Anregungen für unsere Konsumgewohnheiten

Waldzustandsbericht: Nirgendwo werden mehr Bäume abgeholzt als in Afrika

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 22. July 2020 - 9:02

Der aktuelle Waldzustandsbericht der UN-Landwirtschaftsbehörde FAO verweist auf zwei wichtige Fakten. Zum einen gehen aktuell jährlich weltweit rund zehn Millionen Hektar Wald verloren. Die Dynamik hat sich somit im letzten Jahrzehnt ein wenig verlangsamt. Noch immer ist die Abholzungs-Rate aber deutlich zu hoch, um von einer Trendwende zu sprechen. Gleichzeitig hat sich die Problematik zumindest teilweise verlagert. So gingen in der Vergangenheit stets die meisten Waldflächen in Südamerika verloren. Dort ist es allerdings im vergangenen Jahrzehnt gelungen, die Dynamik signifikant zu verlangsamen. So sank die Zahl der jährlichen Verluste im in Südamerika im Schnitt auf nur noch 2,6 Millionen Hektar. Dies stellt noch immer eine gewaltig Fläche dar, ist aber zumindest eine deutliche Verbesserung.

In Afrika wächst die Bevölkerung sehr stark

Getrübt wird dieser Erfolg allerdings durch zwei Faktoren. So wurden zum einen die meisten Erfolge in der ersten Hälfte des vergangenen Jahrzehnts erzielt. Inzwischen sind aber vor allem die tropischen Wälder in Brasilien wieder deutlich stärker gefährdet. In den meisten anderen südamerikanischen Staaten ist es wiederum gelungen, die positiven Ansätze fortzuführen. Noch bedenklicher ist allerdings die Tatsache, dass inzwischen Afrika zum Hotspot der globalen Abholzung geworden ist. Den UN-Angaben zufolge gingen dort im Schnitt pro Jahr 3,9 Millionen Hektar Wald verloren. Als Grund dafür benennen die Experten vor allem zwei Gründe: Die stark wachsenden Bevölkerungszahlen und der nicht zuletzt dadurch steigende Druck auf die ärmere Bevölkerung, den eigenen Lebensunterhalt zu sichern. Rund neunzig Prozent der Wälder gehen daher in den Tropen verloren.

Bäume könnten die Ausbreitung der Sahara stoppen

In einigen Ländern Afrika ist die Zerstörung der Wälder zudem besonders problematisch. Denn dadurch wächst die Gefahr, dass sich die Sahara weiter nach Süden ausbreitet. Abhilfe schaffen soll ein – unter anderem von der Weltbank und der EU unterstütztes – Projekt namens „Great Green Wall“ Im Kern geht es dabei darum, einen grünen Streifen mit einer Breite von rund 15 Kilometer zu etablieren, der einmal quer über den Kontinent verläuft. Dadurch soll die Ausbreitung der Wüste gestoppt werden. In einigen Regionen ist das Projekt bereits durchaus erfolgreich angelaufen. In anderen Ländern steckt es hingegen noch in den Kinderschuhen. Wälder sind aber nicht nur als Schutz gegen die Wüste von Bedeutung, sondern spielen auch für die lokalen Ökosysteme eine wichtige Rolle. Außerdem helfen sie beim globalen Kampf gegen den Klimawandel.

Via: FAZ

SARS-CoV-2: Positive Ergebnisse für zwei weitere Impfstoffe

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 21. July 2020 - 19:43

Fieberhaft wird weltweit an einem Impfstoff gegen das Coronavirus SARS-CoV-2 geforscht. Insgesamt befinden sich 250 mögliche Impfstoffe in der Entwicklung, etwa 20 von ihnen sind bereits soweit, dass sie sich in klinischen Studien befinden. Darunter sind sowohl klassische Totimpfstoffe als auch Impfstoffe, die auf modifizierte Trägerviren basieren. Auch neuartige mRNA-Vakzine werden erforscht, etwa von den Firmen Biontech und Moderna. Dabei gab es in der Vergangenheit bereits positive Meldungen bezüglich einiger Impfstoffe. Nun kommen zwei hinzu: Bei beiden Vakzinen konnte bei den Probanden eine Immunantwort nachgewiesen werden – ihr Immunsystem produzierte sowohl Antikörper als auch T-Zellen gegen das Coronavirus.

Coronavirus
Bild: NIAID Mit Trägerviren gegen das Coronavirus

Aktuell befinden sich mehrere Impfstoffe in klinischen Studien der Phasen 1 und 2. Bei diesen geht es zunächst darum, die Verträglichkeit der Impfstoffe zu überprüfen und herauszufinden, ob sie die gewünschte Immunreaktion auslösen können. Maßgeblich hierfür ist eine ausreichende Produktion neutralisierender Antikörper sowie eine zelluläre Immunantwort, etwa in Form von T-Zellen.

Zu den beiden Impfstoffkandidaten, um die es geht, liegen nun Ergebnisse aus Phase-2-Studien vor. Dabei verwendeten beide Teams ein Trägervirenmodell. Bei beiden Vakzinen kommen modifizierte Adenoviren zum Einsatz, deren Erbgut um die Gene für das Spike-Protein des Coronavirus ergänzt wurde. Dieses Spike-Protein wird von SARS-CoV-2 verwendet, um an menschliche Zellen anzudocken. Die Trägerviren schleusen die jeweiligen Gene in die Zellen ein, die dann die Virusbestandteile produzieren und eine Immunantwort auslösen.

Ad5: Impfstoff aus China schwächelt bei älteren Probanden

Der erste Impfstoffkandidat kommt aus China und wurde von einem Team rund um Feng Cai Zhu vom Jiangsu Provincial Center for Disease Control and Prevention in Nanjing entwickelt. Als Trägervirus kommt ein Adenovirus zum Einsatz, das bei Menschen ungefährliche Erkältungen auslöst. Dieses wurde abgeschwächt und genetisch modifiziert. In der Studie wurde es dann 508 Probanden verschiedenen Alters verabreicht. Dabei erhielten 253 Teilnehmer eine hohe Dosis, 129 eine niedrigere Dosis und der Rest ein Placebo.

28 Tage nach der Impfung hatten bis zu 90 Prozent der Teilnehmer eine zelluläre Immunantwort gegen SARS-CoV-2 in Form von T-Zellen entwickelt. Mehr als 96 Prozent wiesen zudem Antikörper auf, von denen etwa die Hälfte eine Virusneutralisation auslösten. Die Forscher berichteten auch von Rötungen und Schwellungen an der Impfstelle, Fieber, Kopfschmerzen und Erschöpfung als Nebenwirkung der Impfung.

Das Team taufte seinen Vektorimpfstoff auf den Namen Ad5 und bezeichnete ihn als immunologisch effektiv und verträglich. Allerdings sei die Immunantwort bei den älteren Teilnehmern der Studie deutlich schwächer. Anscheinend hemmt ein vorheriger Kontakt mit dem Adenovirus die Wirkung des veränderten Ad5-Virus. Die Forscher arbeiten nun daran, die Immunantwort bei älteren Personen zu verstärken – schließlich ist gerade die ältere Bevölkerung eine Risikogruppe für Covid-19.

ChAdOx1: Schimpansen-Virus dient als Basis

Der zweite Impfstoff kommt aus Großbritannien und beruht auf einem Trägervirus, das bei Menschen nicht vorkommt: „ Das neue Vakzin verwendet ein Erkältungsvirus, das Schimpansen befällt. Dieses wurde abschwächt, so dass es beim Menschen keine Krankheit verursachen kann und dann genetisch so verändert, dass es den Code des Spike-Proteins in sich trägt„, so Andrew Pollard von der University of Oxford, der die Studie leitete.

