientinnen und Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen eröffnen. In einem nächsten Schritt wird die Gruppe am Helmholtz Zentrum München die Auswirkungen einer Deaktivierung von HERVs in Proben von Neuronen erkrankter Personen untersuchen.

Neue Pfade für die Grundlagenforschung
Darüber hinaus liefern die Forschungsergebnisse wichtige Hinweise darauf, dass epigenetische Mechanismen die Virenelemente in der gesunden Gehirnentwicklung unter Kontrolle halten. Michelle Vincendeau vermutet sogar eine funktionelle Rolle der kontrollierten HERVs für die normale Entwicklung des Gehirns. „Wir tragen diese Elemente seit rund 40 bis 70 Millionen Jahren in uns. Wir nehmen an, dass ihr Vorhandensein für unsere natürlichen Prozesse relevant ist, sonst hätten wir sie im Laufe der Evolution nicht so lange behalten“, sagt Vincendeau. Weitere Grundlagenforschung in diese Richtung wird neue funktionelle Rollen von HERVs aufzeigen.

* Michelle Vincendeau leitet die Forschungsgruppe für humane endogene Retroviren am Institut für Virologie des Helmholtz Zentrums München. Ein Teil der Daten aus der aktuellen Studie entstanden im Rahmen ihrer vorherigen Forschungsprojekte am Memorial Sloan Kettering Cancer Center in New York. Für diese Arbeit hat sie auch mit Forschenden der Technischen Universität München und der Universität des Saarlandes zusammengearbeitet.

Kiri, ein Wunderbaum, der alles leichter macht – Mit einer Einführung von Jean Pütz

Diesen Kiribaum, der in der Universität zu Bonn aus dem japanischen Ur-Kiribaum entwickelt wurde, hat erstaunliche Eigenschaften. Sein Holz ist leichter als Balsaholz, doch genau so stabil wie Pappel-Holz. Mittlerweile gibt es nicht nur in Deutschland, sondern auch in Spanien große Plantage. Dieser Baum wächst pro Jahr angeblich 2,5 Meter und – wenn er richtig behandelt wird – wachsen seine ersten Äste erst ab 4 Metern Höhe, was ihn zu einem idealen Nutzbaum macht. Z. B. im anschließenden Beitrag kann man damit Paddelboote bauen.

Ich selbst habe 14 dieser Bäume eingepflanzt, noch sind sie sehr klein, aber sie bilden im Moment nach schlechtem Wetter blaue Blüten und die Blätter kommen auch schon. Ich bin gespannt und werde weiter darüber berichten.

Jean Pütz

(KiriNews) – Mit unserem Kiriholz haben zwei Bootsbauer aus Kiel das wohl nachhaltigste Stand-up-Paddleboard der Welt gebaut. Das „Ray Eco“ – schnell, leicht und stabil – besteht zu 95 Prozent aus nachwachsenden Rohstoffen. Der wichtigste davon: Kiriholz von unserer Anbaufläche in Ladenburg (Baden-Württemberg).

Wir haben den beiden dafür extra lange Kiriholzbohlen zur Verfügung gestellt – mehr als 4,50 Meter maßen sie. Peter Diessenbacher, Gründer und Geschäftsführer der WeGrow-Gruppe, ist von dem Ergebnis angetan: „Wir als Kiriholzpioniere sind stolz darauf, als Kooperationspartner einen entscheidenden Anteil an der Entwicklung dieses nachhaltigen Sportgeräts zu leisten. Das Board sieht toll aus, ist superleicht und macht einen sehr stabilen Eindruck.“

Holz statt Glas- und Kohlefasern – und Fanatic als Marktpartner

Das nachhaltig angebaute Kiriholz ersetzt bei dem Stand-up-Paddlingboard die sonst üblichen Glas- oder Kohlefasern. Auch der Kern – bei gewöhnlichen Boards aus Schaum – besteht aus einer Spantenstruktur aus Kiri. Für Kiri entschieden sich die Boardbauer unter anderem wegen der herausragenden Ökobilanz des Baumes. Er bindet außergewöhnlich viel CO2, verbraucht vergleichsweise wenig Wasser – und das Holz ist im Gegensatz zu anderen Holzarten seewasserbeständig.

