GVO und Nanotechnologie – Hoffnung für die Zukunft

Ich bin auf einige interessante Ideen gestoßen, die zu zeigen scheinen, warum wir neue Wissenschaften – wie Gentechnik oder Nanotechnologie – nicht sofort diskreditieren sollten, weil sie durchaus Hinweise darauf liefern könnten, wie wir weiterhin auf diesem Planeten leben können. Anstatt also global gegen GVO oder Nanotechnologie Stellung zu beziehen, sollten wir uns vielleicht ansehen, wie diese Wissenschaft genutzt wird.

Kohlendioxid (CO2) – das natürliche Gas, das dem Sonnenlicht die Erde ermöglicht – verhindert außerdem, dass ein Teil der Sonnenwärme zurück in den Weltraum abgestrahlt wird. Auf diese Weise wird die Wärme eingeschlossen und der Planet erwärmt sich. Wissenschaftler nennen diese Erwärmung den Treibhauseffekt. Wenn dieser Effekt auf natürliche Weise auftritt, erwärmt er die Erde ausreichend, um Leben zu erhalten. Tatsächlich hätte unser Planet ohne Treibhauseffekt eine Durchschnittstemperatur von minus 22 Grad Fahrenheit (minus 30 Grad Celsius) [1] . Meine Kinder würden gerne Skifahren, aber sie wären zu tot, um Spaß daran zu haben. Kohlendioxid und der Treibhauseffekt sind also notwendig, damit die Erde überleben kann. Aber menschliche Erfindungen wie Kraftwerke und Autos, die fossile Brennstoffe verbrennen, setzen zusätzliches CO2 in die Luft frei. Da wir der Atmosphäre dieses Kohlendioxid hinzugefügt haben (und dies weiterhin tun), wird mehr Wärme auf der Erde gespeichert, was dazu führt, dass die Temperatur des Planeten langsam ansteigt; dieses Phänomen wird als globale Erwärmung bezeichnet.

Kohlendioxid ist nicht das einzige Treibhausgas (THG) – andere sind Wasserdampf, Methan, Distickstoffoxid, Fluorkohlenwasserstoffe, Perfluorkohlenwasserstoffe und Schwefelhexafluorid – aber es ist das wichtigste. Und sein Wert steigt als direkte Folge menschlicher Aktivitäten. [2] Erst kürzlich haben wir einen Meilenstein erreicht, der laut Klimaforschern beeindruckend beängstigend ist – zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte wird der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre 400 ppm überschreiten. [3]

Was also tun? Traditionell verlassen wir uns bei der Verarbeitung dieses zusätzlichen CO2 auf natürliche Systeme – etwa Bäume und andere Pflanzen, die das Gas durch Photosynthese aufnehmen. Die erzeugten Mengen übersteigen jedoch die Kapazität natürlicher Systeme. Daher suchen wir nach technischen Lösungen, die im Wesentlichen aus Folgendem bestehen: Abscheidung (d. h. das Gas an seiner Emissionsquelle einfangen und dann an einem Ort aufbewahren, wo es nicht entweichen kann) und geologische Sequestrierung oder Speicherung (an einem Ort aufbewahren, wo es nicht entweichen kann). Ich bin jedoch kein Anhänger dieser Maßnahmen – schließlich muss das abgeschiedene CO2 (per Bahn, LKW oder Schiff) zu seinem endgültigen Speicherort transportiert werden. Und wo gibt es einen Speicherort, der dicht ist und die 30 Milliarden Tonnen CO2 aufnehmen kann, die wir jedes Jahr erzeugen – ohne schlimme Folgen für die Umwelt.

Wir müssen über den Tellerrand hinausblicken. Es gibt viele solcher Ideen, von den abwegigeren (z. B. künstliche Vulkane zu bauen, die Schwefeldioxid in die Atmosphäre pumpen, um das Sonnenlicht zu blockieren und den Planeten abzukühlen [4] ) bis zu einigen, die ich unten skizziere und die vielleicht helfen könnten. Aber sie hängen von der Nutzung von gentechnisch veränderten Organismen und der Nanowissenschaft ab.