Das Team taufte das modifizierte Trägervirus auf den Namen ChAdOx1 und testete es in einer Phase-2-Studie an 543 gesunden Probanden. Eine Kontrollgruppe mit 534 Probanden erhielt einen Impfstoff gegen Meningokokken.

Auch ChAdOx1 regte sowohl die Produktion von Antikörpern als auch von T-Zellen gegen SARS-CoV-2 an. 91 Prozent der Probanden hatten nach 28 Tagen neutralisierende Antikörper gebildet. Die T-Zellen hatten ihren Höchststand bereits nach 14 Tagen erreicht. Da keiner der Probanden älter als 55 Jahre alt war, lässt die Studie jedoch keine Aussagen über die Wirksamkeit bei älteren Menschen zu.

Noch ist einige Arbeit zu leisten, bevor wir bestätigen können, dass unser Vakzin helfen wird, die Covid-19-Pandemie einzudämmen. Aber diese ersten Ergebnisse sind vielversprechend„, so Co-Autorin Sarah Gilbert.

Beide Impfstoffe sind nun in der Vorbereitung für Phase-3-Studien.

Trotz mehr Regen - Deutschland droht extreme Dürre: Forscher entdecken neue Waffen gegen Klimawandelfolgen

Typisch Westerwald - 21. July 2020 - 18:45
Hitze, Waldsterben, Überschwemmungen: Der Klimawandel hat Deutschland fest im Griff. Jetzt haben Forscher neue Lösungen entdeckt, um zumindest einigen Problemen entgegen zu wirken. So sind etwa Wasserpflanzen in Bächen und Flüssen ein bisher unterschätzter Puffer gegen Dürre und Überschwemmungen.Von FOCUS-Online-Redakteurin Paula Schneider

Nachhaltiger leben - Retten Vegetarier das Klima? Das sind die wahren Folgen unseres Fleischverzehrs

Typisch Westerwald - 21. July 2020 - 15:45
Die Skandale in der Fleischindustrie reißen nicht ab. Ob Tönnies oder Wiesenhof – zurzeit vergeht einem der Appetit auf Steak oder Würstchen ganz von alleine. Welche Auswirkungen der Fleisch-Verzicht auf unser Klima hat, gerät dabei leicht in Vergessenheit. FOCUS Online klärt auf. Von FOCUS-Online-Redakteurin Uschi Jonas

Aus dem 3D-Drucker: KFC testet Nuggets aus Hühnerfleischzellen und Biomaterial

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 21. July 2020 - 12:51

Im Labor hergestellte Fleischersatzprodukte erlebten im vergangenen Jahr einen regelrechten Hype. Die Firma „Beyond Meat“ legte an der New Yorker Wallstreet sogar einen rekordverdächtigen Start hin. Dem Konkurrenten „Impossible Food“ gelang es zudem, Kooperationen mit bekannten Marken zu etablieren. Beide Firmen stellen aber kein echtes Fleisch her, sondern vermengen vegetarische oder sogar vegane Produkte so, dass sie zumindest ähnlich schmecken. Die Fastfood-Kette „Kentucky Fried Chicken“ geht nun aber noch einen Schritt weiter. Gemeinsam mit dem russischen Unternehmen „3D Bioprinting Solutions“ sollen die berühmten Chicken Nuggets zukünftig per 3D-Drucker produziert werden. Als Ausgangsbasis dient ein Gemisch aus echten Hühnerzellen und pflanzlichen Materialien. Zusammen mit den Gewürzen und der Panade von KFC soll der Kunde am Ende dann keinen Unterschied mehr schmecken.

Bild: SoWhy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) Über die finale Implementierung wurde noch nicht entschieden

Verantwortet wird das gemeinsame Projekt bei KFC von der Forschungsinitiative „Restaurant der Zukunft“. Diese beschäftigt sich mit der Frage, wie technologische Entwicklungen in den Betrieb der Kette integriert werden können. Teilweise wurde daher auch schon der Einsatz von Robotern zum Servieren der Speisen getestet. Die Produktion des Hühnerfleischs geschieht bisher hingegen noch auf rein konventionelle Weise. Gemeinsam mit dem russischen Partner wird nun daran gearbeitet, auch hier modernste Technologie zum Einsatz zu bringen. Die finalen Tests sollen im September in Moskau stattfinden. Anschließend wird das Management von KFC über das weitere Vorgehen beraten. Es darf dabei als wahrscheinlich gelten, dass eine mögliche Implementierung der neuen Nuggets eher Schritt für Schritt vonstatten gehen dürfte. Auf diese Weise ließe sich auch vergleichsweise einfach erproben, ob das Hühnchenfleisch aus dem 3D-Drucker von den Kunden tatsächlich angenommen wird.

Auch Organe könnten langfristig aus dem 3D-Drucker kommen

Grundsätzlich bietet die Nutzung von Laborfleisch das Potential, den ökologischen Fußabdruck der Fleischproduktion deutlich zu verringen. Denn aktuell sorgen die riesigen Hühnerfarmen für nicht unerhebliche CO2-Emissionen. Außerdem kommen teilweise große Mengen an Antibiotika zum Einsatz – wodurch Resistenzen entstehen und befördert werden können. Im Labor entstehen hingegen weder Klimaemissionen noch werden Antibiotika benötigt. Theoretisch könnte das Konzept zudem auch in der Medizin zur Anwendung kommen. So wird aktuell in zahlreichen Forschungsprojekten weltweit daran gearbeitet, menschliche Organe per 3D-Drucker heranzuzüchten. Diese könnten dann die heute dringend benötigten Spenderorgane besetzen. Anders als bei Hühnerfleisch kam es hier aber noch nicht zu einem entscheidenden Durchbruch. Langfristig will „3D Bioprinting Solutions“ aber mit beiden Geschäftsfeldern Geld verdienen: Der Produktion von Hühnerfleisch und der Herstellung von menschlichen Organen.

Via: Der Standard

Deutsches Pilotprojekt: Schwimmende Windräder als Rückgrat der Energiewende

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 21. July 2020 - 9:11

In immer mehr Bereichen gilt eine stärkere Elektrifizierung als Schlüssel zur Reduktion der Treibhausgase. Am offensichtlichsten ist dies in der Automobilbranche. Dort sollen Autos mit Elektromotor langfristig den klassischen Verbrenner komplett ersetzen. Eine ähnliche Entwicklung wird aber auch in der Industrie nötig sein. So kann theoretisch in der Chemieindustrie in vielen Bereichen zukünftig Wasserstoff zum Einsatz kommen. Dessen Produktion ist allerdings sehr energieintensiv. Eine aktuelle Studie prognostiziert daher, dass sich alleine der Strombedarf der Chemieindustrie verzehnfachen dürfte. Damit ist klar: Um solche und ähnliche Prozesse tatsächlich klimaneutral zu gestalten, müssen zukünftig noch deutlich mehr Erneuerbare Energien zur Verfügung stehen als bisher. Große Hoffnungen verbinden sich in diesem Zusammenhang mit Offshore-Windkraftanlagen.

Bild: EnBW/aerodyn/Jan Oelker Windräder müssen mittelfristig auch in tiefere Gewässer

Allerdings gibt auch hier noch ein Problem zu lösen. Denn bisher werden die Windräder auf dem Meer fest im Boden verbaut. Bei einer Wassertiefe von bis zu fünfzig Metern ist dies noch wirtschaftlich, weil auf dem Meer ein stärkerer Wind weht und so auch mehr Strom erzeugt werden kann als an Land. Bei noch tieferen Gewässern wird die Installation aber schlicht zu aufwändig und teuer. Das Problem: Um die erforderlichen Mengen an sauberem Windstrom zu erzeugen, reichen die Flächen mit einer Wassertiefe von weniger als fünfzig Metern schlicht nicht aus. Ein möglicher Lösungsansatz kann aktuell in Hymendorf zwischen Cuxhaven und Bremerhaven beobachtet werden. Dort haben Ingenieure von EnBW eine etwas gewagt aussehende Konstruktion ins Wasser gelassen: Eine schwimmende Boje auf der sich zwei seitlich nach oben ragende Windräder befinden.