Vermarktet wird das Board vom renommierten Markenhersteller Fanatic, der seit rund 30 Jahren Bretter für den Wassersport produziert. Es wird das nachhaltigste Produkt der SUP-Linie sein. „Wassersportartikel sind reine Luxusprodukte, die kein Mensch zwingend benötigt. Daher ist es hier umso wichtiger, ein kritisches Auge auf den Ressourcenverbrauch und die Auswirkungen auf die Umwelt zu haben“, sagt Michael Walther, einer der Board-Bauer.

Keine Marketing-Geschichte, sondern wirklich nachhaltig und umweltverträglich

Walther und sein Partner legten während des gesamten Produktionsprozesses Wert auf Nachhaltigkeit und umweltverträgliche Bio-Öle und Pigmente. Das Board soll während seines vollständigen Lebenszyklus einen minimalen Einfluss auf die Natur haben. Den Konstrukteuren war wichtig, dass es keine Marketinggeschichte wird, die sauber aussieht, aber bei genauerer Betrachtung kaum Vorteile gegenüber herkömmlichen Boards bietet.  Profi-Sportler Michael Walther wird das Kiriboard demnächst auf mehreren Touren prüfen, um sicherzustellen, dass es allen Anforderungen gewachsen ist. Wir sind gespannt auf seinen Bericht!

Auch wenn Wassersportgeräte nur einen kleinen Nieschen-Anwendungsbereich von Kiriholz darstellen, so zeigt dieses Projekt dennoch sehr anschaulich wie vielseitig einsetzbar und nachhaltig unser Holz ist.

 

Treffpunkt Dorflinde

Ich habe vor zwei Jahren zwei große Lindenbäume auf meinem Grundstück gepflanzt, denn ich bin Imker und die Linde hat eine zusätzliche Funktion, indem sie in ihren Blüten Nektar produziert, auf den im wahrsten Sinne des Wortes die Bienen fliegen. Außerdem finde ich, dass dieser Baum in unseren Dörfern und Städten fast völlig verschwunden ist. Leider, denn Lindenblütentee ist eine Delikatesse, die ich früher kostenlos ernten konnte. Außerdem kommt mir nicht aus dem Sinn, die Linde viel besungen in Volksliedern.

Jean Pütz

(BZfE) – In ländlichen Regionen ist die Dorflinde noch häufig zu finden. Die großen alten Bäume stehen auf dem Marktplatz oder vor einer Kirche. Hier trafen sich früher die Menschen, um Tanzfeste zu feiern oder Gericht zu halten. Doch der Laubbaum ist nicht nur kulturell interessant, sondern hat auch kulinarisch Einiges zu bieten.

Die jungen Blätter der Linde entfalten sich im April und haben ein mildes fein-säuerliches Aroma. Sie schmecken roh im Salat oder Smoothie, fein geschnitten auf dem Butterbrot, aber auch gedünstet als Spinatgemüse. Blätter und Blütenknospen können zum Strecken von Getreidemehl verwendet werden. Probieren Sie auch ein Pesto mit Lindenblättern, Olivenöl, Zitronensaft, Pinienkernen, Parmesan und Knoblauch.

Die zuckersüßen Blüten sind gut zum Aromatisieren von Desserts und Getränken geeignet. Sie lassen sich aber auch zu Sirup oder Gelee verarbeiten. Bekannt ist das besondere Aroma des Lindenblütenhonigs. Lindenblütentee ist ein gängiges Mittel bei Erkältungskrankheiten. Er soll die Abwehrkräfte stärken und entzündungshemmend wirken. Die enthaltenen Schleimstoffe bringen vor allem bei Hustenreiz und Halsschmerzen Linderung. Für einen Tee wird der gesamte Blütenstand mit Hochblatt verwendet: Zwei Teelöffel frische Blüten mit 250 ml kochendem Wasser übergießen, 5 bis 10 Minuten ziehen lassen und abseihen. Die Blüten sind gelblich, aber der aufgegossene Tee hat eine tief goldrote Färbung.

