Unter Nachhaltigkeit verstehen wir meist Klimaschutz, Unternehmen reden von Dekarbonisierung. Biodiversität hingegen klingt für viele wie ein Bilderbuch mit Bienen und Blühwiesen. Dabei steht Biodiversität über allem und hat den höchsten Impact – als Lebensgrundlage und Wirtschaftsmodell. Warum ist das so? Und was hat das mit CSRD und Omnibus zu tun?

Aus Sicht der Menschheit ist die unmittelbare, nächste Gefahr die gefährlichste – Coronakrise, Ukrainekrieg, Handelskrieg mit den Folgen der Wirtschaftskrise. Dazu kommt die Klimakrise. Für die meisten endet hier der aufgetürmte Berg. Dabei gibt es einen weiteren Trigger mit noch schwerwiegenderen Folgen. Doch warum sollte das so sein? Kurz gesagt, gibt es folgende Gründe:

1. Biodiversität ist die Grundlage für unsere Leben auf dem Planeten. Ökosysteme funktionieren nur in einem über Jahrtausende aufgebauten Geflecht. Werden Bindeglieder zerstört, geht das Geflecht zugrunde. Kippunkte entstehen (Umkehr ist unmöglich). Handlungs- und Existenzspielräume schwinden.
2. Biodiversität, die Grundlage unseres Lebens, ist unser Wirtschaftsmodell.
3. Biodiversität beinhaltet ein riesiges Potenzial, auf natürliche Weise CO2 zu binden und den Klimawandel einzudämmen.

Mit dem Blick auf die Wirtschaft:

• Über 50 % des weltweiten BIP hängt direkt von Naturleistungen ab.
• Investoren haben das erkannt und beginnen, Naturverluste als Finanzielles Risiko zu bewerten.
• Finanzvorstände von Unternehmen integrieren Biodiversität zunehmend in ihre Entscheidungen.

Beim Klimawandel reden wir davon, WIE wir in Zukunft leben. Beim Biodiversitätsverlust, OB wir in Zukunft leben. Das macht es klar: Diese Frage können wir uns nicht stellen.

->Die Frage ist nicht ob, sondern wie schnell Unternehmen Biodiversität bilanzieren.

Die Frage ist nicht: „Können wir uns Klima- und Biodiversitätsschutz leisten?“, sondern:

„Können wir es uns leisten, Klima- und Biodiversitätsschutz aufzuschieben?“

Das Gute: Wir können jetzt handeln. Neben politisch notwendigen Rahmenbedingungen sind auch Unternehmen und Einzelpersonen gefragt. Erkennen und die richtigen Hebel setzen:

Lieferkettenanpassung, regionale Produktion, Umstellen auf erneuerbare Energien, Nutzung und Support aller Technologien, die bereits jetzt Alternativen zu den Fossilen darstellen, Kreislaufwirtschaft, Aufforsten nur mit den richtigen Samen für resistente Bäume in geeigneten Regionen, Schutz bestehender alter Wälder, Renaturierung von Mooren, Einkauf regionaler Produkte – um nur einige zu nennen.

->Übergeordnet ist klar: Wachstum lässt sich nicht von Ressourccen entkoppeln.

Inhalt:

→ Facts für den schnellen Einstieg

→ 1. Was ist Biodiversität überhaupt?

→ 2. Warum ist Biodiversität so wichtig?

→ 2.1 Verlust an Biodiversität: die wichtigsten Treiber

→ 2.2 Probleme, die durch den Verlust an Biodiversität entstehen, und Handlungsbedarfe

→ 3. Zahlen, Fakten – und die wahren Kosten

→ 4. Lieferkettensicherung, Effizienz- und Infrastrukturanpassungen

→ 5. Unternehmen sind erst mit Biodiversität in ihrer ESG-Strategie zukunftsfähig

→ 5.1 Reporting Standards

→ 5.2 Omnibus: Schlingelkurs oder Direttissima zum klaren Ziel?

→ 5.3 Transparenz und Vergleichbarkeit – für den eigenen Business Case

→ 5.4 Mit fachgerechter Beratung und Know-how voran

→ 5.5 Zugang zu Märkten erhalten, Reputation stärken

Facts für den schnellen Einstieg

Der Rückgang der Biodiversität erreicht mit einer Million bedrohter Arten weltweit ein dramatisches Ausmaß – was natürliche Ökosysteme zerstört: Wälder, Flüsse, Savannen, Graslandökosysteme, Strände und Korallenriffe. Mit ihnen schwinden die Ökosystemleistungen.

Die 2017 erschienene Krefelder Studie verzeichnete in Deutschland einen Rückgang der Fluginsekten-Biomasse um 70 bis 80%. Weltweit wird ein Aussterben von über 40% der Insektenarten vorausgesagt. Schon jetzt nimmt die Bestäubung von Kakao- und Kaffeepflanzen signifikant ab. Ebenso für die Verbreitung von Samen und ein intaktes ökologisches Gleichgewicht stehen Vögel. In Europa leben heute 420 Mio. Vögel weniger als noch vor 30 Jahren. In Deutschland ist ein Rückgang der Brutvögel um knapp 60% verzeichnet. Die global globale Seevögelpopulation ist seit 1950 um fast 70 % geschrumpft.

Und die Korallenbleiche betrifft mittlerweile 84% der globalen Rifffläche, ein Habitat, von dem fast ein Viertel aller Meeresorganismen abhängig ist.

Hier ein paar wenige weitere Fakten:

Mehr Menschengemachtes als Natürliches

2020 gab es zum ersten Mal mehr menschengemachte Dinge als natürliche, doppelt so viel Plastik wie Tiere, und deutlich mehr Gebäude und Infrastruktur als Bäume und Sträucher.

Vergleich der Biomasse von Säugetieren

36 % der Biomasse aller Säugetiere fällt auf Menschen

58,5 % auf Nutz- und Haustiere des Menschen

1,85 % auf alle terrestrischen wildlebenden Säugetiere (von Maus bis Elefanten)

3,7 % auf die marinen Lebewesen (inklusive Wale).

Gefährdete Arten

Weltweit sind rund zwei Millionen von acht Millionen gefährdet.

Bäume werden zu CO2-Quellen statt CO2-Senken

In Europa ist die Hälfte aller endemischen Baumarten bedroht. In Deutschland gibt der Wald aufgrund klimabedingter Schäden inzwischen mehr Kohlenstoff ab als er aufnehmen kann (4. Bundeswaldinventur).

Amazonas degradiert

Seit 2000 sind mehr als drei Viertel des Amazonasregenwalds degradiert. Sie geben inzwischen mehr CO2 ab als sie aufnehmen.

Antarktis ohne CO2-Ausstoß, aber mit stärksten Veränderungen

In der Antarktis, einem Ort ohne CO2-Ausstoß, zeigen sich die stärksten Veränderungen, Meeresspiegelanstiege und die stärkste Erwärmung. Hier macht sich die Jahrtausende lange Verweildauer von CO2 bemerkbar. Ökosysteme sind nicht getrennt zu betrachten

Geschwindigkeit

Die Arten sterben durch den menschlichen Einfluss zehn- bis hundertmal schneller aus als auf natürliche Weise.

Corona, Malaria, Aids, Ebola, und Grippe

Die Pufferzonen zwischen Natur und Mensch verschwinden zunehmend, da Wälder in Weiden, Äcker, Plantagen oder Bauland verwandelt werden. Durch die Vernichtung von Lebensräumen nimmt die Populationsdichte einiger weniger Tierarten stark zu. So können sich die Krankheitserreger in diesen Tieren als Wirtsorganismen stärker ausbreiten, ggf mutieren und auf den Menschen überspringen.

Was hat das mit Unternehmen zu tun?

Fast jedes Unternehmen ist mit dem Thema Biodiversität konfrontiert, entweder direkt beim Betrieb bzw. Produktion oder indirekt durch Vorprodukte, Lieferketten, Transportwege etc. Risiken und Chancen erkennen ist daher entscheidend für ein zukunftsfähiges Geschäftsmodell.

Genau jetzt ist unser Handeln gefragt. Nur so ist es lohnend, für das eigene Unternehmen, für die Gesellschaft, für unsere Zukunft. Der Begriff Nachhaltigkeit ist oft so inflationär, dass er besser beim Namen genannt werden sollte: Zukunftsfähigkeit.

1. Was ist Biodiversität überhaupt?

Meist wird Biodiversität mit Artenvielfalt gleichgesetzt. Dabei bezeichnet Biodiversität die Vielfalt des Lebens auf unserem Planeten auf drei Ebenen: Neben der ersten Ebene Artenvielfalt gibt es die genetische Vielfalt. Zum Glück, denn so sind wir nicht alle eine identische Kopie des Homo sapiens, sondern haben verschiedene Ausprägungen, verschiedene Fähigkeiten – was uns vor dem Aussterben bedroht. Wären wir alle Schreiner, hätten wir schützende Häuser, aber nichts zu essen. Und ein einziger Krankheitserreger könnte die gesamte Population ausrotten, hätten wir alle ein identisches Immunsystem. Dank der genetischen Vielfalt, mit der alle Lebewesen ausgestattet sind, ist das nicht so leicht möglich.

Die dritte Ebene ist die Ökosystem-Vielfalt – Wüste, Regenwald, Korallenriff, Wattenmeer etc. Was nach Urlaub klingt, ist strenggenommen ein Einkaufsladen. Denn diese Systeme stellen Ökosystemleistungen bereit, also Leistungen, die uns die Natur liefert – aus rein anthropozentrischer Brille betrachtet. So entnehmen wir z. B. Holz, Trinkwasser, Bodenerze, Fische.

Was dann 1987 zur allgemein anerkannten Definition für Nachhaltigkeit der sogenannten Brundtland-Kommission führte: Demnach ist nachhaltige Entwicklung eine Entwicklung, die den Bedürfnissen der heutigen Generation entspricht, ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu gefährden, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen. Gleichzeitig müssen die Grundbedürfnisse der Armen weltweit befriedigt werden. Das Prinzip aus der Forstwirtschaft „Nicht mehr ernten, als nachwächst“ lässt sich demnach umformulieren in: Von den Erträgen leben, nicht von der Substanz.

Die Ökosystemleistungen lassen sich weiter unterteilen:

1. Versorgungsleistungen: das, was wir direkt aus der Natur entnehmen, wie Fische, Trinkwasser, Holz
2. Basisleistungen: fruchtbare Böden; Fotosynthese, mit der aus anorganischem Material organische Substanz entsteht
3. Regulierungsleistung: die Regulierung des Weltklimas, Reinhaltung von Luft und Wasser, die Aufrechterhaltung globaler Wasserkreisläufe, Bestäubung der Nutzpflanzen etc.
4. Kulturelle Leistungen: die Erholung und Inspiration, die wir in der Natur finden

©joakant/pixabay

2. Warum ist Biodiversität so wichtig?

Die Vielfalt des Lebens auf der Erde – Pflanzen, Tiere, Pilze und Mikroorganismen sowie Ökosysteme mit ihren Arten – versorgt uns mit Lebensmitteln, Rohstoffen, Arzneimitteln und Ausgangsstoffen für die Industrie. Sie trägt zur Erholung, Gesundheit und Wohlbefinden bei. Durch die biologische Vielfalt werden Wasser und Luft gereinigt, riesige Mengen an CO₂ und Schadstoffen absorbiert, Pflanzen bestäubt, Böden fruchtbar gehalten, das Klima reguliert.

Ein Jenga-Turm – so kann man es sich vorstellen: Entimmt man einen Baustein (symbolisch für eine Art), wackelt das Konstrukt zunächst und fällt schließlich zusammen. Alles hängt voneinander ab. Bäume brauchen einen bestimmten Abstand in einem funktionierenden Geflecht und einem gesunden Klima, um existieren zu können. Pflanzen benötigen Insekten und Vögel für die Samenverbreitung. Der Boden braucht Regenwürmer und Mikroorganismen, um fruchtbar zu sein. Gleichzeitig braucht es ein Gleichgewicht an Populationen, um keine Krankheiten und weitere Folgen zu verursachen. Viele Folgen bei „Entnahme eines Bausteins“ sind noch nicht mal bekannt. Der Schutz von Arten wird daher immer bedeutender. Für unsere Lebensgrundlagen.

Während wir uns Klimaanlagen installieren können, haben Tiere und Pflanzen keine Chance, sich so schnell anzupassen – ihre Anpassungsstrategien haben sie über Jahrtausende entwickelt.

Sind Ökosysteme geschädigt, sind sie anfälliger gegenüber Extremereignissen. Beispielsweise führen trockengelegte Moore dazu, dass sie ihre natürliche Brandschutz-Funktion aufgrund fehlender Feuchte nicht ausüben können. Ebenso wenig wie ihre Schwammwirkung bei Überschwemmungen, die sonst intakte Torfmoose bewerkstelligen, da sie das 20-Fache ihres Eigengewichts an Wasser aufnehmen können. Allen voran werden trockengelegte Moore von CO2-Senken zu CO2-Quellen. Weltweit stammen 5 % aller Treibhausgase aus zerstörten Moorböden, Tendenz steigend: Gerade die meterdicken Torfbäden in den Regenwäldern, die für die weltweiten Produkte verbrannt oder gerodet werden, gasen Jahrtausende Jahre gespeicherte, riesige Mengen Treibhausgase aus. In Deutschland sind die Moorböden zu 95 % trockengelegt – vorwiegend für Tierhaltung – und sind für rund 7 % aller Treibhausgase hierzulande verantwortlich. Das Gute: Wie oben g´beschriben: Zu all unseren Problemen gibt es Lösungen! In diesem Fall Paludikultur: Wirtschaften auf nassen Böden.
→ Artikel Klimaschutzfaktor Moore – CO2 binden statt freisetzen und → Moore als CO2-Speicher: renaturieren und gleichzeitig wirtschaften

2.1 Verlust an Biodiversität: die wichtigsten Treiber

Die 5 wichtigsten Trigger für den Biodiversitätsverlust, die die UN listet, sind:

• Übernutzung natürlicher Ressourcen: Durch Ausbeutung von z. B. Fisch- und Wildtierbeständen werden Populationen dezimiert und Ökosyssteme gestört, sodass sie ihre Funktion verlieren können.
• Klimawandel: Wetterextreme, starke Erwärung mit den Folgen von fehlenden Temperaturgradienten und Konvektionen bewirken eine Klimazonenverschiebung, u. a. mit Ausbreitung von Dürre, Abschmelzung der Gletscher und Wasserspiegelanstiegen. Arten können sich nicht schnell genug anpassen und werden in ihrer Existenz bedroht.
• Umweltverschmutzung: Pflanzenschutzmittel, weitere Chemikalien, Luftschadstoffe und Plastikmüll verschmutzen Lebensräume, vergiften Organismen und stören natürliche Ökosystemkreisläufe.
• Invasive Arten: Eingeführte Arten haben keine natürlichen Feinde, verdrängen einheimische Arten und gefährden funktionale Ökosysteme.
• Landnutzungsänderungen: Durch Umwandlung natürlicher Lebensräume in landwirtschaftliche und versiegelten Flächen (Städte, Infrastruktur) werden Ökosysteme zerstört, sodass Arten ihren Lebensraum verlieren.