Installation und Wartung könnten deutlich günstiger werden

Die unter dem Namen „Nezzy²“ firmierende Anlage kommt insgesamt auf eine Höhe von rund achtzehn Metern. Auf dem ehemaligen Baggersee wirkt dies bereits durchaus imposant. Tatsächlich handelt es sich aber um ein Pilotprojekt im Maßstab 1:10. Später einmal auf dem Meer soll die von Ankern fixierte Boje Windräder mit einer Höhe von bis zu 200 Metern tragen können. Bei den aktuellen Tests kommen zwei Turbinen mit einer Leistung von 7,5 Megawatt zum Einsatz. Theoretisch können später aber auch noch einmal deutlich leistungsfähigere Modelle verbaut werden. Grundsätzlich bringen die schwimmenden Windräder zwei Vorteile mit sich. Zum einen sind die Baukosten vergleichsweise gering, weil kein schwimmender Kran benötigt wird. Zum anderen sinken die Wartungskosten, weil die Anlagen einfach an Land geschleppt werden können. Wenn alles gut läuft, rechnet EnBW damit, dass Mitte bis Ende des Jahrzehnts die ersten rein kommerziellen schwimmenden Windräder den Betrieb aufnehmen könnten.

Via: FAZ

Umweltschutz: Berlins Wasserbetriebe lassen ein Moor künstlich beregnen

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 20. July 2020 - 17:18

Seit über einhundert Jahren wird im Berliner Grunewald Trinkwasser gewonnen. Rund ein Viertel der Hauptstadt wird auf diese Weise versorgt. Allerdings wächst die Bevölkerungszahl Berlins seit vielen Jahren stark an. Folgerichtig ist auch der Verbrauch an Frischwasser gestiegen. Gleichzeitig sorgt die allgemeine klimatische Entwicklung dafür, dass sich die Wasserneubildung verringert – sprich: es regnet seltener und die Flüsse führen weniger Wasser. Sichtbar wird dies unter anderem am sogenannten Barssee. Dieser war vor mehr als einhundert Jahren ein beliebtes Ausflugsziel für die Städter. Später entwickelte sich daraus ein sogenanntes Schwingrasenmoor. Dies wiederum bringt Auflagen der Europäischen Union mit sich. Denn in Mooren und anderen sensiblen Gebieten darf nur Trinkwasser gefördert werden, wenn sichergestellt wird, dass das Ökosystem dadurch nicht beeinträchtigt wird.

Bild: Animantis / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) Normales Trinkwasser ist zu nährstoffreich für das Moor

Schon in den 1990er Jahren leiteten die Berliner Wasserbetriebe daher normales Trinkwasser über einen Graben in das Gebiet. Dieser Ansatz erwies sich allerdings schon bald als nicht besonders hilfreich. Denn das Wasser war schlicht zu nährstoffreich für die an die besonderen Bedingungen des Moors gewöhnten Pflanzen. Was eigentlich zum Schutz des Ökosystems gedacht war, entwickelte sich so zur Gefahr und musste zügig wieder beendet werden. Diesmal kommt daher eine sogenannte Umkehrosmose-Station zum Einsatz. Vereinfacht ausgedrückt werden dabei 1.000 Liter Trinkwasser täglich durch eine Membran gepresst. Auf diese Weise werden die im Wasser enthaltenen Ionen zurückgehalten. Das so entmineralisierte Wasser wird zunächst in Tanks gespeichert und dann – um Verdunstungen möglichst zu vermeiden – nachts über einer Fläche von rund einem Hektar künstlich verregnet.

Umweltschützer sehen die Aktion kritisch

Die Berliner Politik hofft, auf diese Weise das Gleichgewicht zwischen einer steigenden Trinkwasserversorgung und dem Erhalt des sensiblen Ökosystems halten zu können. Umweltschützer sehen das Projekt allerdings eher kritisch. So verweist der BUND darauf, dass die Europäische Union eigentlich eine Bekämpfung der Ursachen vorschreibt. Das Moor beregnen zu lassen, bekämpfe allerdings lediglich die Symptome, so die Argumentation der Kritiker. Sie wollen stattdessen ein besseres Wassermanagment etablieren. Was vereinfacht ausgedrückt so viel bedeutet wie: Mehr Wasser sparen. Der Schutz der Moore ist nicht nur für den Erhalt von seltenen und bedrohten Arten von Bedeutung, sondern auch für den Klimaschutz. Denn in gesunden Mooren werden große Mengen an CO2 gespeichert. Umgekehrt bedeutet dies aber eben auch: Werden die Ökosysteme zerstört, stellt dies eine Belastung für das Klima dar.

Via: Klimareporter

Elektro-Offensive: Audi plant ein eigenes Schnellladenetz exklusiv für Audi-Kunden

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 20. July 2020 - 9:16

Bisher verfolgten die deutschen Autohersteller beim Aufbau der notwendigen Ladeinfrastruktur für Elektroautos einen dezidiert anderen Ansatz als der große Konkurrent Tesla. So schlossen sich BMW, Mercedes und der Volkswagenkonzern mit dem US-Autobauer Ford zusammen und gründeten das Gemeinschaftsunternehmen Ionity. Gemeinsam sollte so ein europaweites Netz an Schnellladestationen errichtet werden. Zuletzt allerdings machte Ionity vor allem Negativschlagzeilen. So stieg der Preis für eine Kilowattstunde Strom auf bis zu 79 Cent. Ein voll geladener Akku kostet dadurch teilweise mehr als eine komplette Tankfüllung. Zwar gilt dies nur für Fahrzeuge, die keinen Ladevertrag mit einem der beteiligten Hersteller besitzen. Dennoch ist dies kein besonders gutes Signal an potenzielle Kunden. Denn Elektroautos sind bei der Anschaffung noch immer deutlich teurer als Benziner und müssen den Preisunterschied eigentlich durch die niedrigeren Betriebskosten wieder hereinholen.

Der Audi e-tron quattro ist besonders windschnittig (Bild: Audi) Tesla betrieb schon immer ein exklusives Netz an Superchargern

Der US-Elektroautopionier Tesla setzte hingegen von Anfang an auf den Aufbau eines eigenen und exklusiven Netzes. Inzwischen gibt es in Nordamerika und Europa bereits ein weit verbreitetes System an sogenannten Superchargern. Diese bieten den Strom für 33 Cent pro Kilowattstunde an und stehen zumeist in der Nähe von Verkehrsknotenpunkten an viel befahrenen Autobahnen. Die Idee dahinter: Auf diese Weise sollen Überlandfahrten ermöglicht werden. Wer seinen Tesla hingegen in der heimischen Innenstadt nutzen möchte, kann die Ladestation oder die Steckdose zuhause nutzen. Zuletzt wurde dieser Ansatz aber zumindest ein wenig aufgeweicht. Denn aktuell entsteht in Berlin auch ein Ladepark in der Innenstadt. Tesla hat zudem bereits spezielle Supercharger entwickelt, die beispielsweise auf dem Parkplatz eines Supermarkts eingesetzt werden können. Auch hier gilt aber: Genutzt werden können die Ladestationen in aller Regel ausschließlich von Tesla-Kunden.