Die Linde gehört zu den Malvengewächsen. Hierzulande sind zwei Arten heimisch, die Sommerlinde (Tilia platyphyllos) und die Winterlinde (Tilia cordata). Die Laubbäume mit ausladender Krone können bis zu 40 Meter hoch und 1.000 Jahre alt werden. Häufig sieht man sie in Parks, Gärten und Alleen. Die Blätter sind herzförmig und kerbig gesägt. Die Sommerlinde blüht von Juni bis August, die Winterlinde einige Wochen später. Die Blüten sind gelblich-weiß und stark duftend. Nach dem Verblühen bilden sich kleine kugelförmige Früchte mit einem länglichen Blatt, das an ein Segel erinnert. Wenn sie noch weich sind, können sie als Kapernersatz in Salzlake oder Essig eingelegt werden.

Ameisen benutzen ihre selbstproduzierte Ameisensäure als Antibiotikum

(pte) – Ameisen desinfizieren sich und ihren Magen mithilfe ihrer eigenen Säure. Laut Forschern der Universität Halle-Wittenberg (MLU) und Universität Bayreuth tötet die Ameisensäure schädliche Bakterien im Futter der Tiere und verringert so das Krankheitsrisiko. Gleichzeitig hat die Säure den Experten nach Einfluss auf die Darmflora der Ameisen. Details wurden in „eLife“ publiziert.

Verhinderung schädlicher Pilze
„Lange ging man davon aus, dass die Säure nur zur Abwehr gegen Fressfeinde dient, also zum Beispiel gegen Insekten und Vögel. Immer, wenn Ameisen Futter oder Wasser schlucken, fangen sie danach vermehrt an, sich an ihrem Hinterteil zu putzen“, sagt MLU-Forscher Simon Tragust. In früheren Arbeiten konnte er bereits zeigen, dass Ameisen die Säure auch bei der Brutpflege einsetzen: Die Tiere desinfizieren damit ihre Brut und können so zum Beispiel die Ausbreitung von schädlichen Pilzen verhindern.

„Hatten die Ameisen Zugang zu ihrer Säure, stiegen ihre Überlebenschancen deutlich, wenn sie Futter zu sich nahmen, das mit krankheitserregenden Bakterien angereichert war“, so Tragust. Der vorteilhafte Effekt sei nicht nur auf einzelne Tiere beschränkt. Ameisen geben Futter an ihre Nestgenossen von Mund zu Mund weiter. „Das ist eine große potenzielle Ansteckungsquelle“, so Tragust. Wenn die Ameise, die das Futter weitergibt, zuvor Säure zu sich genommen hat, so hat die Zweite ein geringeres Risiko, zu erkranken. Auf diese Weise verringere das Verhalten auf der Ebene der Ameisenkolonie die Ausbreitung von Infektionen.

Kiri – ein neuer Wunderbaum – Mit einer Einführung von Jean Pütz

Kiri – ein neuer Wunderbaum: gezüchtet in Bonn, er wächst 2,50 Meter pro Jahr, das Gewicht ist so leicht wie Balsa-Holz, aber so stabil wie die Pappel.
Er ist nicht nur für große Plantagen geeignet, sondern auch für Ihren Garten als Blickfang mit großen Blättern und schönen Blüten.
Habe ich Ihre Neugier angeregt, dann schauen sie sich das  Video an, dass leider nicht von den Öffentlich-Rechtlichen, sondern von Pro 7 produziert wurde.