(© S. Giesler)

2.2 Probleme, die durch den Verlust an Biodiversität entstehen, und Handlungsbedarfe

• Klima: Die Zerstörung und Beschädigung von Ökosystemen und Böden beschleunigt die Erderwärmung.
  Handlungsbedarf: Invest in die Wiederherstellung der Natur, da sie den Klimawandel abmildert. Unterstützung der Tranformation der Landwirtschaft durch Politik, aber auch Gesellschaft (z. B. Crowdfunding für Wiederhestellung von Ökosystemen, Naturschutzgebieten, bei Mooren z. B. durch MoorFutures und Mission to Marsh).
• Ernährung: Der Verlust an Pflanzen, Tieren (inkl. Bestäuber) und Bodenorganismen kann die Fruchtbarkeit nicht aufrechterhalten.
  Handlungsbedarf:
  – Lebewesen schützen und gesamte Ökosysteme revitalisieren (statt z. B. nur Blühstreifen an Verkehrsstraßen)
  – Ökologische Landwirtschaft und lokale Produktion stärken
  – Wettbewerb öffnen: bei nicht heimischen Produkten skalierbare Projekte wie Soja- und Kakaoanbau aus biodiversitätsfördernden Agroforst unterstützen
  – Forschung unterstützen, um u. a. Umweltzerstörung zu vermeiden und Katastrophen zu bekämpfen.
  → Artikel Ölkatastrophen bekämpfen – Biotenside können mikrobiellen Ölabbau stimulieren
  
• Sicherheit: Der Verlust an natürlichen Ressourcen kann zu Konflikten führen. Zudem wird die Anfälligkeit für Naturkatastrophen und Dürren erhöht.
  Handlungsbedarf:
  – Schutz der Ressourcen
  – Schutz vor Bodenverarmung und Erosion (Fruchtwechsel, Agroforst)
  – Förderung widerstandsfähiger sozialer und ökologischer Systeme
  – Schutz vor Austrocknung sowie Überflutung
  – Vorsorgemaßnahmen, um Naturschäden zu vermeiden bzw. abzumildern (z. B. Wiedervernässung von Mooren als Hochwasser- und Brandschutz, Biodiversitätsförderer und CO2-Senke; Hochwasserschutzmaßnahmen und z. B. KI zur Regulierung, s. a. Kap. 4)
• Gesundheit: Die Zerstörung der Natur erhöht das Erkrankungsrisiko und verringert unsere Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten.
  Handlungsbedarf:
  – Luft, Wasser und Böden inkl. Vegetation schützen; Schadstoffe reduzieren; Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgas und Feinstaubpartikel in der Luft
  – Abluft und Abwasser reinigen, Ressourcen sparen und wiederverwerten (Recycling), Kreislaufwirtschaft stärken (beispielhafter interessanter Ansatz: → Markiertes Plastik als Kreislaufprodukt)
  – Natürliche Rückzugsorte schaffen, für Fauna und Flora (Schutz-, Brutreviere) und für Mensch: Die Natur wirkt sich positiv auf die Psyche und das Wohlbefinden aus
• Wirtschaft: Das Naturkapital liefert wichtige Ressourcen für die chemische Industrie (Rohstoffe wie Phenole) Arzneimittelindustrie sowie für die Landwirtschaft. Schützen wir sie nicht, fehlen uns die Grundlagen. Nachjustieren und künstliche Eingriffe sind immer erheblich teurer als der Erhalt.
• Verteilungsgerechtigkeit, ungewollte Fluchtbewegungen: Der Verlust an biologischer Vielfalt ist vor allem in Ländern des globalen Südens vorangeschritten, zerstört ihre Lebensgrundlage bereits jetzt und schadet den ärmsten Menschen am meisten. Ungleichheiten werden verschärft, Existenzen bedroht, Fluchtbewegungen werden unausweichlich.
• Generationengerechtigkeit. Unseren Nachkommen wird die Grundlage für ein erfülltes Leben beraubt.
• Resilienz von Unternehmen: Ohne Nachhaltigkeitsstrategie schwindet das Interesse seitens Stakeholder und Investoren und gefährdert die zukunftsfähige Aufstellung von Unternehmen (s. Kap. 4).
  →Handlungsbedarf: Klare Nachhaltigkeitskonzepte und ESG-Strategie ohne Greenwashing (s. Kap. 5).

3. Zahlen, Fakten – und die wahren Kosten

Biodiversität ist eine der planetaren Grenzen und mit Klima und CO2 verknüpft, steht aber wie in einer Pyramide über allem und muss daher höchste Priorität haben.

Jede Art hat eine Bedeutung im Ökosystem und hält dieses zusammen. Fällt in einer Art der letzte Vertreter aus, der ihr Überleben sichert, ist die Art irreversibel verschwunden, ein Bindeglied im Ökosystem fehlt und kann dieses samt Ökosystemleistungen gefährden. Und: Nur wenige Folgen sind den Forschenden bisher bekannt. Wir müssen daher dringend alles tun, um die Arten zu erhalten.

Manche Ökosystemleistungen können wir nicht ersetzen, wie Böden, oder nur unzulänglich, wie Bestäubung. Und Kompensationsmaßnahmen sind immer teurer, während es die Natur kostenlos für uns bereitet. Ein paar Daten und Fakten:

• Ökosystemleistungen:
  Der Wert der Ökosystemleistungen übersteigt in jedem Jahr den Wert des weltweiten Bruttosozialprodukts (BSP) ungefähr um den Faktor 2 und mehr als 60 % des weltweiten BSPs sind direkt oder indirekt abhängig von diesen Leistungen der Natur.
• Landdegradation:
  350 Mio. Hektar Land haben wir weltweit degradiert. Würden wir diese bis 2030 renaturieren, würde man Ökosystemleistungen im Wert von 8,4 Billionen € generieren. Und dabei 26 Gigatonnen an Treibhausgasen der Atmosphäre entziehen, genau die Menge, die für das das 1,5 ° C Ziel nötig wäre (target gap zw. 19-27 Gt.).
• Tierbestand:
  In den letzten 50 Jahren haben wir 69 % aller Säugetier-, Fisch-, Reptilien- und Vogelbestände und 80% aller Insekten vernichtet.
• Biomasse Säugetiere:
  Die globale Biomasse wild lebender Säugetiere ist seit dem späten Pleistozän um mehr als drei Viertel gesunken. Sie beträgt heute weniger als 10 % der Biomasse, welche die menschliche Bevölkerung ausmacht.
• Biomasse Vegetation:
  Die globale Biomasse der Vegetation hat sich im Lauf der Menschheitsgeschichte halbiert; Wälder erstrecken sich heute lediglich auf etwa zwei Drittel ihrer vorindustriellen Fläche.
• Feuchtgebiete, Flüsse, Korallen:
  85 % der Feuchtgebiete gingen seit 1700 verloren; und 77 % der Flüsse fließen nicht mehr frei von der Quelle zum Meer. Küstenökosysteme weisen einige der größten und schnellsten Einbrüche der letzten Zeit auf. Der Bestand an lebenden Korallen hat sich in den vergangenen 150 Jahren fast halbiert.

… Und nur mal ein Beispiel für die Bedeutsamkeit jeder einzelnen Art: Wale: Anders als andere Tiere und Pflanzen, die beim Absterben verrotten, entziehen Wale der Atmosphäre über die Nahrung dauerhaft CO2: Stirbt der Wal, dann sinken mit ihm die aufgenommen 15 Tonnen Kohlenstoff zu Boden und werden ins Sediment eingegraben. Jedoch sind mehrere Walarten durch Fischernetze, Kollisionen mit Schiffen, aber auch Umweltverschmutzung, Lärm und Klimawandel vom Aussterben bedroht.

©Venti Views/unsplash

4. Lieferkettensicherung, Effizienz- und Infrastrukturanpassungen

Fast jedes Unternehmen hat einen Impact auf Biodiversität – oder spürt ihn von außen. Beide Perspektiven, Inside-out und Outside-in, müssen in der Wesentlichkeitsanalyse (s. Kap. 5) erfasst werden. Das betrifft Betrieb und Produktion, Verpackung, Transport, Fuhrpark und Lieferkette. Entscheidend ist, sich über Risiken klarzuwerden und Kosten bzw. Maßnahmen entsprechend einzukalkulieren, um sich zukunftsfest aufzustellen.

So investiert z. B. BASF in Lieferkettensicherung, um sich ggf. auch ohne den Rhein versorgen oder mit bestimmten Schiffen bei Niedrigwasser fahren zu können. Es geht um Geschäftsmodellveränderungen, anstatt eine weitere Versicherung abzuschließen, die ohnehin immer weniger Leistungen absichern können. Auch Stadtwerke stehen vor Herausforderungen: Liegt die Temperatur aus den Bodenschichten zur Grundwasserentnahme über 6 °C, können sie uns nicht mehr mit keimfreiem Trinkwasser versorgen. Sie müssten dann große Mengen Chlor zusetzen oder noch tiefer bohren – mit ökologischen und ökonomischen Konsequenzen. In der Landwirtschaft werden Wassereffizienzmechanismen entwickelt, um auch bei dürren Bedingungen Landwirtschaft betreiben zu können. Für die lokale Erzeugung von Obst und Gemüse entwicklen Start-ups wie z. B. ROKO Farmig halbautomatische Produktionsanlagen in einem Vertikal-Farming-Ansatz, bei dem fein verteilte Nährstofflösung und Wasser aufgefangen und in einem Kreislauf wieder eingesetzt werden. Die Platzersparniss wird für Renaturierungsareale genutzt (→ zum Artikel).

Im Infrastrukturbereich wird in Hochwasserschutz investiert, wie das z. B. ENBW, der drittgrößte Energieversorger in Deutschland, angeht. Am Kraftwerkstandort Stuttgart-Münster wurde dort eine Art Hülle installiert, um bei einem Hochwasserereignis temporär einen Hochwasserschutz einzuziehen. Andersherum müssen auch bei niedrigen Flusspegelständen die Energierohstoffe angeliefert werden können. Zudem haben Energiekonzerne darauf zu achten, die Temperaturen des Wassers und des Flusses einzuhalten, wenn das thermische Kraftwerk gekühlt bzw. auch Abwasser eingeleitet werden muss. Dazu hat ENBW ihre Betriebe mit entsprechenden Regelungsmaßnahmen speziell darauf ausgerichtet. Gleichzeitig wurden im Rahmen ihrer Nachhaltigkeits-Agenda – neben dem Ausbau der Erneuerbaren – die Kraftwerke mit modernen Rauchgasreinigungsanlagen und ölundurchlässigen Auffang- und Schutzeinrichtungen ausgestattet.

Künstliche Intelligenz wird viele Unternehmen unterstützen, um genaue Vorhersagen treffen zu können, aber auch um regulierend und mit weitaus höherer Effizienz und geringerem Ressourcenverbrauch in den Betrieb eingreifen zu können. So ermöglicht das Start-up Variolytics, einem Anbieter von Messtechnik & KI-Software, mit weltweit erster Echtzeitanalytik Treibhausgase in Kläranlagen erheblich zu reduzieren.
→ zum Artikel

Mit KI zur Treibhausgasreduktion bei Kläranlagen

Viele schließen nun auch die Kreislaufwirtschaft stärker in ihr Geschäftsmodell ein. Rohstoffe werden wiedergewonnen, Produkte wiederverwertet, Abwärme genutzt, überschüssige Energie eingespeist – bei Letzterem kommen Speicher eine große Bedeutung zu. Es ist also nicht nur das Risikomanagement mit darauf angepassten Maßnahmen ins Auge zu fassen. Es ergeben sich auch viele neue Chancen, wie auch das nächste Kapitel zeigt.

→ auch interessant: Die Stadt als Reallabor für einen bioökonomischen, zukunftsfähigen Wirtschaftsraum

Die Stadt als Transformationsmodell

Kleiner Sidekick-Kommentar: Falls man das ganze „grüne Thema“ als wenig spannend, nicht technologisch-hipp oder eben einfach „öko“ erachten mag: Öl und Gas sind auch nur aus Biomasse entstanden, genauer gesagt, aus marinen Lebewesen und Algen  (s. Biomasse aus Algen – back to the roots). Der evolutionsbedingte Druck und Sauerstoffausschluss sind dann die „technischen“ Finessen. Da nun die oberflächlichen Öl- und Gasquellen weitgehend erschöpft sind, wird nun unter hohem Druck und Chemikalieneinsatz der letzte Rest aus tiefliegenden Gesteinslöchern herausgefrackt. Unter enormen Energieaufwand. Ob das raffiniert ist oder eher kill, baby, kill, mag jede/r für sich beurteilen.

© marcinjozwiak/pixabay

5. Unternehmen sind erst mit Biodiversität in ihrer ESG-Strategie zukunftsfähig

Viele Unternehmen haben sich bereits auf den Weg gemacht und verfolgen Nachhaltigkeitsstrategien. Einige haben schon seit Langem aus eigenem Antrieb ein Nachhaltigkeitskonzept entwickelt, wie z. B. in der Bekleidungsindustrie die Outdoor-Spezialisten Patagonia und Vaude.