Technology.org beschreibt es so: „Es ist nicht allgemein bekannt, dass der wichtigste Prozess der Kohlenstoffbindung auf dem Planeten von unzähligen Meeresorganismen durchgeführt wird, die ihre Exoskelette oder Schalen bilden. Schalen werden biologisch aus Kalzium- und Magnesiumionen im Meerwasser und Kohlendioxid aus der Luft hergestellt, das vom Meerwasser absorbiert wird. Wenn die Organismen sterben, zerfallen ihre Schalen und bilden Karbonatsedimente wie Kalkstein, die dauerhafte, sichere Kohlenstoffsenken sind.“ [5]

von ecoco: nachhaltiges Design

Durch die Untersuchung, wie Seeigel ihre eigenen Schalen wachsen lassen, haben Wissenschaftler der Newcastle University in Großbritannien eine Möglichkeit entdeckt, CO2 mit Hilfe von Nickel-Nanopartikeln in festem Kalziumkarbonat zu binden. „Es ist ein einfaches System“, sagte Dr. Lidija Siller von der Newcastle University. „Man lässt CO2 durch das Wasser blubbern, in dem sich Nickel-Nanopartikel befinden, und fängt viel mehr Kohlenstoff ein als normalerweise – und dann kann man es leicht in Kalziumkarbonat umwandeln.“ [6] Die meisten Programme zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung müssen das CO2 zunächst abfangen und dann in tief unter der Erde liegende Löcher pumpen, was sowohl teuer ist als auch ein hohes Umweltrisiko birgt. Der Hauptautor, der Doktorand Gaurav Bhaduri, wird wie folgt zitiert: „[Der Nickelkatalysator] ist sehr billig, tausendmal billiger als Carbonanhydrase“. Die beiden Forscher haben das Verfahren patentiert und suchen nach Investoren.

Mittlerweile beschäftigen sich auch MIT-Professorin Angela Belcher, die ihre Doktorarbeit über die Abalone geschrieben hat, und die Doktoranden Roberto Barbero und Elizabeth Wood mit diesem Thema. Sie haben ein Verfahren entwickelt, mit dem Kohlendioxid in Karbonate umgewandelt werden kann, die als Baumaterial verwendet werden könnten. Ihr im Labor getestetes Verfahren kann pro Pfund eingefangenem Kohlendioxid etwa zwei Pfund Karbonat produzieren.

Ihr Verfahren erfordert die Verwendung gentechnisch veränderter Hefe.

Hefe führt normalerweise keine dieser Reaktionen von selbst durch, daher mussten Belcher und ihre Studenten sie so manipulieren, dass sie Gene exprimieren, die in Organismen wie der Abalone vorkommen. Diese Gene kodieren für Enzyme und andere Proteine, die dabei helfen, Kohlendioxid durch den Mineralisierungsprozess zu transportieren.

Das biologische System des MIT-Teams fängt Kohlendioxid mit einer höheren Rate ein als andere untersuchte Systeme. Ein weiterer Vorteil des biologischen Systems ist, dass es weder Heizung noch Kühlung und keine giftigen Chemikalien benötigt.

Dr. Belcher hat auch genetisch modifizierte Viren verwendet, damit diese eine Bindungsaffinität mit Kohlenstoffnanoröhren haben – wodurch sie eine leistungsstarke Lithium-Ionen-Batteriekathode bauen konnten, die eine grüne LED mit Strom versorgen könnte. Dr. Belcher glaubt, dass sie eines Tages ein virusbetriebenes Auto fahren könnte.

Ich denke, diese beiden Beispiele zeigen, dass wir immer unvoreingenommen bleiben sollten. Und denken Sie daran, dass es nicht immer die Wissenschaft ist, die ein Problem verursacht, sondern vielmehr die Art und Weise, wie wir sie nutzen. Die Vorstellung, dass gentechnisch verändertes Saatgut geistiges Eigentum ist (das größtenteils Monsanto gehört), ist beispielsweise eine der falschen Möglichkeiten, diese Technologie zu nutzen. Aber schütten wir das Kind nicht mit dem Bade aus.