 

 

Mit KI in der Landwirtschaft Wasser sparen

(KIT) – Dürre und Wetterschwankungen bedrohen die Landwirtschaft in Deutschland oftmals schon im Frühjahr. Eine wachsende Zahl an Ackerlandwirten bewässert daher künstlich. Doch das Wasser ist begrenzt. Genaue Informationen über den Zustand von Pflanzen und Böden helfen Landwirten dabei, wirkungsvolle Maßnahmen gegen Trockenschäden einzuleiten und gezielter zu bewässern. Das Start-up heliopas.ai aus dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) analysiert Satellitenbilder mit Künstlicher Intelligenz (KI) und bringt präzise Daten über die Lage auf dem Feld auf das Smartphone der Landwirte. Dazu müssen sie lediglich die Smartphone-App „Waterfox“ installieren und ihre Flächen anlegen.

 Bereits zu Beginn dieser Vegetationszeit hat es in Deutschland wieder viel zu wenig geregnet: Mit knapp 17 Litern pro Quadratmeter erreichte der April 2020 kaum ein Drittel seines Solls von 58 Litern – so  meldet es der Deutsche Wetterdienst (DWD) – nur 1881 und 2007 hat es weniger geregnet. Der Dürremonitor des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) zeigt ausgedehnte Regionen mit extremer und teils sogar außergewöhnlicher Dürre. Aufgrund der Dürrejahre 2018 und 2019 ist der Boden zudem bereits bis in 1,80 Meter Tiefe ausgetrocknet.

„Leider ist das kein regionales Problem“, erklärt der Gründer Ingmar Wolff vom Start-up heliopas.ai. Aufgrund der globalen Klimaerwärmung müsse jetzt weltweit mit einer Zunahme von Extremwetterlagen gerechnet werden: „Trockenschäden in der Landwirtschaft, aber auch feuchtigkeitsbedingte Krankheiten sind jedes Jahr für Milliardenschäden verantwortlich und bedrohen die Nahrungsmittelsicherheit von Millionen Menschen.“ Gemeinsam mit seinem Gründerkollegen Benno Avino will er Landwirten dabei helfen, mit der neuen Situation umzugehen. „Wir nutzen Künstliche Intelligenz, um sehr genau zu verstehen, was eigentlich auf dem Feld passiert, wie es den Pflanzen geht und wo eventuelle Probleme entstehen. Diese Erkenntnisse verwenden wir, um Empfehlungen auf das Smartphone des Landwirts zu bringen, damit er optimal reagieren kann“, so Wolff.

Eine App hilft Landwirten beim Wassersparen
Um den Service von heliopas.ai zu nutzen, müssen Landwirte keinerlei Sensoren oder andere Geräte auf ihren Flächen installieren. Die neue Technologie basiert vielmehr auf der Analyse von tagesaktuellen Satellitenbildern, Niederschlagsmengen und weiteren Daten, in denen eine Künstliche Intelligenz dann relevante Parameter wie die Bodenfeuchte, aber auch einen Krankheitsbefall erkennen kann. Für einen benutzerfreundlichen Zugang zu den Daten sorgt die Smartphone-App „Waterfox“, die ab sofort verfügbar ist. „Dank der einfachen und klaren Empfehlungen bewässert der Landwirt dann nur noch, wo es tatsächlich notwendig ist“, sagt Wolff. „So spart er Wasser bei der Bewässerung und Aufwand bei Planung und Koordination seiner Saisonarbeiter.“

WaterFox ist leicht zu benutzen: Der Nutzer legt Felder auf einer Karte in der App an und ist sofort startklar. Kunden können das Produkt aktuell für einen Monat kostenlos testen, anschließend wird die Nutzung hektargenau abgerechnet – auch für kleine Betriebe ist der Service also attraktiv. Zukünftig wird es neben Empfehlungen zur Bewässerung auch Empfehlungen zur punktgenauen Düngung und einem wohldosierten Pflanzenschutz geben. Landwirte steigern so ihren Ertrag, produzieren gesündere Nahrung und schonen die Umwelt.