5.1 Reporting Standards

Mit der Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) sind größere Unternehmen in der EU seit 2024 verpflichtet, einen Nachhaltigkeitsbericht zu erstellen. Der Lagebericht wurde demnach um ökologische und soziale Aspekte erheblich ausgeweitet – als Baustein des European Green Deal, mit dem Europa der erste klimaneutrale Kontinent werden will. Das Ziel der CSRD: Die europäische Wirtschaft in Europa nachhaltig, ressourceneffizient und wettbewerbsfähig zu machen. Durch höhere Transparenzanforderungen an Unternehmen sollen Geldströme sowie Investitionen in die Unternehmen gelenkt werden, die nachhaltig wirtschaften. Das setzt voraus, dass Stakeholder über entscheidungsrelevante Informationen verfügen.

Die Richtung ist klar: Durch die zunehmende Regulatorik in Nachhaltigkeit wird es für Unternehmensführung und Aufsichtsräte immer wichtiger, Biodiversitätsaspekte beim unternehmerischen Handeln mit einzukalkulieren. Und genau hier steckt das Brisante: Hatte man sich in den vergangen Jahren/Jahrzehnten nur mit Dekarbonisierung und Klima beschäftigt, ist das Thema Biodiversität und seine weitaus höhere Relevanz erst in den letzten wenigen Jahren deutlich geworden.

Für große, kapitalmarktorientierte Unternehmen ist die CSRD ist eine Weiterentwicklung der bestehenden Non-Financial Reporting Directive (NFRD). Sie soll sicherzustellen, dass Unternehmen über ihre Auswirkungen auf Umwelt (Environment), Gesellschaft (Social) und Unternehmenspolitik (Governance) umfassend berichten. Bisher konnten Unternehmen frei wählen, wie sie die ESG-Informationen veröffentlichen.

Doch was bringt dann das Regelwerk CSRD? Hier lassen sich ein paar Punkte benennen:

• Der Stellenwert des Unternehmens wird verändert herausgestellt
• Es zeigt den professionellen, kompetenten und verantwortungsbewussten Umgang des Unternehmens mit ESG-Themen
• Im Berichts-Standard wird geregelt, über welche Themen das Unternehmen berichtet: Grundlage ist die Doppelte Wesentlichkeitsanalyse, das heißt, es wird analysiert, was für das Unternehmen wesentlich ist, einen echten Impact hat: Mit der Inside-out-Perspektive wird bewertet, wie das Unternehmen Einfluss auf Umwelt-, Sozial- und Governance-Themen nimmt, mit der Outside-in-Perspektive, welche Risiken von außen das Unternehmen treffen.
• Neben den finanziellen und nicht finanziellen gibt es jetzt belastbare Nachhaltigkeits-Kennzahlen, mit denen man transparent arbeitet, die von Wirtschaftsprüfern und Wirtschaftsprüferinnen taxiert werden und auf die man aufbauen kann.
• Chancen:
  – Klare Vorgaben, wie die Kennzahlen offenzulegen sind, liefern die Grundlage für glaubwürdige Kommunikation.
  – Fokus auf zukünftig wesentlichere Themen: Schwachstelle, sich an unwesentlichen Themen aufzuhalten, wird ausgeräumt
  – Konzentration auf das Kerngeschäft
  – Die hohe Transparenz führt zu mehr Substanz, was die Basis für Glaubwürdigkeit ist.
  – Zielgruppenspezifischere und thematisch differenzierte Kommunikation statt umfassenden, schön gestalteten Nachhaltigkeitsbericht ohne tiefe Substanz: spricht dir richtigen Stakeholder an.

CSRD ist also das Regelwerk, das die 12 Standards, ESRS (European Sustainability Reporting Standards), enthält. Ein Berichtsstandard, der ESRS E4, adressiert Biodiversität und Ökosysteme. Aufsichtsräte und Aufsichtsrätinnen werden die Berichterstattung zu diesen Themen ebenfalls in ihre Prüfung des Lageberichts einbeziehen. Die Auseinandersetzung mit dem Thema Biodiversität ist für Unternehmen also ein wichtiger Faktor, um sich wettbewerbsfähig und mit guter Reputation aufzustellen. Auch die EU-Entwaldungsverordnung (EUDR), die ab Dezember 2025 in Kraft tritt, wirkt sich auf das Biodiversitätsmanagement eines Unternehmens aus.

© chienba/pixabay

5.2 Omnibus: Schlingelkurs oder Direttissima zum klaren Ziel?

Zugegeben, vor lauter Abkürzungen und Regelwerke kann einem kann der Kopf schwirren. Aber richtig Schleudertrauma mögen dann so einige am 26. Februar 2025 erhalten haben: Denn die Europäische Union hat mit ihrem Omnibus-Vorschlag* weitreichende Änderungen für die Nachhaltigkeitsberichterstattung und -verpflichtungen vorgeschlagen.

*Europäische Kommision, Fragen und Antworten zum Omnibus-Paket; https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/de/qanda_25_615

Die Regulationen also auf dem Prüfstand und mit dem Omnibus den Rückwärtsgang einlegen? Nein, es wird verschlankt, aber es geht nicht rückwärts. Omnibus kommt aus dem Lateinischen und bedeutet „für alle“. Letztlich sollten wir genau das vor Augen halten: Es geht um uns alle, unseren Planeten. Wir müssen jetzt anfangen. Die EU will mit der neuen Regelung die Hürden minimieren.

Zwar werden mit der neuen Regelung kleinere und mittlere Unternehmen, die ab disem Jahr berichtspflichtig gewesen wären, nun zunächst noch von der CSRD entbunden. Aber wie bereits beschrieben, führt auch bei ihnen kein Weg daran vorbei, wenn sie sich zukunftsfest aufstellen wollen. Die Übergangsfrist kann demnach nur bedeuten: Jetzt anfangen, sich mit dem Thema zu beschäftigen. Zum anderen soll mit der neuen Omnibus-Verordnung durch Reduzierung und zeitlich aufgeschobene Ziele der Einstieg für alle leichter gemacht werden. Es gibt Befürworter, aber auch Gegner zur neuen Regelung, denn viele – nicht nur die kapitalmarktorientieren großen Unternehmen – haben bereits begonnen, die unzähligen Datenunkte zu erfassen und zu parametrisieren. Außerdem befürchten manche, dass einige Anstrengungen in punct Nachhaltigkeit unter dem Tisch fallen.

Dennoch: Die Hürden durch die vielen Datenpunkterfassung sollen reduziert, die Berichterstattung einfacher werden. Zwar kann die Omnibus-Verordnung etwas zu früh sein und man hätte die 2025 entstandenen Erfahrungswerte nutzen können. So hätten sich alle Datenpunkte erst einmal erfassen und redundante zusammenzuführen lassen, um darauf eine vereinfachte Verordnung zu etablieren. Doch sicher wird die Berichtserfassung noch weiter angepasst. Slalom ist ja auch keine Geradeausfahrt und man kommt aber dennoch schnell ins Ziel.

5.3 Transparenz und Vergleichbarkeit – für den eigenen Business Case

Entscheidend ist, dass nun begonnen wird, um eine Transparenz und Vergleichbarkeit zu ermöglichen. Auch für Unternehmen, die heute noch nicht berichtspflichtig sind, wäre das bereits ein wichtiger Schritt, für den eigenen Business Case. Stakeholder werden sich für jene interessieren, die schon vorgedrungen sind in der Nachhaltigkeitsberichterstattung oder es jetzt angehen wollen, allem voran in puncto Lieferkette, bei der auch Biodiversitäts-Aspekte einfließen. Beispielsweise findet im Nahrungsmittelsektor der Großteil des Fußabdrucks upstream statt, außerhalb der EU. Dann ist es sinnvoll, wenn man z. B. berichten kann, dass man jeden Sack Kakao in Peru geotaggen kann, um seine Herkunft nachzuweisen, für die man zuvor die nachhaltigen Prozesse etabliert hat.

Im eigenen Unternehmen spielen dann die Etablierung umweltfreundlicher Techniken und diversitätsfördernder Maßnahmen eine Rolle. Dies kann z. B. die Prozesse in der Produktion, Gebäudeart und -technik oder den Fuhrpark betreffen. Hat man in der Doppelten Wesentlichkeitsanalyse erfasst, was wesentlich für sein Unternehmen ist, weiß man erst, wo entscheidende Schwachpunkte liegen. Diese sollten dann von den Unternehmen mit ausgebildetem Personal oder professionellen Nachhaltigkeitsmanagern und -managerinnen bzw. Unternehmensberatungen angegangen werden. Anhand der neuen Daten gewinnen sie wertvolle Erkenntnisse und können beginnen, ihre Prozesse umzugestalten. Die Anpassung des Geschäftsmodell schafft Vertrauen und macht sie resilient und somit interessant für Investoren, da Wirtschaften mit kurzfristigen Kennzahlen aufgrund der schwindenden Ressourcen heute keinen Bestand mehr hat.

5.4 Mit fachgerechter Beratung und Know-how voran

Auch Aufklärung und fachgerechte Beratung ist entscheidend. So sind z. B. Baumpflanzzertifikate kritisch zu betrachten, denn für einen CO2-Ausgleich müssten die Bäume mindestens 50 Jahre stehen, was keiner der Zertifikatsanbieter versprechen kann. Zum einen setzen sie auf schnell wachsende Monokulturen mit den Problemen geringer Resistenz und kurzer Lebensdauer, zum anderen könnten die Flächen wieder anders genutzt und Pflanzungen umgesiedelt werden oder die Bäume können durch Brand, Stürme und Schädlinge zerstört werden. Baumpflanzen sollte zumindest nicht als Begründung genutzt werden, um weiter fossile Energieträger zu verbrennen.

Möchte man in CO2-negative-Projekte investieren, sind z. B. Projekte mit Pflanzenkohle eine interessante Lösung: Biomassereste aus Industrie, Land- und Forstwirtschaft werden mittels Pyrolyse zu technischem Biokohlenstoff umgewandelt. Die Energie dafür wird – einmal angeworfen – kontinuierlich aus dem Prozess gewonnen. Hier bieten die minus-CO2-factory carbonauten einen spannenden Ansatz: Sie können die Produktion an Stoffströme oder spezielle Produktanforderungen anpassen und im weiteren Prozessschritt die erzeugten technischen Biokohlenstoffe zu sogenannten Negative Emission Technology-Materials veredeln. In großen Mengen und zu niedrigen Preisen, um die Dekarbonisierung für die Industrie wirtschaftlich attraktiv zu gestalten, auch mit Wirkung in Scope 3. Insgesamt wird in dem Prozess CO2 aus der Atmosphäre (eingebaut in Biomasse) entzogen und in Produkte wie Kunststoffe oder Düngemittel umgewandelt. Die entstandene Energie wird in Form für Wärme in ein Fernwärmenetz oder einen Produktionsstandort, z. B. zur Dampferzeugung, eingeleitet.

5.5 Zugang zu Märkten erhalten, Reputation stärken

Die Nachhaltigkeitsanalysen nicht ins Auge zu fassen, wäre auch fatal, denn die größer werdenden Risiken wie Schäden durch Unwetterkatastrophen werden immer weniger versichert. Versorgungsleistungen können ausfallen, wie im Kapitel 4 beschrieben. Ebenso führen Extremwetterereignisse wie Dürren zu hohen Ernteausfällen, etwa beim Oliven- und Weinanbau. Und plötzlich steht ein Industrieunternehmen vor Schwierigkeiten und Produktionsausfällen, wenn Lieferketten unterbrochen sind, da bei der Produktion der Vorprodukte Maschinen ausgefallen sind oder diese aufgrund von Unwetter oder extremer Hitze nicht ausgeliefert werden können, da Straßen, Schienen oder Flüssen nicht mehr befahrbar sind. Auch hier muss ein Umdenken des eigenen Geschäftsmodells stattfinden bzw. Vorsorgemaßnahmen ergriffen werden.

Selbst wenn, geopolitisch betrachtet, die Regierung in den USA nun einen Schritt zurückgeht, bleiben einige US-Unternehmen bei ihrem eingeleiteten nachhaltigen Weg, schon allein, um ihre Investitionen nicht zu entwerten und langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben. Auch andere Staaten wie China und Australien haben Sustainability Reporting Standards eingeführt, die denen der EU stark ähneln. Das heißt: Wenn ein Unternehmen Interesse an solchen Märkten hat, könnte es erst durch eine eigene qualifizierte ESG-Berichterstattung einen Marktzutritt erhalten bzw. erst dann im Rahmen von Wertschöpfungsketten interessant sein.

Die planetaren Grenzen machen sich bereits jetzt deutlich und werden uns noch stärker herausfordern. Ohne Doppelte Wesentlichkeits- oder Klimarisikoanalyse sowie Integration nachhaltiger Prozesse ist die Zukunft eine Black Box mit Überraschungen und unangenehmen Folgen.

ZUSAMMENFASSUNG:

Rohstoffe sicherstellen

Werden Ökosysteme durch schwindende Biodiversität destabilisiert, geht das häufig mit Einschränkungen in der Rohstoffzufuhr einher – mit Störungen der Lieferkette und Produktion.

Betriebskosten senken

Für Unternehmen wirkt sich der Biodiversitätserhalt langfristig positiv auf die finanzielle Performance aus: Die Rohstoffversorgung wird gesichert, Risiken werden reduziert, Geschäftsprozesse stabilisiert. Hingegen kann der Verlust der Biodiversität zu verringerter Produktivität und erhöhten Betriebskosten führen.

Reputation

Ein umweltbewusster Umgang kann den Ruf eines Unternehmens steigern, Skandale und ausgebliebene Vorsorgemaßnahmen bleiben aus und werden nicht kommuniziert. Fokus auf wesentliche Aspekte stärkt die Marke und schafft Vertrauen.

Gesteigertes Interesse durch Stakeholder und Investoren

Immer mehr Kreditgeber und Anleger legen Wert auf ESG-konformes Handeln. Bei der Nachhaltigkeitsberichterstattung wird ein verstärkter Fokus auf den Aspekt Biodiversität gelegt, um die Resilienz zu erhöhen und langfristige Investitionen festzulegen

Zugang zu neuen Märkten und Wertschöpfungsketten

Erst durch Einhaltung der ESG-Reporting Standard könnten neue Märkte erschlossen und Wertschöpfungsketten entwickelt werden.