Rund um die Audis soll ein eigenes Ökosystem entstehen

Daran möchte sich nun offensichtlich auch Audi ein Beispiel nehmen. Wie das Nachrichtenmagazin „Der Spiegel“ berichtet, soll ein europaweites Schnellladenetz ausschließlich für Audi-Fahrer entstehen. Verantwortlich dafür ist aber nicht das Management der Marke direkt. Stattdessen wurde das Projekt durch die agile Artemis-Einheit angeschoben. Diese wiederum wurde als Hightech-Einheit ins Leben gerufen, um Entwicklungen zu beschleunigen und zusätzliche Fahrzeug-Projekte zu realisieren. Offensichtlich ist dort nun die Idee entstanden, rund um die Autos ein Ökosystem ins Leben zu rufen. Die eigenen Ladestationen stellen dabei nur einen Baustein dar. Rund um diese herum soll zudem Einzelhandel und Gastronomie angesiedelt werden. Audi ist allerdings immer noch ein Mitglied des VW-Konzerns. Mittelfristig ist es daher durchaus denkbar, das Schnellladenetz auch für andere Marken zu nutzen. So ist etwa angedacht, die Infrastruktur irgendwann auch für Porsche-Fahrer zu öffnen.

Wie bekommt man eine Kuh »aufs Klo«? Forscher machen Rinder stubenrein

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 19. July 2020 - 17:02

Rinder haben eine ärgerliche Eigenart: Sie erledigen ihr Geschäft immer genau dort, wo sie gerade stehen. Das unterscheidet die durchschnittliche Kuh zum Beispiel vom Schwein, das lieber eine abgelegene Ecke im Stall aufsucht, um sich zu erleichtern. Aus dem Verhalten der Rinder resultieren unterschiedliche Probleme, deshalb kümmern sich Nutztierbiologen nun um eine im wahrsten Sinne des Wortes saubere Lösung.

Von Flominator – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, Link Nur in Latrine lassen sich Kot und Urin trennen

Können Rinder stubenrein werden – oder ist bei ihnen Hopfen und Malz verloren? Diese Frage treibt Forscher am Leibnitz-Institut für Nutztierbiologie in Dummerstorf um. Die Ausscheidungen der Tiere, die sich überall im Stall verteilen, stellen nämlich eine Gefahr für die Rinder selbst und die Umwelt dar. Nur in einer Latrine lassen sich Harn und Kot voneinander trennen, um die Umweltbelastung zu minimieren. Und solange die Tiere in ihren eigenen Hinterlassenschaften herumlaufen, können sich durch den immer wiederkehrenden Körperkontakt ihre Euter und Klauen mit krankmachenden Keimen infizieren. Natürlich hat der Landwirt auch einiges weniger zu tun, gingen seine Rinder nur von selbst auf die »Toilette«. Dies würde allerdings voraussetzen, dass die Tiere genügend Bewegungsfreiheit dafür haben.

Belohnung bei gelungenem Toilettengang

Die Wissenschaftler pickten sich immer Gruppen von 8 bis 10 Rindern heraus, die bei Studienbeginn 5 Monate alt waren. Diese erhielten die Möglichkeit, eine mit einem durchlässigen, grünen Bodenbelag bedeckte Latrine aufzusuchen. Wenn die Tiere sich nicht an dem dafür vorgesehenen Platz entleerten, wurden sie mit einer kurzen Wasserdusche »bestraft«. In der Latrine erhielten die Rinder hingegen ein kleines Leckerli in Form von 40 Gramm Gerste, sobald sie den Ort auf die gewünschte Weise nutzten. Es dauerte bis zu 10 Trainingstage, um 11 von 16 Kälbern passend zu konditionieren. Danach urinierten die Tiere insgesamt zu 76 Prozent auf ihrer spritzgeschützten, neuen Toilette. Ließe sich dieses System in die Alltagspraxis der Landwirte integrieren, wären die Tiere selbst besser dran, ebenso wie unsere Umwelt und natürlich die Besitzer des Viehs.

Quelle: schwarzwaelder-bote.de

Vierbeinige Wundertüten: Können Hunde nach dem Magnetfeld navigieren?

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 19. July 2020 - 10:02

Hunde sind echte Nasentiere, das weiß im Grunde jeder. Der Geruchssinn ist ihr Ein und Alles, sie nehmen ihre Umwelt intensiv über die verschiedensten Duftnoten wahr. Darum wundert es kaum, dass die Fellnasen auf unbekannten Pfaden oft ihrer eigenen Spur folgen, um an den Ausgangspunkt zurückzukehren. Allerdings gibt es zahlreiche Ausnahmen, denn Abkürzungen sind bei Hunden auch auf unbekanntem Gelände sehr beliebt. Das heißt also: Auch ohne ihre eigene Fährte finden sie zielsicher zurück.

Hunde überraschen mit starken Fähigkeiten Magnetfeldwahrnehmung fast nur bei Zugtieren erforscht

Catherine Lohmann, eine Biologin an der University of North Carolina, Chapel Hill, macht dieses Verhalten neugierig. Sie interessiert sich für Magnetorezeption bei Tieren und hat sich eine ganze Weile mit der Navigation von Schildkröten befasst. Meistens sind es Zugtiere, die auf Magnetfeldwahrnehmung hin untersucht werden, stellt Lohmann fest. Hunde geraten dabei kaum in den Fokus der Forscher, sie sind schließlich sesshafte Tiere und würden am liebsten auf dem Sofa ihrer Besitzer Wurzeln schlagen.

Ein kurzer Stopp, dann 20 Meter Nord-Süd-Orientierung

Zum Glück hat Lohmanns tschechische Kollegin Kateřina Benediktová von der University of Life Sciences in Prag nun Nägel mit Köpfen gemacht und Hunde auf ihre besonderen Navigationsfähigkeiten getestet. Zuerst schickte sie vier von ihnen mit GPS-Trackern in den Wald, die Tiere entfernten sich alle um durchschnittlich vierhundert Meter. Auf dem Rückweg nahmen einige von ihnen schnuppernd ihre eigene Spur auf, während andere eine völlig neue Route fanden. Seltsamerweise folgten die Vierbeiner auf ihrem »Scouting-Lauf« nach einem kurzen Stopp einer 20 Meter langen Nord-Süd-Achse, bevor die eigentliche Navigation begann. An dieser Stelle wollte Benediktová genauer nachhaken und besorgte sich 27 Hunden von Wissenschaftskollegen, die sie 3 Jahre lang auf ihr Navigationsverhalten untersuchte.

Der Hundebesitzer versteckte sich jedes Mal

Das Ergebnis: Bei 223 Läufen, die auf völlig unbekanntem Weg zurückführten, gingen die Hunde genau 170 Mal genau so vor wie oben beschrieben. Sie hielten kurz an, orientierten sich 20 Metern lang von Norden nach Süden, um anschließend auf ziemlich direktem Weg ihren Ausgangspunkt wiederzufinden. Der Hundebesitzer versteckte sich jedes Mal und stellte sicher, dass der Wind nicht in Richtung seines Tieres wehte. Demnächst möchte die Forscherin die Tiere mit Magneten ausstatten, um die Wahrnehmung des irdischen Magnetfeldes zu stören. Ob es dann weiterhin so leichtfällt, zurückzukehren? Das bleibt abzuwarten.

Quelle: sciencemag.org

Abstimmung bei Galileo.tv: 76 % sind für Tiergrundrechte – du auch?

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 18. July 2020 - 17:07

Ein Recht auf Leben, Freiheit und körperliche Unversehrtheit: Was für Menschen gilt, muss auch Tieren zustehen, das meinen zumindest die Tierschützer der Organisation PETA. Derzeit liegt dem Bundesverfassungsgericht eine Klage der Tierrechtler vor, die das Ziel hat, Millionen von Ferkeln vor unnötigen Schmerzen zu bewahren. Denn weiterhin werden männliche Jungtiere im Alter von 8 Tagen betäubungslos kastriert, die Umstellungsfrist bis hin zum endgültigen Verbot zögert sich immer wieder hinaus. Und es gibt noch viel mehr, was Menschen Tieren antun.