 

Cyber-Quallen als Hüter der Meere

(pte) – Forscher des California Institute of Technology (Caltech) und der Stanford University haben eine bionische Prothese für Quallen entwickelt. Damit vercyberte Nesseltiere schwimmen bis zu drei Mal schneller, ohne dass das ihren Metabolismus belastet. Langfristiges Ziel ist es, die Cyber-Quallen auch zu steuern und mit Sensoren zu bestücken, damit sie Wissenschaftlern Informationen über die unerforschten Weiten des Meeres liefern.

Flotter Pulsieren
Quallen pulsieren, um sich nach dem Rückstoßprinzip fortzubewegen. Typischerweise bringen sie es dabei auf etwa zwei Zentimeter pro Sekunde. Die neue, etwa zwei Zentimeter große Prothese wird mittels hölzernem Stachel am Tier angebracht. Sie dient dazu, mittels elektrischer Impulse das Pulsieren der Quallen zu steuern – ähnlich einem Herzschrittmacher. „Wir konnten zeigen, dass sie sich deutlich schneller bewegen können als üblich, ohne dass ihr Stoffwechsel übergebührlich belastet wird“, sagt Stanford-Doktorandin Nicole Xu.

Auf vier bis sechs Zentimeter pro Sekunde Schwimmgeschwindigkeit bringt es eine Cyber-Qualle. „Das zeigt, dass Quallen ungenutztes Potenzial für schnelleres, effizienteres Schwimmen haben. Sie haben normalerweise nur keinen Grund, das zu tun“, erläutert Xu. Schädlich scheint der Geschwindigkeits-Boost nicht zu sein. Quallen sind dafür bekannt, dass sie bei Stress einen Schleim absondern. Eben das blieb bei den Versuchen aus. Auch Spätfolgen gibt es offenbar nicht. Wurde die Prothese entfernt, sind die Tiere wieder mit normaler Geschwindigkeit geschwommen.

Neue Meeresforscher
Quallen sind für die Wissenschaft interessant, da sie praktisch überall im Meer vorkommen. Daher haben Forscher sie schon als Vorbild für Roboter genommen, die die Ozeane erforschen sollen. „Wir konnten bislang nicht die Eleganz des biologischen Systems einfangen“, meint John Dabiri, Caltech-Professor für Luftfahrt und Maschinentechnik. Das ist mit ein Grund, warum das Team es nun mit Cyber-Quallen versuchen will, um die Tiefen der Weltmeere zu ergründen. „Nur fünf bis zehnt Prozent der Ozeane sind erforscht, also wollen wir ausnutzen, dass Quallen ohnehin überall vorkommen“, erklärt Dabiri.

Mit Sensoren bestückte Tiere könnten also ein globales Netzwerk bilden, um günstig Temperatur, Salzgehalt und andere Eigenschaften der Meere zu überwachen. Das Team will nun also daran arbeiten, die Bewegung der Quallen auch aufgrund der Signale mitgeführter Sensoren zu steuern. Außerdem hofft Daibiri, dass es noch kompaktere Elektronik ermöglicht, diese komplett ins Gewebe der Tiere einzubetten und diese somit wirklich dauerhaft zu Quallen-Cyborgs zu machen.

Gefährdetes Kulturerbe auf dem Meeresboden

(Leopoldina) – Der Meeresboden ist ein faszinierendes Archiv der Menschheitsgeschichte. Das gilt auch für die Nord- und Ostsee. Auf und in ihrem Grund sind nicht nur Schiffswracks zu finden, sondern auch Besiedlungsspuren aus urgeschichtlichen Zeiten, in denen Teile dieser Meere noch Festland waren. Das Kulturerbe unter Wasser ist jedoch bisher unzureichend geschützt. Archäologische Spuren könnten durch Kies- und Sandabbau, den Bau von Windkraftanlagen, die Verlegung von Kabeln und durch Fischerei für immer verloren gehen. Um für die Bedeutung des kulturellen Erbes in Nord- und Ostsee zu sensibilisieren, hat die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina heute das Diskussionspapier „Spuren unter Wasser – Das kulturelle Erbe in Nord- und Ostsee erforschen und schützen“ veröffentlicht. Darin beschreiben die Autorinnen und Autoren den Wert des Unterwassererbes und empfehlen Maßnahmen für einen effektiven Schutz der Kulturgüter.