Nicht der erste Nachhaltigkeitsbericht wird gleich perfekt sein. Es ist ein Learning. Sich zudem abzustimmen zwischen den Mittelständern und Industrieunternehmen, vor allem innerhalb der Sektoren, wäre eine weitere Chance. Wenn sich die Finanzindustrie zunehmend auf ESG-standardisierte Unternehmen fokussiert, ist der große Schritt getan. Unternehmen können sich beraten lassen, Hubs einrichten, Start-ups einbinden und mit vielen Stakeholdern in einen Austausch gehen. Der Moment ist jetzt – für die Zukunft der Unternehmen, der eigenen Zukunft und die der nachfolgenden Generationen.

Quellen:

Fragen und Antworten: EU-Biodiversitätsstrategie für 2030 – Mehr Raum für die Natur in unserem Leben. Europäische Kommission. Abrufbar unter https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/de/qanda_20_886 (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Nachhaltige Entwicklung als Handlungsauftrag. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz. Abrufbar unter https://www.bmuv.de/themen/nachhaltigkeit/strategie-und-umsetzung/nachhaltigkeit-als-handlungsauftrag (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Europäisches Parlament (2020). Verlust der Biodiversität: Ursachen und folgenschwere Auswirkungen. Abrufbar unter https://www.europarl.europa.eu/topics/de/article/20200109STO69929/verlust-der-biodiversitat-ursachen-und-folgenschwere-auswirkungen (letzter Zugriff am 11.03.2025)

WWF (2022). Living Planet Report 2022. Building a nature-positive society. Abrufbar unter https://www.livingplanetindex.org  (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Christian Wirt, Helge Bruelheide et al. (2024). Faktencheck Artenvielfalt – Bestandsaufnahme und Perspektiven für den Erhalt der biologischen Vielfalt in Deutschland. Oekom science

Frauke Fischer, Hilke Oberhansberg (2020). Was hat die Mücke je für uns getan? Endlich verstehen, was biologische Vielfalt für unser Leben bedeutet. Oekom-Verlag, München

Eurostat-Report (2024). Sustainable development in the European Union: monitoring report on progress towards the SDGs in an EU context – 2024 edition; abrufbar unter https://ec.europa.eu/eurostat/documents/15234730/19397895/KS-05-24-071-EN-N.pdf/730c983a-fa93-6ce2-7905-2379de04f3e9?version=1.0&t=1718611411114 (letzter Zugriff am 11.03.2025)

EU-weit einheitliche Regelung für entwaldungsfreie Lieferketten, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) v. 04.02.2025; abrufbar unter https://www.bmel.de/DE/themen/wald/waelder-weltweit/entwaldungsfreie-Lieferketten-eu-vo.html (letzter Zugriff am 11.03.2025)

UN environment programme (2023). Five drivers oft he nature crisis. Abrufbar unter https://www.unep.org/news-and-stories/story/five-drivers-nature-crisis (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Europäisches Parlament: Bedrohte Arten in Europa – Zahlen und Fakten, letzte Aktualisierung 26.02.2025. Abrufbar unter https://www.europarl.europa.eu/topics/de/article/20200519STO79424/bedrohte-arten-in-europa-zahlen-und-fakten-infografik (letzter Zugriff am 11.03.2025)

EU-Richtlinie vom Dezember 2022 zur Nachhaltigkeitsberichterstattung: DIRECTIVE (EU) 2022/2464 OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL; abrufbar unter https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2022/2464/oj (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Europäische Kommission, v. 26.02.2025. Weniger Verwaltungsaufwand: Kommission will Regeln für Nachhaltigkeit und EU-Investitionen vereinfachen. Abrufbar unter: https://germany.representation.ec.europa.eu/news/weniger-verwaltungsaufwand-kommission-will-regeln-fur-nachhaltigkeit-und-eu-investitionen-2025-02-26_de?prefLang=en (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Spektrum der Wissenschaft kompakt (2022). Kipppunkte – Umbruch im System, erschienen am 19.09.2022, Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

DFGE Institute for Energy, Ecology and Economy, ESRS E4 – Biodiversität & Ökosysteme. Abrufbar unter https://dfge.de/esrs-e4-biodiversitaet-oekosysteme/ (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Podcast: Gewinne Zukunft – Der Podcast für Sustainability-Pioniere & Profis, Folgen #20, #66, #77

Podcast 2045 by Design or Disaster: Episode 09:  Biodiversität und Aussterben mit Dr. Frauke Fischer; abrufbar unter https://designordisaster.de/2023/03/10/episode-09-biodiversitaet-und-aussterben-mit-dr-frauke-fischer/ (letzter Zugriff am 11.03.2025)

Der Beitrag Biodiversität – Warum sie auch Unternehmen betrifft erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Eingeleitet wurde der Kongress am 16.10.24 von Ministerpräsident Winfried Kretschmann, der für eine Dekarbonisierung Recycling und Circular Economy als unabdingbar hält. „Alle Abfallströme sind die Rohstoffquellen der Zukunft.“ Kretschmann nannte den großen ökologischen Rucksack, den Metalle haben (rund 30 Mio. t/Jahr). „Bauten sind ein riesiges Material- und Rohstofflager. Durch Recycling machen wir Ausgangsstoffe verfügbar, ohne lange Transportwege, das macht uns zudem unabhängiger und wettbewerbsfähig.“

Kongress-BW_Winfried-Kretschmann

Von Net Zero bis klimapositiv – und zwar bereits angepackt

Dr. Alina Amann von MVV Energie AG stellte innovative Verfahren vor – von der zweiten Flusswärmepumpe bis hin zur Pyrolyse mit CO2-negativer Bilanz mithilfe von Pflanzenkohle. Perlschnurartig und chronologisch auf einer Roadmap aufgeführt, und das transparent. Denn – wie schon beim Hackathon „Decarbonize the Planet“ am 7. September in Mannheim verdeutlicht wurde – es sollen alle mitgenommen werden. Der Dreiklang aus gesellschaftlicher Akzeptanz, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit sei das Fundament. Das Ziel der MVV-Road: bis 2035 als eines der ersten Energieunternehmen in Deutschland klimapositiv zu sein. Sportlich macht Spaß, finde ich, es bedeutet: Es geht auf wohltuende Weise vorwärts.

Alina Amann, MVV Enegie, beim Kongress BW

Den Switch eines CO2-intensiven, „langweiligen“ Produkts Zement zum ersten CO2-freien Zement erklärt Dr. Dominik von Achten von Heidelberg Materials. Rund 7 % der CO2-Emissionen weltweit stammen aus der Zementindustrie. Das Heidelberger Unternehmen will das ändern, zum einen durch ihr innovatives Net-Zero-Produkt, zum anderen durch 3D-Druckbeton wie beim Wavehouse in Heidelberg, das aus 100% recycelbaren Material mit 55% weniger CO₂-Emissionen errichtet wurde. Und natürlich geht es um Carbon Removal. Ohne CCS und CCU ist eine Klimaneutralität nicht zu schaffen, wie viele Referent:innen erklären.

Transformation zielgerichtet leiten – Leitung ist inzwischen der Kern der Witzenmann Group, wie wir dem Vortrag von Geschäftsführerin Christine Wüst entnehmen. Spezifische Leitungen und Bauteile für die Speicherung und Transport von Wasserstoff sind das Herz des Pforzheimer Unternehmens. Christine Wüst erkläre den beherzten Weg des Automobilzulieferers zu den dekarbonisierten Produkten.

THE LÄND mit dem Lösungs- statt CO2-Rucksack

Besonders spannend: Die Pitches der Start-ups.

Katrin Schuhen, Wasser 3.0, beim Kongress BW

Vor allem Dr. Katrin Schuhen von Wasser3.0gGmbH hat mich gefesselt: „Mikroplastik ist überall, im Wasser, im Essen, in der Luft. Und es gibt keine Regularien“. Längst ist nachgewiesen, dass wir Mikroplastik in Chipkarten-Größe in unserem Körper haben. Das Start-up weist Mikroplastik-Partikel mit Fluoreszenzmarkern nach, entfernt sie mit einer wartungs- und schadstofffreien Technologie, bei denen die Partikel zu Agglomeraten verklumpen, und ermöglich ein Recycling der Plastikpartikel. Am Abend stand fest: 1. Platz für die Wasser3.o gGmbH bei der Preisverleihung der Kick-Start Green Innovations.

Nicht weniger perspektivenreich die zweiten und dritten Sieger: MELT-Ing GmbH, die skalierbare Wärmespeicherplatten für den Bau herstellen, die die Wärmepumpen ergänzen und Netze entlasten. Und Ecalia, die die Energieeffizienz von Wärmepumpen und Klimaanlagen erheblich steigern. Weitere Start-ups zeigten u. a. umweltfreundliche Verackungslösungen und Lösungen zur Lebensmittelversorgung durch Vertical farming – schließlich importieren wir ca. 40 % unseres Gemüses.

Hier geht’s zu einem Artikel zu Vertical Farming: Vertical Farming zur kontinuierlichen Produktion weiterentwickelt

Digitalisierung ist in der Start-up-Landschaft beherrschendes Thema. Ob es um intelligentes Management von Energiesystemen, innovative digitale Systeme, etwa zur Senkung des Wasserverbrauchs, oder End-to-End-Ladekonzeptionen geht, eins ist klar: THE LÄND steckt voller Potenzial!

Handlungsfeld Bioökonomie, Vortrag beim Kongress BW

Technologien sind da, überzeugend und zukunftssattelfest

Interessant auch das Plenum Handlungsfeld Bioökonomie der Metropolregion Rhein-Neckar und der Technologie Region Karlsruhe, die sich das Matching von regionalen Akteuren auf die Brust geschrieben haben und die Projektanbahnung unterstützen. Beide Regionen haben sich zusammengeshclossen, um Informationen und Kommunikation zu relevanten Entwicklungen nach außen zu befördern und die Umsetzung voranzubringen. Einblicke in die Umsetzung erhielt das Publikum durch Dr. Joachim Schulze, Geschäftsführer der Bio-Consulting GmbH. Als Chemiker kenne er viele Hürden bei der Realisierung bioökonomischer Projekte und nannte auch ein paar gescheiterte Vorhaben – auch Lessions learned bringt voran. Gleichzeitig konnte er aber viele spannende, erfolgreiche Umsetzungen hervorheben, die zu enormen Reduktion ehemals CO2-intensiver chemischer Produkte führen. Eines seiner Herzensthemen, das auch viele junge Menschen beschäftigt: Die Reduktion bzw. Ersatz von Fleischprodukten. Denn 70 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche in Deutschland dient der Nutztierhaltung oder Erzeugung von Futtermitteln. Es ist bekannt: Fleisch erzeugt rund zehnmal mehr Treibhausgase als Gemüse und liefert dabei erheblich weniger Energie.

Die Aussteller auf dem Kongress zeigten angegangene sowie umgesetzte Lösungen in Hinblick auf Klimaneutralität, ob beim Bau, Wärme- oder Energiemanagement bis hin zu individuellen Produktn.

Fakt ist: Technologien sind da, überzeugend und zukunftssattelfest – „zukunftsausgerichtet“ lasse ich, es klingt nach „ja, irgendwann“, „wird mal jemand machen“. Es geht um die Umsetzung. Jetzt. Beeindruckend auf diesem Kongress: Es zählen keine Partikularinteressen, der Fokus liegt auf dem großen Ganzen: eine umwelt- und klimaschonende Welt. Ressourcenschonend und -wiederverwertend. Und: Die meisten vorhandenen Lösungen zahlen sich jetzt bereits aus, werden immer günstiger und machen uns unabhängiger von prekären Verhältnissen. Klimaschutz ist aktive Wirtschaftspolitik, wie auch Umweltministerin Thekla Walker die Rolle innovativer GreenTech Lösungen auf den Punkt brachte.

Was mir persönlich noch fehlte: mehr Ansätze zur Förderung der Biodiversität. Was aber den Rahmen diesen Themenkongresses sprengen würde. In einigen Ansätzen, vor allem denen der Start-ups, fließt der Aspekt Biodiversität mit ein. Unter dem Strich ist klar: Schaffen wir gesündere Lebensumstände, können sich auch einige Arten wieder ansiedeln – jedoch müssen wir schnell handeln, um Irreversibilität zu vermeiden (Stichwort Kippunkte). Investieren wir jetzt!

Weitere Informationen zu Kongress BW: https://www.kongress-bw.de/de

Ebenfalls interessant:

Die Stadt als Transformationsmodell / Reallabor

Vertical Farming zur kontinuierlichen Produktion weiterentwickelt

Pflanzenkohle und Agri-Photovoltaik

Mit KI zur Treibhausgasreduktion für Abwasserbetriebe

CO2 aus der Luft als Rohstoff für Chemikalien

VAUDE: Outdoor-Ausrüstung aus biobasierten Substanzen und weitere Ansätze

Recycling der Zukunft – markiertes Plastik als Kreislaufprodukt

Klima: Wissen, was ist – stablies Mindset statt Radikalismus

Der Beitrag Ressourceneffizienz und Kreislaufwirtschaft – Unser Land steckt voller Potenziale! erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Zugegeben, ich habe mich schon oft verrannt in den Medien zum Thema Klima und Umweltschutz. Widersprüchliche Aussagen führen da leicht zu Frust und Ratlosigkeit. Dabei will man ja nur Zusammenhänge verstehen, um sich eine klare Meinung bilden und auch selbst handeln zu können. Ohne nebenbei noch ein Studium absolvieren zu müssen.

Valide und prägnante Information

Aber es gibt sie: informative, wissenschaftsbasierte Quellen, übersichtlich und klar dargestellt. Informationen zu Wirkungen und Auswirkungen ist das eine. Vor allem aber zeigen sich Lösungen und Chancen – oftmals liegen sie klar auf der Hand und es braucht nur kleine Anstupser, um den Stein ins Rollen zu bringen. Wer will sich schön von seinen Kindern und Enkeln sagen lassen „Ihr hättet es ändern können. Aber ihr habt nicht gewollt.“ Dazu braucht es die Bereitschaft, etwas ändern zu wollen. Und –  für die meisten in der Chefetage die größte Herausforderung – eine Änderung des Mindset: einen Blick auf lange Sicht statt kurzfristige Budgetierung.