Von Photo: Myrabella / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0, Link Tiere sollten nicht zu Objekten degradiert werden

PETA will mit seiner Klage nicht nur das Leid der kleinen Eber beenden, sondern auch erreichen, dass Tiere zu Trägern von Grundrechten werden. Gegner dieser Forderung halten es für übertrieben, den Tieren gleich auch noch Freiheit und das Recht auf Leben zuzugestehen. Tierschützer jedoch sehen Tiere als Subjekte, die eigene Interessen und Bedürfnisse haben, und die nicht zu Objekten degradiert werden sollten. Wirtschaftliche Interessen sollten in diesem Zusammenhang keinen Vorrang vor dem Tierschutz haben, und das wäre nur auf juristischem Wege über die Einführung für Tiergrundrechte zu erreichen.

Tierschutzgesetz als ausreichende gesetzliche Maßnahme?

Die Gegner dieser Theorien verweisen auf das Tierschutzgesetz, das regelmäßig modernisiert und angepasst wird. Diese Regelungen genügten, um Tieren Schutz zu gewähren, spezielle Grundrechte müssten dafür nicht sein. Diese stünden per Definition nur Menschen zu. Falls sich die Tier-Grundrechte aber in Deutschland trotzdem etablieren würden, dann wäre die Folge einer Verlagerung der Fleischproduktion ins Ausland. Dort, wo zum Beispiel Kastenstände für Schweine noch erlaubt sind, wird die Fleischerzeugung weiter ausgebaut – und die Produkte strömen von dort in die Länder mit engerer Gesetzgebung. Deutschland wäre damit die Kontrolle über den Tierschutz genommen.

Erst seit 1990 gelten Tiere in Deutschland laut Bürgerlichem Gesetzbuch nicht mehr als »Sachen«. Im Jahr 2002 gelangte der Tierschutz ins Grundgesetz, der Artikel 20a verpflichtet den Staat, sich zum Wohle von Umwelt und Tieren zu engagieren. Kommen nun noch die Tiergrundrechte hinzu? Immerhin wünschen sich 76 % der abstimmenden Nutzer auf Galileo.tv genau das. Wie stehst du dazu?

Quelle: galileo.tv

Verdacht: Cholesterin-Medikament macht aus Corona harmlosen Schnupfen

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 18. July 2020 - 10:12

Ein überall verfügbares, erprobtes Medikament, das Corona zu einer harmlosen Erkältung degradiert? Das klingt eher wie ein Traum als wie die Wirklichkeit. Doch der israelische Biomediziner Prof. Yaakov Nahmias, der an der Hebräischen Universität von Jerusalem tätig ist, scheint sich ziemlich sicher: Er hat den Wirkstoff Fenofibrat an infiziertem menschlichem Gewebe getestet und Erstaunliches festgestellt.

Eine Pille gegen Corona? Vielleicht ist sie jetzt gefunden. Coronavirus stört den Fettstoffwechsel der Organe

Eines vorweg: Das verbreitete Cholesterin-Medikament wurde bislang nicht an menschlichen Probanden gestestet, nur an Gewebezellen im Labor. Dort zeigte es aber, was es womöglich auch innerhalb des Körpers leisten kann: Es bringt den durch den Virus gestörten Fettstoffwechsel der Lunge wieder in Ordnung – in etwa so zügig und verlässlich, wie ein aus der Badewanne gezogener Stöpsel das Wasser abfließen lässt. Zumindest wählt der Professor diesen Vergleich, um die Wirkungsweise zu erklären. Der Coronavirus ist gerade deshalb so tückisch, weil er einen Prozess auslöst, bei dem sich Fette in der Lunge anlagern, die dort natürlich nicht hingehören. Die feinen Tröpfchen machen sich auch in anderen Organen breit, zum Beispiel in der Leber, und können dabei heftige Symptome auslösen.

Tricor ist zugelassen und in großen Mengen verfügbar

Der Erreger stört die Fähigkeit des Körpers, Fette zu spalten – und Fenofibrat stellt sie wieder her. Das geschieht, indem das Medikament genau den Teil der Zell-DNA reaktiviert, den der Virus vorher blockierte. So können die Zellen das angelagerte Fett sofort wieder verbrennen. Fenofibrat ist im Handel unter dem Namen Tricor erhältlich und weit verbreitet. Das ebenfalls bei Corona wirksame Mittel Remdesivir hingegen ist Mangelware und außerdem nicht überall zugelassen. Zudem könnte es durchaus sein, dass Tricor wirksamer ist.

Doch das muss natürlich nun noch gründlich überprüft und wissenschaftlich verifiziert werden, bislang handelt es sich nur um einen (gut begründeten) Verdacht. »Wir müssen dem Körper Zeit geben, den Virus zu bekämpfen, ohne dass es Richtung Atemstillstand geht«, sagt der israelische Professor und bestätigt noch einmal seine Hoffnung, die Krankheit in einen einfachen Schnupfen zu verwandeln.

Quelle: timesofisrael.com

Elektronische Gehirnzellen lernen wie Menschen: Großer Schritt auf dem Weg zu einer neuen Computertechnik

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 17. July 2020 - 17:47

Das menschliche Gehirn kann eine komplexe Situation, etwa im Straßenverkehr, blitzschnell interpretieren und die gerade nötige Aktion hervorrufen, etwa Bremsen und Ausweichen. Computer können das auch, benötigen dazu aber sehr viel Rechenleistung, Energie und die Daten von vielen Sensoren statt von zwei Augen. Bitcoins und künstliche Intelligenz benötigen immer mehr Rechenleistung, die in absehbarer Zeit durch die gängige Verkleinerung der Elektronik nicht mehr geschaffen werden kann.

Bild: TU Dresden/ E. Baek Neuronen aus Halbleitermaterial

Jetzt kommt das Gehirn ins Spiel, das Informationen schnell und energieeffizient verarbeiten und speichern kann. Forscher am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) haben jetzt einen Schritt in die Richtung elektronisches Gehirn getan. Es ist ihnen gelungen, die Funktionsweise der Neuronen des Gehirns mit Halbleitermaterialien nachzuahmen. „Unsere Gruppe hat viel Erfahrung mit biologischen und chemischen elektronischen Sensoren“, sagt die Physikerin Larysa Baraban, die seit Anfang dieses Jahres am HZDR arbeitet. „Deshalb haben wir die Eigenschaften der Neuronen mit den Prinzipien von Biosensoren simuliert und einen klassischen Feldeffekttransistor so verändert, dass ein künstlicher Neurotransistor entsteht.“

Verarbeitungszeit steigt, Leistung sinkt

Der Vorteil dieser Architektur: Die Informationen werden, wie im Gehirn, an einer Stelle erfasst, verarbeitet und gespeichert. Bei herkömmlicher Technik sind die Speicher von der übrigen Elektronik getrennt. Das verlängert die Verarbeitungszeit, schränkt die Leistung ein und steigert den Strombedarf.

Nasse Computerchips sind nicht gefragt

Schon vor Jahrzehnten gab es Versuche, Nervenzellen, die in einer mit Nährlösung gefüllten Petrischale schwammen, elektronisch zu verbinden. Abgesehen davon, dass dabei noch kein künstliches Gehirn herausgekommen ist: „Niemand braucht einen nassen Computerchip, der regelmäßig gefüttert werden muss“, gibt Gianaurelio Cuniberti von der Technischen Universität Dresden zu Bedenken. Der Professor für Materialwissenschaft und Nanotechnik ist gehört mit dem Dresdner Professor für Grundlagen der Elektrotechnik, Ronald Tetzlaff, und Leon Chua von der University of California in Berkeley zu den geistigen Vätern des Neurotransistors.