Die Autorinnen und Autoren legen in der Veröffentlichung dar, dass das kulturelle Erbe in Nord- und Ostsee für die archäologische Forschung in Deutschland und den anderen Anrainerstaaten dieser beiden Gewässer von großer Bedeutung ist. Die kulturgeschichtlichen Spuren unter Wasser seien in Deutschland jedoch viel weniger gut erschlossen, als die an Land. Gleichzeitig sei der wirtschaftliche Nutzungsdruck im Meeresraum sehr hoch und werde künftig weiter steigen. Zwei Ziele werden deswegen in dem Diskussionspapier formuliert: Erstens sollte Deutschland das kulturelle Erbe in Nord- und Ostsee umfassend und auf demselben hohen wissenschaftlichen Niveau erforschen wie dasjenige an Land. Zweitens sollten in den Teilen von Nord- und Ostsee unter deutscher Verantwortung genauso effektive Schutzmechanismen etabliert werden, wie sie auf dem deutschen Staatsgebiet bereits seit Langem vorhanden sind. Die Autorinnen und Autoren empfehlen unter anderem folgende Maßnahmen, um das Kulturerbe unter Wasser zu schützen und die Unterwasserarchäologie zu stärken:

  • Wissenschaft: Forschung und Ausbildung im vergleichsweise jungen Fach Unterwasserarchäologie sollten ausgebaut und die Forschung der Anrainerstaaten von Nord- und Ostsee vernetzt werden. Zudem empfehlen die Autorinnen und Autoren, eine enge Zusammenarbeit von meereswissenschaftlicher, geologischer und archäologischer Forschung zu etablieren.
  • Politik und Wirtschaft: Zusammenarbeit von Wissenschaft und Behörden sollten gestärkt sowie eine intensivere Zusammenarbeit von Wissenschaft und Unternehmen angestrebt werden. Durch Öffentlichkeitsarbeit sollte Wissen über das kulturelle Erbe in Nord- und Ostsee vermittelt werden. Eine wichtige Rolle nehmen hierbei Landesmuseen, Meeres- und Schifffahrtsmuseen, Stadtmuseen oder Geoparks ein.
  • Recht: Deutschland sollte das Übereinkommen der Vereinten Nationen über den Schutz des Unterwasser-Kulturerbes von 2001 ratifizieren und eine Fachbehörde mit den entsprechenden Kompetenzen einrichten. Die Konvention von La Valletta sollte in der ausschließlichen Wirtschaftszone und auf dem Festlandsockel konsequenter als bisher umgesetzt werden.
  • Verwaltung: In sämtliche Raum- und Fachplanungen sollte archäologische Expertise einbezogen werden. Zudem sollte das Umweltverträglichkeitsprüfungsgesetz geändert werden, um künftig auch Spuren des Menschen und seiner einstigen Umwelt (zum Beispiel Pflanzenreste) zu berücksichtigen. Für alle Genehmigungsverfahren für die wirtschaftliche Nutzung oder geplante Eingriffe in den marinen Lebensraum sollten archäologische Standards entwickelt und integriert werden.

Diese und weitere Handlungsoptionen zeigt das Diskussionspapier „Spuren unter Wasser ‒ Das kulturelle Erbe in Nord- und Ostsee erforschen und schützen“ auf. Die Veröffentlichung ist frei zugänglich.