Hier eine kleine Auswahl, die kompaktes Übersichtswissen bietet:

• Klimafakten: Als Partner der Helmholtz Klima Initiative mit 15 wissenschaftlichen Zentren beruhen die fortlaufend aktualisierten Beiträge großenteils auf den Sachstandsberichten des Weltklimarats (IPCC): klimafakten.de; Basiswissen
• Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung: Website mit klarer Darstellung der Fakten sowie Zusammenhänge zwischen Klima und Wirtschaft: Potsdam Institut für Klimafolgenforschung
• Helmholtz-Gemeinschaft: Helmholtz KLIMA Dialog-Plattform bringt klimarelevante Forschung vor allem in den politischen Diskurs. Interessant: informative Beiträge mit der Schlagwortsuche unter Klimawissen
• Leopoldina Nationale Akademie der Wissenschaften: Als Vertreter der deutschen Wissenschaft im Ausland und Beratung für Politik und Öffentlichkeit bietet die Akademie übergreifende Informationen zu den Themen: Leopoldina: Klimaforschung und Klimawandel
• Earth League: Stellungnahmen und Key Facts zu Themen, die im Zusammenhang mit dem globlen Wandel stehen. Launch mit der United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCC) auf der aktuellen COP: 10 New Insights in Climate ChangeDetailliertere Hintergrund-Informationen lassen sich demIPCC-Report 2022 und dem UN Emissions Gap Report 2022 entnehmen (eine knappe Zusammenfassung des letzten ICPP-Berichts bietet das Umweltbundesamt).

Und besonders lebendig und einprägsam:

• Livestream Podcast 2o45 by Design or Disaster: klar verständliche, umfassende Aufklärung auf den Punkt gebracht. Mit Gastwissenchaftlern aus Ökonomie und Ökologie geht – frei vom jeglichen Eigeninteresse – um Hintergründe, Zusammenhänge und Lösungen zur Klimakrise – anregend zum Nachdenken und Handeln im Jetzt: Livestream Podcast: 2045 by Design or Disaster

• Podcast „Klimabericht“ – Der Spiegel-Podcast zur Lage des Planeten: Einzelne Themen informativ und leicht verständlich aufbereitet, meist begleitet von Wissenschaftlern und -Wissenschaftlerinnen: Klimabericht – der Spiegel Podcast

KlimaArena Sinsheim (Foto: Simone Giesler)

• Visuell und interaktiv: Ausstellungen machen Klimafakten anschaulich und stellen Zusammenhänge nachvollziehbar dar. In der Rhein-Neckar-Region z. B. bietet die interaktive Ausstellung KlimaArena ein spannendes Angebot. Sie richtet sich vor allem an Lehrkräfte, SchülerInnen und Familien mit Kindern. Auch Erwachsene profitieren von den gut präsentierten Themen-Stationen: KlimaArena Sinsheim

Die Technologie macht das schon – kann sie das allein?

Technologie und politisches sowie gesellschaftliches Handeln gehören untrennbar zusammengehören. Sich auf Anpassung zu verlassen, bedeutet nun mal das Sterben vieler Menschen und ganzer Ökosysteme. Von weitreichenden Potenzialen für Autokraten ganz zu schweigen. Die Politik muss als Rahmengeber fungieren, für Konjunktive, Wegducken oder – noch verheerender – Heuchelei ist keine Zeit mehr. Und für uns als Gesellschaft ist wichtig, uns umfassend und valide zu informieren, statt influenciert zu werden. Schließlich geht es um nicht weniger als eine lebenswerte Zukunft, der wir alle eine Stimme geben sollten. Wir alle sind in der Verantwortung. Konzerne, mittelständige und kleine Unternehmen bis hin zu Einzelpersonen müssen jetzt mit umgestalten. Mit allem, was wir können.

Beim Klimaschutz sollten aus politischer Sicht schnell umsetzbare Lösungen keine Frage für „irgendwann“, sondern sofort erfolgen, wie z. B. das Tempolimit. Es ist inzwischen jeder Person klar, dass dieser Punkt dem Absatz der deutschen Automobilindustrie nicht schadet – der Freiheitsbegriff ist hier ebenso ein Irrläufer wie der Begriff „Technologieoffenheit“. Geht es um die große Lösung, dem Ausbau erneuerbarer Energien durch Windrädern und Photovoltaik, stellt man fest: Schnell umsetztbar hat man sich – nicht allein bei den proklamierten Zahlen  – anders vorgestellt. Ein riesiger Berg an bürokratischem Papierstapeln verhindert nicht nur die Genehmigung, sondern auch den Transport von Windrädern. Bis zu 20.000 Transporte liegen unbearbeitet vor. Ein kräftiges Herbeiwinken von Bürokratieabbau und erkleichterten Prozessen durch Digitalisierung und von neutralen Gutachten, die keinen Partikularinteressen folgen.

Technologien und Projekte neben den großen Playern Wind und Sonne

Aber auch Bioenergie lässt sich als erneuerbare Energiequelle stärker nutzen. Aktuell wird z. B. nur ein Drittel des verfügbaren Tiermists als Ausgangsstoff eingesetzt. Vor allem Bioabfälle können verstärkt eingesetzt werden, z. B. aus der Lebensmittelproduktion. Derzeit machen sie nur 5 % der eingesetzten Ausgangsstoffe für die Biogasproduktion aus. Dabei wäre das ausbaubare Potenzial vor allem auch im Hinblick auf die zu reduzierende Nutztierhaltung bedeutsam.

Ein spannendes Forschungsprojekt: Im Forschungsprojekt RUN sollen regionale Nähr- und Wertstoffkreisläufe geschlossen werden, indem Bioabfälle und häusliche Abwässer wiederverwertet werden. Unter Projektkoordination des Institutes für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart werden im Verbund mit vielen weiteren Beteiligten Systemlösungen entwickelt, Umweltauswirkungen analysiert und die Akzeptanz innerhalb der Gesellschaft und Landwirtschaft im gegenseitigen Austausch untersucht. Das Ziel: In einer Nährstoffgemeinschaft zwischen Stadt und Land die wertvollen Reststoffe wiederzuverwenden und einem Kreislauf zuzuführen, statt zu verschwenden. Und zwar mit einem Mehrfachnutzen: In einer entsprechenden Recyclinganlage entstehen aus Bioabfälle und Brauchwasser Recyclingdünger, recycelbare Biopolymere (Plastikfolie) und Pflanzenkohle. Langfristig sollen so Agrarsysteme nachhaltiger und klimafreundlicher gestaltet und Ressourcen sowie Energie eingespart werden.

Man muss aber nicht immer nur großflächig denken, um Großes zu bewirken. Ein paar Beispiele: Im Gespräch mit den Gründern des Ulmer Start-up ROKO Farming konnte ich erfahren, wie man Vertical Farming neu denkt: Die beiden Brüder haben eine Pilotanlage entwickelt, die Obst- und Gemüsebauern eine kontinuierliche Ernte von Pflanzenerzeugnissen auf kleinsten Raum ermöglicht – unter Einsparung von Wasser und Dünger durch eine prozessautomatisierte Kreislaufmethode. Interessanter Nebeneffekt: Flächen um den Faktor 300 lassen sich einsparen und für die Renaturierung – statt für Monokulturen – nutzen. Dies dient sowohl der Biodiversität sowie dem Klimaschutz.

CO2 aus der Luft einfangen

Szenenwechsel – mit Blick in die Luft: Das Unternehmen Ineratec fängt CO2 aus der Luft ein, um synthethischen Kraftstoff für die Schifffahrt- und Flugzeugindustrie herzustellen. Eben dort, wo die vorhanden Lösung, Batteriemodule, sich schlecht einsetzen lassen. Allerdings hat die Technologie auch ihre Tücken, und die sind gewaltig: Der Wirkungsgrad liegt gerade mal bei 15 Prozent. Das kennzeichnet den Knackpunkt der ganzen Debatte um das Verbrennerauto, dem so einige mit dieser Technologie ein letzten Quäntchen Leben einhauchen würden. Hier ist klar: Für die Autoindustrie ist das keine Alternative. Denn es wäre kontrfaproduktiv und extrem ineffizient, die erneuerbare Energie über Umwege mit enormen Verlusten, statt gleich direkt einzusetzen werden. Hier heißt die seit vielen Jahrzehnten vorhandene Lösung Elektromobilität. Die Forschung an synthetischen Kraftstoffen für andere Einsätze könnte hingegen interessant sein. Das Besondere bei Interatec: Das Karlsruher Unternehmen hat eine einzigartige chemische Reaktortechnologie entwickelt, die als mobile Kompaktanlage überall aufstellbar ist. So kann mit Überschussstrom aus erneuerbaren Energien mit dem Power-to-Gas-Verfahren aus elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff und klimaschädlichem CO₂ hochwertiges synthetisches Erdgas erzeugt werden.

Doch wie wird der erste Schritt, das Einsaugen von CO2 aus der Luft, überhaupt möglich? Hier prescht das schweizerische Unternehmen Climeworks als Pionier voran, es ist eines unter fünf Unternehmen, die Direct Air Capture (DAC) marktfähig gemacht haben. Vorstellen kann man sich das Verfahren in punkto Funktion als eine Art „Schwamm“, nur dass es auf Fußballfeld-großen modulare Anlagen Platz findet und nicht wirklich wie ein Schwamm aussieht: Die Umgebungsluft wird über Ventilatoren angesaugt. Dabei strömt die Luft strömt durch ein hochselektives Filtermaterial, an dem die CO₂-Moleküle haften. Stark porös ist das Filtermaterial, schließlich soll eine große Oberfläche erzielt werden. Sobald der Filter gesättigt ist, wird er mithilfe erneuerbarer Energie, z. B. durch ein nahegelegenes Geothermiekraftwerk, erhitzt und das konzentrierte Kohlendioxid als reines Gas aus dem Filter abgeschieden. Der weitere Weg ist vielschichtig – wobei „Schicht“ schon eine Option beschreibt: So ist das Verpressen in tiefe Erdschichten möglich, was sich CCS, kurz für Carbon Capture and Stotage, nennt. Wie aber wäre es, das eingefangene CO2 zu nutzen – schließlich ist er ein wertvoller Rohstoff, wie es nicht nur Ineratec kennt. Auch die Bauindustrie, etwa Stahl- und Betonwerke, benötigt den Rohstoff. Dennoch muss man das Abscheiden von CO2 systemisch betrachten: Direkt aus Industrieabgasen einzufangen kann das sinnvoll sein, in Stadt und Landschaft zu installieren, wäre zu ineffizient.

Die chemische Industrie hat starkes Interesse an Carbon capture, utilization, and storage (CCUS). CO2 aus der Luft einfangen, um Rohstoffe für Chemikalien herzustellen – damit beschäftigt sich auch ein Fraunhofer-Team aus Stuttgart und Straubing. Ihnen ist es gelungen, mittels aus der Luft adsorbiertem CO₂ einen Farbstoff herzustellen. Den Artikel über den Ansatz als Kreislaufwirtschaft finden Sie hier.

Alles dreht sich um Reduzierung des CO2-Ausstoßes. Gleichzeitig muss das CO2, das bereits im Boden eingelagert ist, dort verbleiben – weshalb dem Wiedervernässen der Moore eine extrem große Bedeutung zukommt. Meine Artikel mit Informationen des Greifswald-Moor-Zentrums beschreiben die Bedeutung der Moore als Klimaschutzfaktor und wie sich renaturierte Mooren bewirtschaften lassen.

Moor Kaltenbronn, Schwarzwald ©Kay Dittner, unsplash

Zusätzlich wird bei allen CO2-Budget-Berechnungen bereits miteingepreist, dass bereits emittiertes CO2 aus der Atmosphäre entnommen wird. Über die gesamte Zeit seit der Industrialisierung ist Deutschland übrigens sechstgrößter CO2-Emittent – auch hier stehen wir in der Verantwortung. Vorreiterollen sind wichtiger denn je. Mit dem Ansatz Biokohle in Kombination mit Agroforst bietet sich eine interessante Möglichkeit, das Kohlenstoffdioxid wieder unter die Erde zu bringen, wie z. B. das Großprojekt Landwirtschaft 5.0 darlegt. Es beschreibt die Ansätze, die zusammen mit Agri-Photovoltaik riesige Potenziale bergen, wie der folgende Artikel beschreibt: Landwirtschaft 5.0: Mit Agri-Photovoltaik und Pflanzenkohle gegen die Klimakrise.

Die Rechnung zu Ende denken

Gleichzeitig mit schnell umsetzbaren Lösungen sind längerfristige Investitionen nötig, die zeitintensiver sind und deshalb jetzt forciert werden müssen. Und klar: Sie sind kostspielig. Wer glaubt, Klimaschutz und Erhaltung unseres Planeten seien günstig, liegt falsch. Jedoch nur für den Moment: Preist man aber die Folgekosten ein, die durch Nichteinhalten der Klimaziele entstehen, sieht es ganz anders aus. Hinterher-Aufräumen ist schon immer teurer gewesen. Nur: Ohne Handeln kommt man dann dem Aufräumen nicht mal mehr hinterher. Wenn ganze Landstriche überschwemmt oder verbrannt sind, der Boden vertrocknet und verarmt ist und Ökosysteme zerstört sind. Wenn Dürre und Hitze Menschenleben kosten. Das Bundeswirtschaftsministerium hat eine Studie in Auftrag gegeben, die den bevorstehenden Schaden durch die Klimakrise beziffern soll. Das Ergebnis: Bis zu 900 Mrd. Euro könnte sie uns bis 2050 kosten. Und das scheint nicht mal hochgegriffen: Seit dem Jahr 2000 haben hierzulande Schäden durch Auswirkungen der Klimakrise bereits einen Wert von 145 Mrd. Euro verursacht.

Man kennt es, das unliebsame Wort, die Kipppunkte. Pate dafür stehen eingebrochene, geschmolzene Arktis-Eisschilde. Die infolge wärmeren Wassertemperaturen beeinflussen den Jetstream. Und somit festhängende Wetterlagen mit verheerenden Auswirkungen bedeuten.

Das Erreichen der Klimaziele ist nun mal die einzige Option, die wir haben. Viele der Lösungen liegen schon lange auf dem Tisch, wie der Ausbau der erneuerbaren Energien, Transformation der industriellen Prozesse und des Bausektors, Ausbau des Schienennetzes, Transformation der Landwirtschaft – und der Gesellschaft. Manche Berufe werden verschwinden, es ergeben sich neue und spannende Aufgaben. Das Umlenken in zukunftsträchtige Aufgaben ist dringend nötig. Der Klimawandel ist nur einer der 9 planetaren Grenzen- – von denen wir welteit schon 7 überwchritten haben.