Roboter lernen, sanft zuzupacken

Cuniberti, Baraban und ihr Team setzten die Idee jetzt in Hardware um. „Wir bringen dafür eine zähflüssige Substanz – Solgel genannt – auf einen herkömmlichen Siliziumwafer mit den Schaltungen auf. Dieses Polymer härtet aus und wird zu einer porösen Keramik“, so Cuniberti. „Zwischen den Löchern – das sind positiv geladene Teilchen – bewegen sich Ionen. Sie sind schwerer als Elektronen und springen nach einer Anregung langsamer auf ihre Position zurück. Diese Verzögerung ist für den Speichereffekt verantwortlich.“ Das habe entscheidenden Einfluss auf die Funktionsweise, erläutert Cuniberti. „Je stärker der einzelne Transistor angeregt wird, umso eher öffnet er und lässt den Strom fließen. Damit verstärkt sich die entsprechende Verbindung.“ Das System lernt fast genauso wie ein Mensch. Roboter, die damit ausgestattet sind, könnten sich beispielsweise beibringen, eine Tasse aus Meißener Porzellan sanft anzufassen, um sie nicht zu zerstören.

via Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf

EU-Finanzpakt: Mitgliedsstaaten sollen für nicht recyclebaren Plastikmüll zahlen

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 17. July 2020 - 11:04

Heute und morgen kommt es in Brüssel zum nächsten großen EU-Gipfel. Experten rechnen mit durchaus zähen Verhandlungen. Denn es geht mal wieder ums Geld. Auch die Europäische Union hat versucht, durch Mehrausgaben die wirtschaftlichen Folgen der Corona-Pandemie einzudämmen. Das Geld muss nun allerdings auch wieder hereingeholt werden. Weil die EU-Kommission selbst keine Steuern erheben darf, ist sie dabei auf die Mitgliedsstaaten angewiesen. Diese wiederum haben oftmals selbst mit finanziellen Problemen zu kämpfen und sind wenig erpicht darauf, noch mehr Geld nach Brüssel zu überweisen. Deshalb sind kreative Lösungen nötig. Eine davon: Die Idee einer Plastikabgabe. So ist angedacht, dass die Mitgliedsstaaten zukünftig je Kilogramm an nicht recycelbarem Plastikmüll eine Abgabe von 80 Cent entrichten müssen.

Die Regierungen holen sich das Geld von den Firmen zurück

Was zunächst einmal nach nicht besonders viel klingt, summiert sich letztlich aber doch auf eine nicht unerhebliche Summe. So gehen erste Berechnungen davon aus, dass alleine Deutschland jährlich rund 1,3 Milliarden Euro überweisen müsste. Europaweit könnten sich die Einnahmen sogar auf bis zu 5,9 Milliarden Euro belaufen. Der Clou: Beobachter gehen davon aus, dass die Regierungen sich dieses Geld jeweils von den verantwortlichen Verpackungsunternehmen zurückholen werden. Letztlich würde sich dadurch der Einsatz von nicht recycelbarem Plastik verteuern – was alternative Lösungen attraktiver macht. Allerdings sorgt dies natürlich auch für einen Zielkonflikt. Denn je mehr Firmen auf nachhaltigere Verpackungen setzen, desto geringer fallen anschließend auch die Einnahmen aus der Abgabe aus. Im besten Fall müsste sich die Kommission dann schon bald nach neuen Einnahmequellen umschauen.

Die Bundesregierung dürfte der Abgabe zustimmen

Der Bundesverband der Deutschen Industrie warnt zudem vor der Einführung einer solchen Plastik-Abgabe. Dadurch würden einzelne Unternehmen über Gebühr belastet und das Wachstum gehemmt, so die Argumentation der Verbandsvertreter. Die Bundesregierung steht dem Thema hingegen durchaus aufgeschlossen gegenüber. So kündigte Umweltministerin Svenja Schulze (SPD) bereits an, sich einer möglichst unbürokratischen Lösung nicht verschließen zu wollen. Allerdings betonte die Politikerin auch gleich: Das Ziel einer solchen Abgabe müsse es sein, die Menge an nicht recycelbarem Plastik deutlich zu verringern – und nicht etwa die Einnahmen langfristig zu steigern. Umweltschützer loben die Pläne der Kommission und verweisen darauf, dass der Einsatz von nicht recycelbarem Plastik langfristige Folgen mit sich bringt, deren Kosten aktuell weitgehend von der Allgemeinheit getragen werden müssen.

Via: FAZ

Coronavirus: Immuntyp entscheidet über schwere Covid-19-Verläufe

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 16. July 2020 - 19:15

Eine große Zahl von Corona-Infektionen verläuft nahezu symptomlos. Und von denen, die mit Symptomen einhergehen, verlaufen viele Infektionen auch eher mild. Aber es gibt auch wirklich schwere Covid-19-Verläufe. Und das nicht nur unter alten Menschen. Wie schwer die Infektion im Einzelfall verläuft, hängt maßgeblich auch von der individuellen Immunantwort ab. Zwei Forschungsgrippen haben nun mehrere Immuntypen identifiziert, bei denen die Gefahr eines schweren Verlaufs erhöht sein könnte.

Coronavirus
Bild: NIAID Covid-19: Den Hintergründen auf der Spur

Risikofaktoren wie das Alter oder Vorerkrankungen spielen beim Verlauf von Covid-19-Erkrankungen auch weiterhin eine große Rolle. Wie inzwischen bekannt ist, sind aber auch die Gene sowie die Reaktion des Immunsystems mitentscheidend dafür, welche Verlaufsform ein Patient durchläuft. Viele Patienten mit schweren Verläufen von Covid-19 zeigen eine überschießende Ausschüttung von entzündungsfördernden Immun-Botenstoffen. Fachleute sprechen in solchen Fällen von einem sogenannten Cytokinsturm. Dieser kann körperweite Entzündungen sowie Organversagen verursachen und letztlich sogar zum Tod führen.

Zwei voneinander unabhängige Forschungsgruppen wollten herausfinden, ob es warnende Vorzeichen dafür gibt, ob ein Patient einen Cytokinsturm durchleben wird und wie genau die Immunantwort mit dem Covid-19-Verlauf zusammenhängt.

Botenstoff-Profile geben Ausblick auf den Krankheitsverlauf

Ein Team rund um Jérome Hadjadj von der Universität Paris und sein Team hat sich der Frage gewidmet, welche Rolle die Immun-Botenstoffe sowie die sie regulierenden Gene spielen. Dafür untersuchten sie die Konzentrationen verschiedener Interferone und die Genaktivität von insgesamt 50 an Covid-19 erkrankten Patienten. Die gesunde Kontrollgruppe umfasste 18 Probanden. In der Studie fanden die Forscher heraus, dass Patienten mit schwerem Covid-19-Verlauf nicht bloß entzündungsfördernde Botenstoffe im Blut hatten, sondern auch einen Mangel an dem für die Virenabwehr wichtigen Botenstoffs Interferon-Alpha hatten. „ Niedrige Plasmagehalte von Interferon-Alpha-2 waren signifikant mit einem erhöhten Risiko für einen kritischen Status korreliert„, so die Forscher. Korrespondierend dazu waren auch die Gene, die diesen Botenstoff regulieren, weniger aktiv.

Das Team sieht klare immunologische Unterschiede zwischen milden und schweren Verlaufsformen von Covid-19. Das Botenstoff-Profil von Patienten mit schweren, oft tödlichen Verläufen zeichnet sich durch einen Mangel an Alpha-Interferonen und einer überschießenden Produktion von entzündungsfördernden Stoffen wie Interferon-6 und TNF-Alpha aus.

Wir haben beobachtet, dass niedrige Plasmagehalte an Interferon-Alpha schon vor der Verschlimmerung des klinischen Zustands und dem Transfer in die Intensivstation auftraten„, heißt es in der Studie. Dieses Wissen könnte für eine Früherkennung von kritischen Verläufen genutzt werden.