Publikationen in der Reihe „Leopoldina-Diskussion“ sind Beiträge der genannten Autorinnen und Autoren. Mit den Diskussionspapieren bietet die Akademie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern die Möglichkeit, flexibel und ohne einen formellen Arbeitsgruppen-Prozess Denkanstöße zu geben oder Diskurse anzuregen und hierfür auch Empfehlungen zu formulieren.

Demonstration der Bauern – Mit einer Bemerkung von Jean Pütz

Das größte Problem der Landwirtschaft ist die Gülleproduktion. Vor allen Dingen die Gülle, die bei der Fütterung von importierten Sojabohnen anfällt. Sie ist zwar ein wertvolles Düngemittel, aber zuviel erzeugt Nitrat im Trinkwasser, das sehr aufwendig entfernt werden muss.
Im Prinzip ist die Gülle ein Wertstoff, der mit geringen Investitionen umgewandelt werden kann. Vor allem die Gewinnung von Phosphor, das sich immer mehr zu einem notwendigen aber raren Rohstoff entwickelt, könnte die Sache sogar ökologisch extrem nützlich machen. Wenn Subventionen in die Landwirtschaft fließen, dann ist die Investition in diese Gülleverarbeitung ein lohnendes Ziel. Dazu der Beitrag aus dem Umweltbundesamt.
Ich frage mich, warum die Politik bisher noch nicht darauf gekommen ist.

Ihr Jean Pütz

(UBA) – Durch die Vergärung von Gülle und Bioabfall in Biogasanlagen können Treibhausgasemissionen aus der Lagerung, Behandlung und Verwertung reduziert und gleichzeitig Energie bereitgestellt werden. Im Moment landet in Deutschland jedoch nur etwa je ein Drittel der anfallenden Menge in der Biogasanlage. Wie sich der Anteil steigern ließe, zeigen die Ergebnisse eines UBA-Forschungsprojekts.

Aktuell werden nur rund 30 Prozent der in Deutschland anfallenden Wirtschaftsdünger Gülle und Mist sowie rund 35 Prozent des bereits getrennt erfassten Bioabfalls in Biogasanlagen zu Biogas vergoren. Und das obwohl diese Art der Bioenergie doppelten Vorteil hat: Treibhausgasemissionen der Güllelagerung bzw. Bioabfallbehandlung werden reduziert und es besteht keine Nutzungskonkurrenz um die Rohstoffe, da sie im Anschluss weiterhin als Dünger dienen: Bei Gülle und Mist können die Gärreste weiterhin als Dünger eingesetzt, die vergorenen Bioabfälle kompostiert werden. Im Gegensatz zur Biogasproduktion aus Mais besteht auch keine Flächenkonkurrenz zum Anbau von Lebensmitteln und es entsteht kein zusätzlicher Einsatz von Pestiziden und Treibstoffen für die Feldarbeit.

Trotzdem stagniert der Einsatz von Gülle in Biogasanlagen aktuell und es wird in ganz Deutschland nur etwa eine Bioabfallvergärungsanlage pro Jahr zugebaut. In dem vom beauftragten Forschungsprojekt wird davon ausgegangen, dass bei der Güllenutzung für Biogas eine Verdopplung auf ca. 60 Prozent der anfallenden Gülle möglich ist. Bei der Vergärung von Bioabfall wird eine Steigerung auf mehr als das Doppelte als realistisch angesehen, wenn auch die getrennte Erfassung von Bioabfall gesteigert wird.

Ergebnisse des Forschungsprojekts
Im Vorhaben wurde untersucht, warum die aus Klimaschutz- und Ressourcensicht günstigen Energiepotenziale bisher nur unvollständig genutzt werden und wie sie besser gehoben werden können. Dazu wurden die Entwicklung der Gülle- und Bioabfall-Vergärung dargestellt, eine Betreiberumfrage durchgeführt und in Praktiker-Workshops die wichtigsten Hemmnisse identifiziert. Auf dieser Basis wurden dann Handlungsempfehlungen diskutiert und die relevantesten Vorschläge konkretisiert.