Wenn man ehrlich ist, müssten wir uns tagein, tagaus mit Lösungen und transformativen Prozessen beschäftigen, die alle durchaus ein Geschäftsmodell mit Skalierung ergeben können – statt den vielen unsinnigen und überholten Aufgaben tagtäglich nachzugehen.

Agri-Photovoltaik, ©Mariana Proença/unsplash

Vorwärtsgewandt bei Klima und Nachhaltigkeit

Es ist klar: Die Politik muss die Rahmenbedingungen schaffen. Das demokratische Wählerstimmensystem mag da als Hürde erscheinen. Ist es das? Inzwischen haben alle verstanden, dass der Klimawandel eine ernste Situation weltweit darstellt. Und gleichzeitig eine Chance für unser Wertesystem, unsere wirtschaftliche Neuausrichtung und wie wir leben wollen – auf den einzigen Planeten, den wir haben. Um dem geordnet und mit Perspektiven entgegenzutreten, braucht es zum einen eine agile Politik, die den Rahmen vorgibt, selbst wenn einiges zunächst unbequem erscheint. Zum anderen Innovation und ein neues Mindset. Die Veränderung kommt eh, Bestandsbewahrungsattitüde ist hingegen längst aus dem Rahmen gefallen.

Offen sein ist das, was wir brauchen: Es fängt beim bewussten Handeln eines Einzelnen an und geht in Gruppendynamiken über. Nutzung von ÖPN, Überdenken von Einkaufszetteln und Anfahrtswegen, Einbau von Wämepumpen und PV-Anlagen – vor allem aber uns Stimmen geben. Mit Netzwerken und Communities zusammentun, denken und handeln statt dem Gegeneinander und Populismus verfallen. Für das, was die Basis für uns alle ist: einen lebenswerten Planeten. Und das geht nur mit einer schnellen CO2-Reduktion.

Eine vorwärtsgewandte Politik mit zukunftsträchtigen Investitionen und Abbau schädlicher Subventionen ist das eine. Wir aber können unserer Stimme Ausdruck geben, mitdenken und mitgestalten. Um letztendlich innovative Ansätze umzusetzen und solche aus Forschung, Entwicklung und Institutionen zu unterstützen. Und mit den Lösungen ernstgenommen zu werden, national sowie global.

Ein schönes Beispiel einer Aktion auf kommunaler Ebene ist das Stuttgarter Klimaschutzprojekt „Klima-Fahrplan 2035“, mit dem Ziel, bis 2035 klimaneutral zu werden. Neben den großen Themen Strom-, Wärme- und Verkehrswende sowie Energiemanagement fließen auch die Sektoren Ernährung und Kreislaufwirtschaft ein. Das Besondere: Beim beteiligten Bürgerrat Klima werden per Zufall Bürger:innnen ausgewählt, auch die Gruppe der bei Wahlen sonst vernachlässigten 16- bis 17-Jährigen sind repräsentiert – insgesamt wird eine große Bandbreite abgedeckt. Als Partner und Impulsgeber sind Start-ups, Vereine und Verbände, KMUs bis zu Konzernen an der Umsetzung des Fahrplans beteiligt. Ja, richtig gelesen: auch Konzerne. Bevor der Aufschrei und die – wenn auch teils berechtigten – Anklagen kommen: Das muss der Weg sein, endlich zusammen beherzt Schritte Richtung Klimaneutralität zu gehen. Informativer Podcast dazu: Folge 16 der spannenden Reihe 2045 By Design or Distaster, dem interessenfreien Podcast über die Hintergründe, Zusammenhänge und auch Lösungen zur Klimakrise.

Lösungen, die sinnvoll und nachhaltig wirtschaftlich sind – die stabile Basis dazu bilden valide Informationen. Und wer weiß: Vielleicht entspringen dabei auch zündende neue Ideen. Kreativität steckt schließlich in unseren Genen und unterscheidet uns von jeglicher künstlichen Intelligenz, die wir dann für zeitfressende Arbeiten nutzen können, wie Datenverarbeitung, -korrelation und -auswertung, Diagnostik, Medikamentenscreening oder Prozessoptimierung. Wir sind jetzt ja solar…sorry, sensibilisiert, Erfindungen und Entwicklungen mit Leuchtkraft lassen wir nicht mehr vergilben und setzen sie beherzt um.

Titelbild: © Sorin Gheorhita / unsplash

—

Aktuelle Themen:

Mit Agrivoltaik und Pflanzenkohle gegen die Klimakrise

Landwirtschaft 5.0: Mit Agri-Photovoltaik und Pflanzenkohle gegen die Klimakrise

Was haben Moore mit dem Klima zu tun?

Klimaschutzfaktor Moore – CO2 binden statt freisetzen : CO2-Quelle wieder zur CO2-Senke rückwandeln

Moore als CO2-Speicher: renaturieren und gleichzeitig wirtschaften: Paludikultur als Hoffnungsträger fürs Klima

Moore als CO2 Speicher

Moore bewirtschaften

Vertical Farming und Renaturierung – ein halbautomatischer Zwilling

Nach oben gedacht: Vertical Farming zur kontinuierlichen Produktion

Vertical Farming Pilotanlage mit Basilikum, Fachartikel Simone Giesler

Der Beitrag Klima: Wissen, was ist – stabiles Mindset statt Populismus erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Dropbars – nein, es geht nicht um Café-Bars mit leckeren Schokodrops. Dropbar steht für Rennradlenker, schön geschwungen und mit sportlicher Note. Ist sportlich auch immer gleich super racy? Competition, competition … verbissen nach Sekunden jagen? Keineswegs. Es geht auch ganz schön bequem. Und abenteuerreich.

Grossglockner-Hochalpenstraße (Foto: Simone Giesler)

Immer häufiger betreten Räder mit Rennradlenkern und oft breitere Reifen die Weltbühne. Ihre Piloten sitzen nicht wie bei der Tour der France oder Vuelta a España super gestreckt, sondern etwas aufrechter. Achso, und klar: Wir Normalos sind auch nicht ganz so schnell und fliegengewichtig wie die Profiszene. Mit oftmals langen Fahr-Kilometern vor dem Auge bzw. Display, ist dennoch klar: Bequem muss es sein! Schließlich nach ein paar Kilometern die Nackenmuskeln nicht zu Pfeilsptzen werden oder der Rücken sogar Heimweh nach dem Bürostuhl bekommen. Vor allem, wenn die Untergründe mal etwas rauer werden oder Abstecher ins Gelände locken. Genau hier rollen sie auf den roten Teppich: Endurance Allroad-Rennräder und Gravel-Bikes.

Pures Lebensgefühl mit Rennrad- und Gravel-Bikes (Foto: Simone Giesler)

Der fette Freiheitsbegriff

Während Allroad-Bikes eher für Performance auf vielen Road-Kilometern mit gelegentlichen Schlenkern auf unebenen Untergrund stehen, haben Gravel-Bikes das Abenteuer im Gepäck. Apropos Gepäck: Durch die vielen Anschraubpunkte an Gravel-Bikes lässt sich dies sicher verstauen. Wenn gewünscht, an fast allen Ecken und Enden: Lenker-, Rahmen-, Vorbau-, Oberrohr- bis Satteltaschen machen das möglich. Carry everything-Bags werden sie genannt – sie enden nicht zuletzt in sogenannten Pouch Bags, die sogar eine Bierdose perfekt aufnehmen. Auch wenn nicht gleich die ganze Campingausstattung und der Kleiderschrank mit muss – Exploration ist hier auf jeden Fall Programm.

Aber ist das mögliche Gepäck der einzige Unterschied zu Allroad-Bikes? Oder anders gefragt: Was macht ein Allroad-, was ein Gravel-Bike aus und braucht man eigentlich für jeden Einsatzzweck ein bestimmtes Bike? Dem geht der Artikel Gravel-Bike vs. Allroad-Bike mit einigen Statements zweier Hersteller auf den Grund. Eines vorweg: Freiheit findet man auf beiden Bikes, den fetten Freiheitsbegriff kennzeichnet aber vor allem eins: die Reifenfreiheit.

Artikel GRAN FONDO Magazin: Gravel-Bike vers. Allroad-Bike

Von der Radiologie über den Mountainbike-EM-Thron ins Abenteuer: Sebastian Breuer in der Gravel-Welt

Sand, Hitze, flüssige Schokoriegel sind die ständigen Begleiter. Die wildeste Bikepacking Offroad-Challenge in Europa verläuft auf 748 km und über 15.000 hm durch die spanische Wüste Taberna. Und mittendrin: Sebastian Breuer. Nein – genauer gesagt: ganz vorne! Nach knapp 44 Stunden holt sich der Neuling in der Gravel-Rennszene prompt den Badlands-Sieg 2022, einem der renommiertesten Ultra Distance Gravel-Races überhaupt. Es geht aber noch mehr: Über 20.000 Höhenmetern auf 1.356 Kilometer. Sebastian startet 2023 auch hier, beim Atlas Mountain Race, erstmals und kommt  in nur 103 Stunden und 23 Minuten als Vierter ins Ziel.

Taberna Wüste, Spanien, Austragungsort Gravel-Rennen Badlands (Foto: Victor Martin, unsplash)

Gravel-Rennen, ehemals in USA geboren, sprießen wie Pilze aus dem Boden. Unter den Teilnehmern finden sich viele ehemalige Profi-Radsportler mit bekannten Namen wie Peter Sagan und Peter Stetina. Die Gravel-Welt hat einen größeren Freiheitsgrad, weniger knebelnde Bedingungen und – trotz Staub und Matsch – ein sauberes Image. Noch. Doch dazu im Artikel mehr.

Auch Sebastian ist nun in der Szene angekommen und bekannt. Dabei fing alles ganz anders an. Der Athlet mit Wahlheimat Bensheim hatte sich als junger Nachwuchssportler zunächst in der Straßenrennszene und der Bundesliga bewegt, bis er seinen Leistungssport auf den Mountainbike-Marathon verlagerte. Das Besondere: Er bezeichnet sich nicht als Profisportler, auch heute nicht – wie auch? Heute arbeitet er in Vollzeit beim Reifenhersteller Schwalbe, neben seinem Leistungssport. Durchgeschlagen hat er sich seit seiner Kindheit mehr oder weniger allein, mit allen Höhen und Tiefen. Und knallharten Erfahrungen im Radsport-Business, die ihm auch fast zum Verhängnis wurden. Fast – denn Sebastian hat es auf eigenem Weg geschafft, 2021 den Titel als Europameister und auch Deutschen Meister im MTB-Marathon zu ergattern. Sehr zur Verblüffung des BDR (Bund Deutscher Radsportler) …

Ich hatte die Gelegenheit, Sebastian Breuer zu interviewen. Der spannende Weg des Ex-Radiologen, MTB-Marathon-Europameisters und in Vollzeit beschäftigten Top-Athleten, der nebenbei seine Coffee-Brand vertreibt, ist hier beschrieben: Das Abenteuer ruft – Sebastian Breuer: vom Mountainbike-EM-Titel aufs Gravel-Bike.

Artikel im GRAN FONDO Magazin: das Abenteuer ruft – Sebastian Breuer: vom Mountainbike-EM-Titel aufs Gravel-Bike

Gravel-Rennen, Touren und Festivals für Ambitionierte, Genießer oder auch Neueinsteiger

Es muss ja nicht immer gleich super ambitioniert sein. Auch für Normalos gibt es Rennen, bei denen jeder und jede mitmachen können. Orbit360 ist Deutschlands erste Gravel-Serie, die dieses Jahr zum 4. Mal an den Start geht.

Gravel-Event Orbit360 (Foto: Simone Giesler)

Wie sie startete? Während viele sich im Jahr 2020 in Schockstarre befanden, wurde der Gründer Raphael Albrecht aktiv und scoutete die kreisförmig durch jedes Bundesland ziehenden einzelne Orbit-Runden. Wenn schon Gravel-Rennen durch die Corona-Beschränkungen unmöglich waren, dann doch innerhalb der Bundesländer austoben! Entstanden sind sich ständig erweiternde Gravel-Touren, die jeder Bike-Fan laden und nachfahren kann. Wer ambitioniert ist, kann sich auch als aktiver Fahrer und aktive Fahrerin melden, Punkte sammeln und in der Rangliste präsent sein.

Der Spaß steht im Vordergrund. Und das stellt Raphael mit seinem Team auch klar: Auf dem jährlich stattfindenden Festival wird zwar der Startschuss der Serie mit einigen bekannten Größen abgefeuert, sonst aber geht es um Fun, sportliche Side-Events, Filmfestival, Live-Interviews, Rave und einfach Zusammensein auf dem Outdoor-Festival.

Unsere Eindrücke, Interviewgespräch mit Raphael und Fotos kann man im Artikel: Orbit360 Gravity Bike Festival – Rennen? Nein, eine Erlebnisreise! nachlesen.

Artikel im GRAN FONDO Magazin: Orbit360 Gravity Bike Festival

Der Beitrag Freiheit pur – Abenteuer & Faszination durch Gravel- und Allroad-Bikes erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Bilder: © yurigravity.com

Zehn Kubikzentimeter große Boxen, gefüllt mit menschlichen Zellen, versorgt mit einer Nährstofflösung – in 400 Kilometer Höhe. Der deutsche Astronaut Matthias Maurer begleitet die Forschungs-Racks auf der Internationalen Raumstation ISS. Mit an Bord: über 100 Experimente, darunter 35 mit deutscher Beteiligung. So haben die Berliner Charité und Gothe-Universität Frankfurt Zellkukturen auf die ISS geschickt. Sie sollen Aufschlüsse über molekulare und zellphysiologische Details im menschlichen Immunsystem und der Muskulatur unter Mikrogravitation geben. Also nahezu ohne Einflüsse der Schwerkraft.

Yuri – genau: Der Name des Start-ups ist angelehnt an Juri Gagarin, dem ersten Menschen im All. Nicht weniger spannend lesen sich die Angebote des Unternehmens am Bodensee um die Gründer Maria Birlem, Christian, Bruderrek, Philipp Schulien und Mark Kugel: Als Weltraum-Ingenieure und Technologiemanager ermöglichen sie mit yuri kommerzielle Forschung in Schwerelosigkeit – auf Parabelflügen, Raketenflügen und der ISS.