Forscher identifizieren verschiedene Immuntypen

Ein zweites Team rund um Divij Mathew von der University of Pennsylvania in Philadelphia hat sich die Reaktion der Abwehrzellen auf die Infektion vorgenommen. Im Rahmen ihrer Studie verglichen die Forscher Immunzelltypen und ihre Mengen bei 125 schwerkranken Covid-19-Patienten mit den Werten von bereits genesenen Patienten sowie von gesunden Kontrollpersonen. Auch dabei konnten die Forscher Unterschiede aufzeigen. Diese hat das Team zu drei Immuntypen zusammengefasst. Immuntyp 3 ist dabei durch eine schwächere Immunantwort gekennzeichnet. „ Dieser Immuntyp ist negativ mit der Erkrankungsschwere verknüpft. Das spricht dafür, dass eine weniger robuste Immunantwort bei Covid-19 auch mit weniger schweren Verläufen verbunden ist„, so die Forscher.

Bei Immuntyp 1 dagegen sieht es deutlich schlechter aus. Dieser Typ zeigt eine deutliche Aktivierung der Botenstoff-regulierenden CD4+-Zellen sowie einen Mangel an bestimmten CD8+-Zellen, die an der Abtötung infizierter Zellen beteiligt sind. Immuntyp 1 ist oft mit schweren Covid-19-Verläufen assoziiert – inklusive Entzündungen, Organversagen und Nierenschäden.

Immuntyp 2 dagegen ist weniger mit der Verschlimmerung der Infektion verbunden, sondern deutet auf eine bereits vor der Erkrankung bestehende Immunschwäche an.

Die Immuntypen sind bisher nur grob bestimmt worden, was dazu führt, dass viele Patienten sich gar nicht eindeutig zuordnen lassen. Die Identifizierung dieser verschiedenen Typen könnte aber dennoch dabei helfen, Covid-19-Patienten effizienter zu behandeln und ihren Erkrankungsverlauf vorauszusehen.

Neue Ära der Genforschung: Forscher rekonstruieren vollständigen Gencode eines menschlichen Chromosoms

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 16. July 2020 - 12:02

Anfang des Jahre 2001 verkündeten die Forscher des sogenannten Humangenomprojekts einen Durchbruch: Sie hatten erstmals das menschliche Erbgut dekodiert. Tatsächlich galt dies aber nur für die rund 25.000 proteinkodierenden Gene. Dazwischen gibt es aber auch zahlreiche DNA-Abschnitte, die lediglich aus vielen sehr ähnlichen und sich wiederholenden Basenfolgen bestehen. Teilweise wird dieser Bereich auch als Junk-DNA bezeichnet. Inzwischen weiß man aber, dass auch dieser Teil des Erbguts wichtige Steuerungsfunktionen übernimmt. Schon seit längerem wurde daher an einer exakten Entschlüsselung gearbeitet. Bisher allerdings stieß die Forschung hier noch an ihre Grenzen. Denn die genutzten Sequenziermaschinen zerteilen die untersuchte DNA zunächst in viele kleine Abschnitte. Diese sind in der Regel nur rund hundert Basen lang und müssen anschließend wieder zusammengesetzt werden.

Der Chromosomensatz eines Mannes als Karyogramm dargestellt. Via: Wikimedia Commons Eine neue Analysemethode vereinfacht das Puzzle

Ähnlich wie bei einem Puzzle ist dies vergleichsweise einfach, wenn es viele markante Stellen gibt. Sobald die einzelnen Teile sich aber zu stark ähneln, wird die Aufgabe mehr oder weniger unmöglich. Bisher existierte daher alleine im Mittelteil des X-Chromosoms eine Lücke von mehr als drei Millionen nicht vollständig entschlüsselter Basenpaare. Doch Forschern vom „National Human Genome Research Institute (NHGRI)“ ist in diesem Punkt nun ein entscheidender Fortschritt gelungen. Sie konnten das erste lückenlose Genom eines menschlichen Chromosoms aufzeichnen. Möglich wurde dies durch eine neue Analysemethode. Bei der sogenannten Nanoporen-Sequenzierung werden einzelne DNA-Moleküle durch eine enge Öffnung geschleust, während die dadurch auftretenden Spannungsänderungen aufgezeichnet werden. Daraus wiederum lassen sich dann Erkenntnisse über die konkreten Basen ableiten.

Das X-Chromosom wurde vollständig dekodiert

Der große Vorteil dieser Vorgehensweise: Es lassen sich größere Abschnitte analysieren, ohne diese zerteilen zu müssen. Folgerichtig müssen anschließend auch weniger Teile zusammengesetzt werden. Wenn man so möchte haben die Forscher also schlicht dafür gesorgt, dass das Puzzle am Ende deutlich weniger Teile hat und damit logischerweise auch einfacher wieder zusammengesetzt werden kann. Gleichzeitig setzten sie ihre Schnitte so an, dass die entschlüsselten Abschnitte jeweils von einem markanten Punkt zum nächsten reichten. Auch dies vereinfachte die anschließende Zusammenführung. Erstmals vollständig angewendet wurde die Methode nun beim X-Chromosom. Dieses ist bei Männern nur einmal vertreten, bei Frauen aber zweimal. Die exakte Entschlüsselung könnte nun dabei helfen, besser zu verstehen, welchen Einfluss dies auf die Unterschiede zwischen den Geschlechtern hat. Auch über verschiedene Erbkrankheiten könnten wichtige neue Erkenntnisse gewonnen werden.

Via: Nature

Schädlicher als CO2: Der Ausstoß des Klimakillers Methan erreicht neue Höchstwerte

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 16. July 2020 - 9:11

In den Diskussionen um den notwendigen Klimaschutz geht es zumeist um die Reduktion des CO2-Ausstoßes. Dies ergibt auch durchaus Sinn. Denn CO2 ist das mit Abstand am häufigsten austretende Klimagas. Will die Menschheit die Erderwärmung also begrenzen, muss sie an dieser Stelle ansetzen. Ein weiteres Klimagas sollte dabei aber nicht aus den Augen verloren werden: Methan. Denn auf einen Zeitraum von zwanzig Jahren gerechnet, entfaltet es eine 86-mal stärkere Wirkung als CO2. Vor diesem Hintergrund sind neue Zahlen, die der Stanford-Forscher Rob Jackson nun veröffentlichte, extrem beunruhigend. Seinen Studien zufolge hat der weltweite Methan-Ausstoß im Jahr 2017 einen neuen Rekordwert erreicht. Insgesamt gelangten demnach innerhalb von zwölf Monaten 600 Millionen Tonnen des Gases in die Atmosphäre.

Foto: Curious Cows, Micolo J, Flickr, CC BY-SA 2.0 Für den Anstieg sind ausschließlich menschliche Aktivitäten verantwortlich

Verglichen mit dem Durchschnittswert der Jahre 2000 bis 2006 entspricht dies einem Anstieg um rund 50 Millionen Tonnen oder neun Prozent. Damit ist Methan nun für knapp ein Viertel der globalen Erwärmung aufgrund von Treibhausgasen verantwortlich. Die Forscher haben sich zudem auch angeschaut, wer für den erhöhten Ausstoß verantwortlich ist. Dies ist keine unwichtige Frage. Denn Methan gelangt auch auf natürliche Weise in die Atmosphäre – etwa bei Vulkanausbrüchen. Tatsächlich ist der Ausstoß der natürlichen Quellen über die Jahre aber weitgehend konstant geblieben. Für den Anstieg sind demnach ausschließlich menschliche Aktivitäten verantwortlich. Konkret benennen die Forscher drei Quellen: Die Förderung von fossilen Energieträgern, Mülldeponien und die Nutztierhaltung in der Landwirtschaft.