Unter anderem wurde ein Vorschlag zur Anpassung der Förderung nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) erarbeitet, um mehr Anreize für den Einsatz von Gülle in Biogasanlagen zu schaffen. Außerdem werden Änderungen in verschiedenen Verordnungen vorgeschlagen, zum Beispiel in der Düngeverordnung und der Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV). Dabei wird darauf hingewiesen, dass gemäß Verursacherprinzip Maßnahmen in der Landwirtschaft in Erwägung gezogen werden sollten, um die Treibhausgas -Emissionen aus der Lagerung und Ausbringung von Gülle zu verringern.

In Hinblick auf den verstärkten Einsatz von Bioabfall in Vergärungsanlagen wurden ebenfalls verschiedene Vorschläge erarbeitet. Diese beinhalten die verstärkte Getrenntsammlung von Bioabfall, die Förderung von Bioabfallvergärungsanlagen im Rahmen des EEG und Hilfestellungen für Kommunen durch Investitionsförderungen, innovative Pilotprojekte und Öffentlichkeitsarbeit.

Wenn diese Vorschläge Eingang in die Gesetzgebung und Förderpolitik finden, können jährlich rund 5 Terawattstunden Strom zusätzlich erzeugt werden – und das ohne in eine Nutzungskonkurrenz zu geraten und bei zusätzlicher Reduktion der Treibhausgasemissionen aus Güllelagerung und Bioabfallbehandlung.

 

Gift im Boden lässt sich einfach auswaschen

(pte) – Mit Schwermetallen verseuchte Böden lassen sich mit einer Chemikalie namens Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) vollkommen reinigen. Das haben Forscher der Stanford University herausgefunden. Bisher werden solche Böden, die auch in Deutschland vor allem auf früheren Industriegeländen zu finden sind, meist in Deponien gelagert.

Schneller und viel billiger
Das Team um Materialwissenschaftler Yi Cui vermischt EDTA mit Wasser. Der dann folgende Prozess ähnelt dem Aufbrühen von Kaffee, witzelt der Forscher. Die Flüssigkeit rieselt wie Wasser durchs Kaffeemehl hindurch den verseuchten Boden. Das EDTA bindet Metallionen an sich und reißt sie mit. Sie sammeln sich, wie der Kaffee in der Kanne, in einem Gefäß unterhalb des Erdreichs.

„Das ist ein neuer Ansatz, verseuchten Boden zu reinigen“, sagt Cui. Bisher funktioniert das Verfahren nur im Labor. Im nächsten Schritt wollen die Forscher eine Pilotanlage bauen, um die Technik unter realen Bedingungen zu erproben. „Dann finden wir auch heraus, wie teuer die Bodenreinigung ist“, so Cui. Wobei er jetzt schon überzeugt ist, dass es billiger ist als alle bisher getesteten Verfahren – und schneller geht.

Blei, Cadmium und Kupfer
Die Forscher haben bisher Böden gereinigt, die mit den hochgiftigen Schwermetallen Blei und Cadmium sowie mit Kupfer verseucht waren, das nur in hohen Konzentrationen gesundheitsgefährdend ist. Diesem ersten Schritt musste ein zweiter folgen, die Rückgewinnung von Wasser, EDTA und Schwermetallen. Dabei kam den Experten zugute, dass EDTA negativ geladen bleibt, auch wenn die positiv geladenen Ionen darauf fixiert waren.

In einem elektrischen Feld konnten die beiden Materialien voneinander getrennt werden. Übrig blieb EDTA in Wasser gelöst, das erneut zur Bodenreinigung verwendet werden kann. Cui will es jetzt mit anderen noch gefährlicheren Metallen versuchen, etwa mit Quecksilber, das so giftig ist, dass die experimentierenden Forscher Schutzkleidung tragen müssen.