Zahlreiche wissenschaftliche Erkenntnisse lassen sich nur gewinnen, wenn Experimente der Schwerkraft entfliehen. Und es gibt Fluchtmöglichkeiten: Falltürme, Zero-G-Parabelflüge und Forschungsraketen schalten die Schwerkraft sekunden- oder minutenweise herunter. Oft ist dies bereits ausreichend, um die Eigenschaften von biologischen Systemen oder Werkstoffmaterialien genauer zu analysieren, als es im Labor möglich ist. Für längere Experimente greift yuri auf die ISS zurück. Das 2019 gegründete Start-up hat seinen Head Quarter in Meckenbeuren, unweit von Airbus und ZF Friedrichshafen. Es ermöglicht großen wie kleinen Unternehmen und Forschungseinrichtungen Experimente in Mikrogravitation, und verspricht schneller und erschwinglicher als in bisherigen Missionen zu sein. Einige Experimente kann yuri mit dem eigens entwickelten Klinostaten dann sogar auf der Erde ausführen.

Die Weltraumforschung ist Treiber vieler Innovationen: von Stress- und Hirnforschung, Forschung zu neurodegenerativen Erkrankungen, Immunkrankheiten oder Entstehung von Tumoren bis hin zu Materialwissenschaften und Mikroelektronik. In der Biomedizin und Biotechnologie erhofft man sich, durch neue Erkenntnisse sowohl auf Gen- als auch Zellebene innovative Ansätze zu entwickeln. Das Spektrum? Nicht weniger unendlich: Es reicht von Grundlagenforschung bis hin zu individuellen, personalisierten Therapien.

Proteinforschung: Schwerkraft-freie Umgebung ermöglicht den Blick ins Detail

Viele Zellen bzw. Zellbestandteile wie Proteine sind außerhalb ihrer natürlichen Umgebung instabil. Sie zerfallen im Labor schnell und erschwert die Analyse ihrer Struktur, Funktion und den Kontakt mit anderen Zellbestandteilen. Hier kommt die Mikrogravitation ins Spiel: Dort, wo sich Schwerkraft und Zentrifugalkraft infolge der Orbitbewegung fast aufheben, sind detailgenaue Darstellungen möglich. Während auf molekularer Ebene die Expression von Genen abläuft, ist die Funktion der Genprodukte – der Proteine – durch ihre hochspezifische räumliche Struktur bestimmt. Erst wenn Proteine spezifisch gefaltet vorliegen, können sie ihre Funktion erfüllen.

Die Analyse der Proteinstruktur ist zur Klärung der Wirkweise und Zusammenhänge im biologischen System essenziell. Und ebendiese komplexe Struktur zerfällt naturbedingt schnell. Abhilfe schafft hier eine gravitationsarme Umgebung, denn hier gibt es weder Ablagerungen noch Konvektionen. Dies macht Kristallisationsexperimente möglich, wie sie auf der Erde nur schwer realisierbar sind. Die genaue Kenntnis der räumlichen Struktur hilft, Funktionen und Eigenschaften besser zu verstehen, um z. B. pharmazeutische Anwendungen zu entwickeln. Auf ihrer Reise in eine gravitationsarme Umgebung erfahren die Zellen zunächst noch einen ordentlichen Kälteschock. So bleiben sie durch Kryokonservierung unter flüssigem Stickstoff vital.

Networking losgelöst – Zellforschung ohne Schwerkraft

Networking auf Zellebene ist ein riesiges Thema. Wenn man bedenkt, welch riesiges Netzwerk unser Körper darstellt, ist das starke Interesse an den Zellverbindungen nur allzu logisch: 100 Billionen Zellen bilden als Haut- und Nervenzellen ein Gewebe oder als Körperzellen Organe. Sie fließen als Blutzellen durch Arterien, Venen und Kapillaren. Als Immunzellen jagen sie nach fremden und schädigenden Stoffen. Das alles geschieht nicht isoliert: Jede einzelne Zelle nimmt ihre Umgebung, um ihre Funktion ausführen zu können. So können unreife Zellen durch „Abtasten“ und „Ziehen“ an Oberflächen taktil erkennen, ob die Umgebung hart oder weich ist und sich in eine entsprechende Zelle, z. B. Knochenzelle, ausdifferenzieren. Durch eine genaue Kenntnis über diese Vorgänge könnte man beispielsweise spezifisch Stammzellen zum Wachstum anregen.

Eine weitere Kontaktmöglichkeit sind Zellmembran-Proteine, die Oberflächenrezeptoren. Docken an den Rezeptoren kleine Moleküle an, werden chemische Signale ins Zellinnere geleitet. Klar, Signale bleiben nicht unerkannt: Sie veranlassen die Zelle zu weiteren Aktionen, wie etwa das An- und Ausschalten von Genen. Dies ist beispielsweise für die Krebsforschung interessant.

Und was passiert beim Andockprozess des Coronavirus Sars CoV-2 an die Zelle? Genau hier sind Strukturanalysen wertvoll, u. a. zur Andockstelle des Virus-Oberflächenproteins an die Wirtszelle – mit Fokus auf die Spaltstelle. So könnte man die verschiedenen Faltungen, die das Spike-Protein kurz vor Eintritt in die Zelle durchmacht, besser darstellen – als Ansatz für eine möglichen Therapie.

Ein weiterer Aspekt liegt auf der Osteoporose-Forschung. Astronauten erfahren im Laufe ihres Weltraum-Aufenthalts einen Knochen- und Muskelabbau. Solche Missionen bieten die einzigartige Situation, die Rolle der Schwerkraft und der Belastung auf Knochen bzw. deren Abbau genau zu untersuchen. Die Weltraumtechnik ermöglicht einen Einblick in die knöcherne Mikroarchitektur. Denn schließlich ist selbst im Erwachsenenalter das Skelett ständig im Werden, es findet ein permanenter Umbau statt. Es geht also nicht um eine simple und oft hinterfragte Knochendichtemessung, sondern um Aufschluss der strukturellen Integrität auf zellulärer Ebene, die für die Festigkeit des Knochens entscheidend ist.

Die Gründer von yuri microgravity in Meckenbeuren (© yurigravity.com)

Geschwächtes Immunsystem im Weltall – als Simulationsobjekt

Ein noch immer nicht komplett gelöstes Rätsel ist das Immunsystem. Neue Zusammenhänge kann die Analyse der Blutzellen von Astronauten ans Licht bringen. Denn das Immunsystem wird unter Weltraumbedingungen geschwächt. So ist quasi ein Simulationsobjekt möglich.

Antworten auf spannende Fragen kann man so vielleicht näherkommen. Lassen die Erkenntnisse über die beeinträchtigte Immunfunktion in Schwerelosigkeit auf generelle Ursachen der Immunschwäche rückschließen? Auch in der Umweltmedizin können Immun-Testsysteme unter Mikrogravitation genutzt werden. Welche Umweltproben und -analysen haben einen schädigenden Einfluss auf das Immunsystem? Dazu lassen sich z. B. Experimente mit Miesmuschel-Zellen unter Mikrogravitation heranziehen. Mit einem entscheidenden Vorteil: Tierversuche könnten so vermieden werden, wie sie sonst bei vielen toxikologischen Untersichungen vorgenommen werden.

Biologische Systeme und neue Oberflächen

Die Schwerelosigkeit dient nicht nur der Analyse von biologischen Systemen, sondern auch als Mittel zum Zweck: Schwerelose Viren als molekularbiologische Vehikel sind stärker infektiös. So lässt sich genetisches Material in Zellen effeltiver einschleusen, die Genexpression beeinflussen und die Resultate daraufhin analysieren.

Auch biologische Oberflächen können ins Visier genommen werden. Dazu wird die Stressantwort von Bakterien untersucht, die im Weltraum hoch ist. Mithilfe speziell entwickelter antimikrobieller Kontaktkatalysatoren lassen sich Oberflächen beschichten, die gefährliche Biofilme aus Bakterien, Pilzen oder anderen Mikroben zerstören. Werden die Grenzen der zugrunde liegenden Metalltechnologie durch Forschung in Schwerelosigkeit durchbrochen, könnten sich so neuartige Anwendungen im Hygienebereich ergeben, z. B. in Krankenhäusern oder der Klimatechnik.

Living in a box – Das Labor in Schachtelgröße

Das Start-up yuri ermöglicht es Forschern, Auswirkungen der Schwerkraft-freien Umgebung auf Zellen, Werkstoffe und Pflanzen zu analysieren. Der Raum dazu? Schwindelfreie Kästchen, in Größe eines Smartphones. Unter Anleitung von yuri können so z. B. bestimmte Gewebe auf ein Gitternetz fixiert oder Zellkulturen im Miniaturformat angelegt werden. Die Forschungskammer wird mit minituarisierter Pumpe und Tanks für die Nährstoff- und Fixierlösung der Zellen angeschlossen. Für ein Experiment auf der ISS müssen im Idealfall die Astronauten die Forschungsboxen nur in eine Plattform stecken, um die Experimente automatisch ablaufen zu lassen. Was auch immer untersucht werden soll, es reist angepasst modularisiert in den Forschungsschränken auf der ISS, in Raumkapseln, in Raketen bei Suborbitalflügen oder bei Parabelfügen.

Cellbox, Forschungskästchen von yuri microgravity – bereit zum Abheben (© yurigravity.com)

Als Forscher ohne Schwerkraft dabei – von Falltürmen, Parabelflügen bis zur ISS

Als Auftragsgeber und Forscher wäre man am liebsten selbst dabei. Den Traum eines ISS-Astronauten mag man gerne weiterträumen, eine Versuchsbegleitung ist dennoch möglich: Bei Fallturm-Experimenten oder sogar auf Parabelflügen in einem 20-sekündigen Sturz auf den Boden. Das Freefall-Experiment wird dann gleich mehrmals hintereinander ausgeführt. Ohne langes Anstehen.

Sicher, viele Experimente erfordern eine deutlich längere Dauer der Mikrogravitation. Sie lässt sich mit suborbitalen Raumflügen erreichen, bei denen eine Rakete bis an die Grenzen des Weltraums in über 100 km Höhe gestartet wird und anschließend zur Erde zurückfällt. Da die Dauer mit fünf bis zehn Minuten noch immer vergleichsweise kurz ist, ermöglicht yuri den orbitalen Raumflug in der Umlaufbahn durch die ISS. Mit seiner Expertise kürzt yuri Zertifizierungsschleifen ab: Das Unternehmen stellt Versuchsaufbauten und Plattformen zur Verfügung, kümmert sich um administrative Vorgänge – und macht letztendlich Startslots frei. So soll der meist mehrere Jahre dauernde Prozess vom Kickoff bis zum Start im Idealfall auf 6 Monate verkürzt und Kosten minimiert werden.

Was auch immer erforscht werden mag – sicher wird man nicht wie einst von Juri Gagarin hören „Ich weiß nicht, wer ich bin: der erste Mensch oder der letzte Hund im Weltall“. Aber vielleicht, dass gerade die erste Entdeckung eines wertvollen Materials oder biologischen Vorgangs gemacht worden ist.

Den Fachartikel für BIOPRO Baden-Württemberg finden Sie hier: Senkrechtstart in der Schwerelosigkeit – ein Start-up ermöglicht kommerzielle Forschungsexperimente im All

(Beitrags-Startbild: © yurigravity.com)

Der Beitrag Schwerelosigkeit – Kann Forschung im Weltall die Medizin revolutionieren? erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Seit mehr als einem Jahr hat uns ein unsichtbarer Feind fest im Griff: das Virus SARS-CoV-2. Der Umgang mit der COVID-19-Pandemie hat die wissenschaftlichen, technologischen, medizinischen und wirtschaftlichen Grenzen der Menschheit erreicht.

Da die Bedeutung des Mikrobioms für unsere Gesundheit mehr und mehr akzeptiert wird, wollen wir prüfen, welches Wissen über die Zusammenhänge zwischen Mikrobiom und COVID-19 es bereits gibt und wie wir es im Kampf gegen diese schreckliche Krankheit nutzen können.

Mikrobiom und Prävention von COVID-19

Das Immunsystem hat die wichtige Aufgabe, Selbst von Nicht-Selbst zu unterscheiden. Seit Millionen von Jahren besteht eine Koevolution von Wirt und Darmmikroben. Darmmikroben sind entscheidend für die Entwicklung und Funktion unseres Immunsystems. Sie helfen dabei, den Zellen unseres Immunsystems zu „lehren“, wie sie fremde Moleküle (Antigene) erkennen und je nachdem, was wir den Darmbakterien „als Futter“ vorsetzen, produzieren sie bestimmte Stoffwechselprodukte. Diese entstandenen Metabolite regen unser Immunsystem an, Krankheitserreger anzugreifen oder Substanzen freizusetzen, die die körpereigenen Immunreaktionen verstärken. Im Allgemeinen ist sich die Forschung einig, dass eine größere mikrobielle Vielfalt (Diversität) im Darm mit einer stärkeren Immunität, einschließlich einer stärkeren antiviralen Reaktion, verbunden ist.^1,2

Falsche Ernährung, fortgeschrittenes Alter, übermäßiger Gebrauch von Antibiotika und Medikamenten, Übergewicht, Diabetes, Immunerkrankungen oder Bluthochdruck: Dies alles sind Faktoren, die nachweislich die Diversität des Darmmikrobioms verringern. Doch gerade Menschen mit solchen Faktoren oder Erkrankungen sind am anfälligsten für eine Infektion mit SARS-CoV-2.^3,4 Obwohl detailliertere Zusammenhänge zwischen dem Darmmikrobiom und der Anfälligkeit für COVID-19 noch untersucht werden müssen, lässt sich folgende Aussage bereits treffen: Eine Einflussnahme auf die Zusammensetzung des Darmmikrobioms durch gezielte Ernährung, Nahrungsergänzung oder fäkale Mikrobiota-Transplantationen (FMT) könnte potenziell lebensrettend sein und zu einer besseren Gesamtimmunität gegen COVID-19 beitragen.^4,5

Akutes Lungenversagen, fachsprachlich als „Acute Respiratory Distress Syndrome“ (ARDS) bezeichnet, ist eine schwere und oft tödlich verlaufende, entzündliche Erkrankung der Lunge, die als Folge einer Infektion mit SARS-CoV-2 auftreten kann. Es hat sich gezeigt, dass die von den Darmmikroben produzierten Metaboliten die Immunreaktionen im Lungengewebe beeinflussen. Umgekehrt beeinflussen Signalmoleküle aus der Lunge (z. B. Moleküle, die bei einer Lungenentzündung freigesetzt werden) unsere Darmmikrobiota, also die Gesamtheit der Darmbakterien. In der Literatur wird dieser bidirektionale Austausch, der über das Blut verläuft, oft als mikrobielle „Darm-Lungen-Achse“ bezeichnet.^4,6 Auch die Mikroben der oberen Atemwege – im Mund, Nase und Rachen – spielen bei der Infektion mit SARS-CoV-2 eine Rolle und können schließlich zu Koinfektionen mit anderen Erregern führen, was das Krankheitsbild weiter verkompliziert. Mikrobiom-basierte Mund- oder Nasensprays oder Mundspülungen wurden als sofortige Prävention der SARS-CoV-2-Infektion vorgeschlagen.⁷

In den nächsten Monaten werden hunderte von Millionen Menschen weltweit gegen COVID-19 geimpft werden. Obwohl sehr selten, können Impfstoffe schwerwiegende Nebenwirkungen auslösen, vor allem bei älteren Menschen und Menschen mit geschwächtem Immunsystem.⁸ Verbessert man die Immunität durch Eingreifen auf das Mikrobiom, könnte dies auch die globale Impfkampagne gegen COVID-19 positiv beeinflussen.