Methan baut sich schneller ab als CO2

Dazu passen auch die Weltregionen, in denen der Ausstoß am stärksten angestiegen ist: Afrika und der Nahe Osten, China und Südasien sowie Ozeanien. Die Studie weist allerdings auch auf zwei Hoffnung machende Aspekte hin. So ist der Ausstoß in Europa sogar leicht gesunken. Dies zeigt, dass es durch konsequente Gegenmaßnahmen durchaus möglich ist, das Problem zumindest zu beherrschen. Zum anderen ist Methan zwar schädlicher für das Klima als CO2. Gleichzeitig baut es sich aber auch deutlich schneller ab. Jetzt getroffene Gegenmaßnahmen wirken sich also vergleichsweise schnell aus. Dies gilt allerdings nur, solange die Permafrostböden nicht durch die Erderwärmung anfangen großflächig aufzutauen. Denn diese speichern große Mengen an Methan. Wird dieses freigesetzt, könnte dies eine Kettenreaktion in Gang setzen, die der Mensch dann kaum noch stoppen könnte.

Via: Die Zeit

Höhere Ausbeute bei Biotreibstoffen: Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor werden umweltneutral

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 15. July 2020 - 19:10

Flugzeuge, Schiffe, Lokomotiven auf nicht-elektrifizierten Strecken und schwere Lkw sind ohne Verbrennungsmotor kaum denkbar. Würden sie Treibstoffe tanken, bei deren Verbrennung nur so viel Kohlendioxid entweicht, wie bei deren Herstellung verbraucht worden ist, führen sie nahezu umweltneutral. Als Ausgangsmaterial könnte man beispielsweise Biomasse verwenden. Wenn sie unter Luftabschluss erhitzt wird, entsteht ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, sogenanntes Synthesegas, das zusätzlich Kohlendioxid enthält. Aus Synthesegas lässt sich Methanol herstellen, ein Alkohol, der in entsprechend umgerüsteten Motoren direkt verbrannt oder in gängige Treibstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin umgewandelt werden. Die Ausbeute ist relativ gering, weil das Kohlendioxid übrig bleibt und die Atmosphäre belastet.

Bild: DTU Zusätzlicher Wasserstoff aus Überschussstrom

Das kann man ändern, sagten sich Forscher um Peter Vang Hendriksen, Professor an der dänischen Technischen Universität Dänemark (DTU) in Lyngby. Dazu ist zusätzlicher Wasserstoff nötig. Den gewinnen sie in einem Hochtemperatur-Elektrolyseur, der seine elektrische Energie aus Windstrom bezieht, der gerade keine Abnehmer findet. Heute müssen bei starkem Windaufkommen vorübergehend ganze Windparks abgeschaltet werden. Wenn dieser Strom zuverlässig genutzt werden kann profitiert die Umwelt, weil weniger fossile Treibstoffe verbrannt werden müssen.

Abwärme aus dem Elektrolyseur wird weiter genutzt

Die Kombination beider Techniken an einem Ort verbessert nicht nur die Ausbeute, sie erhöht auch den Wirkungsgrad. Die Elektrolyse findet bei Temperaturen von einigen 100 Grad Celsius statt. Es handelt sich um Abwärme, die eine sinnvolle und umweltverträgliche Verwertung sucht. Die findet sie in der Anlage zur Umwandlung von Biomasse in Synthesegas, geht also nicht verloren.

Einen zweiten Weg, Methanol herzustellen, geht Professor Philip L. Fosbøl, DTU-Professor für Chemieingenieurswesen. Er wandelt Biogas, das aus Biomasse durch Vergärung gewonnen wird, in diesen Alkohol um. Gemeinsam mit der Industrie baut die DTU jetzt eine Demonstrationsanlage, die täglich 240 Kubikmeter Biogas produziert. Sie wird in einem Normcontainer untergebracht. Die Anlage, die das Gas in Methanol umwandelt, soll später hinzugefügt werden.

via DTU 1, DTU 2

Serie "Nachhaltig leben" - Hunderte Euro sparen und dabei Klima retten: Steckdose macht den Unterschied

Typisch Westerwald - 15. July 2020 - 16:33
Sie bereichern unseren Alltag erheblich: Zahlreiche elektrische Geräte wie Waschmaschinen, Smartphones, Fernseher gehören für uns mittlerweile einfach dazu. Aber: All diese Geräte brauchen Strom, um zu funktionieren. Der wird nach wie vor überwiegend aus fossilen Brennstoffen gewonnen und produziert so Treibhausgase, die unser Klima weiter schädigen.Von FOCUS-Online-Redakteurin Hanna Klein

Schwimmender Roboter prüft die Wasserqualität: In erster Linie nimmt er Binnengewässer ins Visier

Simon Bertsch - trendsderzukunft.de - 15. July 2020 - 14:29

Binnengewässer sind an der Speicherung beziehungsweise der Freisetzung von klimawirksamen Spurengasen wie Kohlendioxid, Methan und Lachgas überdurchschnittlich beteiligt. Wie hoch die Immissionen und Emissionen genau sind lässt sich vor allem an kleineren Gewässern nicht feststellen, sodass Gegenmaßnahmen unmöglich sind. Hier soll Ferdinand einspringen, der Prototyp eines neuen schwimmenden Roboter-Umweltmonitoringsystems. Den kleinen Katamaran, der Sensoren wie Thermometern, pH-Messgeräte und ein Sonar zur Abbildung des Untergrunds transportieren kann, hat ein Team um Jörg Matschullat, Professor und Direktor des Interdisziplinärns Ökologischem Zentrums der Technischen Universität Bergakademie Freiberg entwickelt. Er soll künftig autonom über Gewässer mäandern und Daten in Echtzeit übermitteln.

Bild: TU Freiberg Erste Tests erfolgreich absolviert

Erste Tests zur Gaszusammensetzung im Wasser gab es auf den Kreuzteichen in Freiberg. Diese ermöglichten Rückschlüsse auf die Atmung des Gewässers und damit auf dessen ökologischen Zustand. Bei zu geringem Sauerstoffgehalt etwa durch übermäßiges Pflanzenwachstum stirbt ein Binnengewässer ab, es enthält kein Leben mehr.

„Der erste Testlauf lief sehr zufriedenstellend und hat gezeigt, dass unser Konzept für die modulare Plattform aufgeht“, sagt Matschullat. Mittlerweile haben drei Masterstudierende das kleine Boot zur LTV-Talsperre Klingenberg im Osterzgebirge transportiert, um die Versuche fortzusetzen.

Ziel ist die vollständige Autonomie

„Perspektivisch denken wir an eine vollständige Autonomie der Plattform mit Eigenantrieb, Kollisionsprävention unter und über Wasser sowie eine automatisierte Übertragung der bei seiner Fahrt erfassten Umwelt- und Geodaten an eine Basisstation am Ufer. Dort können wir die Informationen mit Hilfe künstlicher Intelligenz aufbereiten und in 3D visualisieren“, sagt Professor Yvonne Joseph, Koordinatorin des Projektes. Beteiligt sind insgesamt sieben Professuren aus verschiedenen Bereichen der Umwelt-, Geo- und Ingenieurwissenschaft, der Mikroelektronik und der Informatik sowie Wissenschaftstaucher/innen des Scientific Diving Centers, das an der TU Freiberg angesiedelt ist.

2021 geht es ins Amazonasbecken

Im kommenden Jahr wird das System für eine erste Geländekampagne ins Amazonasbecken transportiert. Geplant sind Fahrten auf verschiedenen Binnengewässern und temporär überfluteten (Wald)flächen, um unter anderem die Bodenatmung im Regenwald in Echtzeit zu messen.

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