Mikrobiom und Krankheitsverlauf sowie Behandlung von COVID-19

Mehrere aktuelle Studien berichten über signifikante Veränderungen des Darmmikrobioms. Dabei ließen sich bei der Mehrheit der COVID-19-Patienten mit schwerem Krankheitsverlauf eine Darmdysbiose beobachten, also ein Ungleichgewicht der Darmmikroben. Die Studien wurden durch die Befunde aus der SARS-Epidemie 2003 gestützt: Auch damals konnte man bei etwa 40 % der schweren Fälle von Infektionen mit SARS-CoV-1, einem mit SARS-CoV-2 verwandten Virus, eine Darmdysbiose nachweisen.^3,9-11

Im Folgenden werden mehrere mögliche Zusammenhänge zwischen dem Darmmikrobiom und dem Verlauf von COVID-19 aufgeführt, die in naher Zukunft dringend untersucht werden müssen:

Zunächst einmal können unsere Darmbakterien direkt mit den Viren interagieren, indem sie eine virale Infektion erleichtern, eine Infektion durch Freisetzung antiviraler Wirkstoffe verhindern oder unser Immunsystem stimulieren. Allerdings kann eine übermäßige Stimulation des Immunsystems auch einen negativen Effekt haben: Wenn beispielsweise die Zellen in unserer Lunge aufgrund einer Entzündung zerstört werden, kommt es zur Freisetzung von pro-inflammatorischen Botenstoffen (Zytokinen). Wurde unser Immunsystem bereits durch eine andere Entzündung in Alarmbereitschaft versetzt, z. B. aufgrund der Darmdysbiose, kann es zu einer gefährlichen, massiven Freisetzung dieser entzündungsfördernden Botenstoffe kommen, dem sogenannten Zytokinsturm. Die meisten der Todesfälle von COVID-19-Patienten mit akutem Atemnotsyndrom oder anderem Organversagen wurden letztendlich auf den Zytokinsturm zurückgeführt. ^12-14 Daher könnte eine Anreicherung des Darmmikrobioms mit spezifischen Mikrobenstämmen oder deren Produkten, die eine entzündungshemmende Aktivität aufweisen oder induzieren, ein entscheidender Faktor bei der Behandlung schwerer COVID-19-Verläufe sein. Aktuelle und äußerst interessante Studien auf diesem Gebiet führt die Firma Kaleido Biosciences durch.

Ein Enzym namens ACE2 (Angiotensin-Converting Enzyme 2), ist der Haupteintrittsweg des SARS-CoV-2 in menschliche Zellen. ACE2-Moleküle befinden sich auf den Zellen unserer Blutgefäße, unserer Lunge und verschiedener anderer Organe, einschließlich des Darms. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Blutdrucks und haben verschiedene andere Funktionen im Körper. Die Regulation von ACE2 ist komplex und hängt von genetischen und umweltbedingten Faktoren ab. Obwohl das detaillierte Zusammenspiel zwischen ACE2 und COVID-19 noch nicht geklärt ist, wurden bei vielen COVID-19-Patienten mit schweren Verläufen erhöhte ACE2-Spiegel im Darm nachgewiesen. Es ist allgemein bekannt, dass bei Darmdysbiose und pro-inflammatorischen Zuständen der ACE2-Spiegel erhöht ist. Umgekehrt senken einige Arten von Darmbakterien den ACE2-Spiegel und auch die Menge von SARS-CoV-2 in den Stuhlproben.^4,9,15

Generell ist alles, was unser Darmmikrobiom in ein Ungleichgewicht bringt, ein potenzieller Risikofaktor für einen schlechten Verlauf von COVID-19. Neben Personen mit Vorerkrankungen und Risikofaktoren sind Patienten, die viele Medikamente einnehmen, eine besonders gefährdete Gruppe. Leider sind viele der Medikamente, die zur Standardbehandlung von COVID-19 eingesetzt werden, wie z. B. Antibiotika, Paracetamol oder Glucocorticoide, dafür bekannt, dass sie eine Darmdysbiose verursachen. ^3,12

Mikrobiom und Genesung von COVID-19

Müdigkeit, Husten, Engegefühl in der Brust, Kurzatmigkeit, Herzklopfen, Muskelschmerzen und Konzentrationsschwierigkeiten sind einige der Symptome, die bei einzelnen COVID-19-Patienten beschrieben wurden. Sie halten über Wochen oder Monate an und werden als „Long COVID“ oder „Post-COVID-Syndrom“ bezeichnet. Die Ursachen für das Post-COVID-Syndrom sind nicht bekannt, können aber auf Organschäden oder einen anhaltenden niedrigschwelligen Entzündungszustand im Körper zurückzuführen sein.¹⁶ Für Letzteres könnte die Darmmikrobiota eine wichtige Rolle spielen und mehrere Studien unterstützen diese Hypothese. Zum Beispiel zeigen viele COVID-19-Patienten gastrointestinale Symptome wie Erbrechen und Durchfall, während bei anderen dies nicht auftritt. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass eine Darmdysbiose bei COVID-19-Patienten bis zu 30 Tage nach Entlassung aus dem Krankenhaus nachweisbar ist. Die Darmdysbiose scheint auch unabhängig von einer Antibiotikatherapie während der Infektion zu sein. Dies unterstreicht die Notwendigkeit eines begrenzten Einsatzes von Antibiotika, um nicht noch mehr in das Darmmikrobiom einzugreifen – es sei denn, es liegt eine sekundäre bakterielle Infektion vor. ^3,11

Inwieweit die Darmdysbiose für eine SARS-CoV-2-Infektion bzw. einen schweren Krankheitsverlauf empfänglich macht und inwieweit sie eine Folge davon ist, ist noch nicht vollständig geklärt. Weitere Studien sollten den Zusammenhang zwischen Ernährung, Darmmikrobiota und Genesung von COVID-19 genauer untersuchen.

Daher ist es äußerst wichtig, den Zusammenhang zwischen Ernährung, Darmmikrobiota und Verlauf sowie Genesung von COVID-19 durch weitere Studie zu untersuchen und darzulegen.

Mehr Informationen zur Mikrobiom-Forschung, Kommunikation und Strategieberatung: https://microbiomepower.com

About the Author

Vladimir Jakovljevic

Vladimir got his PhD in molecular microbiology from the University of Heidelberg, Germany. He has been working as a researcher more than fifteen years, studying microorganisms. He is an author and co-author of numerous highly-cited publications and contributor to the various international and interdisciplinary projects, as scientific expert and manager. Since 2020, he is owner and founder of the Microbiome Power.

Simone Giesler

Simone holds a degree in biology. After working as researcher in a biotech company and in press and public relations at Heidelberg University Hospital, she set up her own business as freelance editor and author.

Referenzen zum Artikel

¹ Negi, S., Das, D. K., Pahari, S., Nadeem, S. & Agrewala, J. N. Potential Role of Gut Microbiota in Induction and Regulation of Innate Immune Memory. Front. Immunol. 10, (2019).
² Segal, J. P. et al. The gut microbiome: an under-recognised contributor to the COVID-19 pandemic? Ther. Adv. Gastroenterol. 13, 1756284820974914 (2020).
³ Villapol, S. Gastrointestinal symptoms associated with COVID-19: impact on the gut microbiome. Transl. Res. 226, 57–69 (2020).
⁴ Spagnolello, O. et al. Targeting Microbiome: An Alternative Strategy for Fighting SARS-CoV-2 Infection. Chemotherapy 1–9 (2021) doi:10.1159/000515344.
⁵ Din, A. U. et al. SARS-CoV-2 microbiome dysbiosis linked disorders and possible probiotics role. Biomed. Pharmacother. 133, 110947 (2021).
⁶ Khatiwada, S. & Subedi, A. Lung microbiome and coronavirus disease 2019 (COVID-19): Possible link and implications. Hum. Microbiome J. 17, 100073 (2020).
⁷ Bao, L. et al. Oral Microbiome and SARS-CoV-2: Beware of Lung Co-infection. Front. Microbiol. 11, 1840 (2020).
⁸ Torjesen, I. Covid-19: Norway investigates 23 deaths in frail elderly patients after vaccination. BMJ 372, n149 (2021).
⁹ Zuo, T. et al. Alterations in Gut Microbiota of Patients With COVID-19 During Time of Hospitalization. Gastroenterology 159, 944–955.e8 (2020).
¹⁰ Zuo, T. et al. Depicting SARS-CoV-2 faecal viral activity in association with gut microbiota composition in patients with COVID-19. Gut 70, 276–284 (2021).
¹¹ Yeoh, Y. K. et al. Gut microbiota composition reflects disease severity and dysfunctional immune responses in patients with COVID-19. Gut 70, 698–706 (2021).
¹² Donati Zeppa, S., Agostini, D., Piccoli, G., Stocchi, V. & Sestili, P. Gut Microbiota Status in COVID-19: An Unrecognized Player? Front. Cell. Infect. Microbiol. 10, 576551 (2020).
¹³ Hojyo, S. et al. How COVID-19 induces cytokine storm with high mortality. Inflamm. Regen. 40, 37 (2020).
¹⁴ Han, H. et al. Profiling serum cytokines in COVID-19 patients reveals IL-6 and IL-10 are disease severity predictors. Emerg. Microbes Infect. 9, 1123–1130 (2020).
¹⁵ Oz, M. & Lorke, D. E. Multifunctional angiotensin converting enzyme 2, the SARS-CoV-2 entry receptor, and critical appraisal of its role in acute lung injury. Biomed. Pharmacother. 136, 111193 (2021).
¹⁶ Raveendran, A. V., Jayadevan, R. & Sashidharan, S. Long COVID: An overview. Diabetes Metab. Syndr. Clin. Res. Rev. 15, 869–875 (2021).

Foto: ©vrx123/stock.adobe.com

Der Beitrag Wie kann das Mikrobiom bei COVID-19 helfen? erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Sprengkraft hat er, der auf den Dynamiterfinder und Chemiker Alfred Nobel zurückgehende Nobelpreis. Und das auch in diesem Jahr, wie in der Kategorie Chemie: Seit der Entdeckung der Genschere CRISPR/Cas9 im Jahr 2012 gibt es eine Flut an wissenschaftlichen Veröffentlichungen und Diskussionen. Die beiden Entdeckerinnen Emmanuelle Charpentier, derzeit Leiterin der Max-Planck-Forschungsstelle für die Wissenschaft der Pathogene in Berlin, und Jennifer Doudna, Professorin an der University of California in Berkeley, haben mit der CRISPR/Cas9-Methode ein neues Feld in der Biotechnologie und Gentechnik geschaffen. Mit dieser Methode lässt sich das Erbgut aller Lebewesen schneller und gezielter verändern als je zuvor.

Woher kommt das Werkzeug CRISPR/Cas9 ?

Ursprünglich stammt das CRISPR/Cas-System aus Bakterien: Es dient ihnen als natürlichen Mechanismus, mit dem sie sich vor schädlichen Viren schützen. Dazu spalten die bakteriellen Cas-Proteine die eingedrungene Virus-DNA in kleine Fragmente auf. Diese werden dann in einem bestimmten Abschnitt im Bakterien-Erbgut aus kurzen, sich wiederholenden DNA-Sequenzen eingefügt – wie eine neue Buchreihe im (haptischen) Bücherregal. Man nennt diesen Abschnitt CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats). Werden die Bakterien erneut von diesen Viren befallen, werden die CRISPR-Abschnitte in RNA umgeschrieben. Diese inspiziert dann die Viren-DNA: Ist die Virus-DNA mit dem gespeicherten Abschnitt identisch, wird sie durch die Cas-Proteine zerschnitten – und dem Virus der Garaus gemacht.

Erst die Entdeckung des vollständigen Systems verschaffte den Wissenschaftlerinnen Doudna und Charpentier den Durchbruch. Somit konnten sie die „Genschere“ konstruieren, bestehend aus der DNA-Sequenz, einer RNA für das Erkennen der Fremd-DNA, und dem Schneide-Enzyms Cas.

CRISPR/Cas9 – das Tool

Doch was genau macht das System? Es handelt sich hierbei um ein präzises Schneide-Instrument, das punktuelle Veränderungen der DNA ermöglicht.

Das Genome Editing-Verfahren läuft in drei Schritten ab:

1. Detektivarbeit: Der CRISPR-Abschnitt erkennt das jeweilige Ziel, d. h. eine bestimmte DNA-Sequenz im gewünschten Gen. Damit genau die Stelle gefunden wird, bei der eine Änderung durchgeführt werden soll, wird eine passende „Sonde“ aus RNA-Abschnitten konstruiert. Sie entspricht der DNA-Abfolge der gewünschten Zielsequenz. Hat die Sonde die Zielsequenz gefunden, dockt sie dort an.
2. Der Cut: An dem CRISPR-Abschnitt ist ein Protein, Cas9, gekoppelt. Es schneidet den DNA-Doppelstrang exakt an der angedockten Stelle, der gewünschten Zielsequenz.
3. Reparatur und Modifikation: Die zelleigenen Reparatursysteme verknüpfen den durchtrennten DNA-Strang wieder. In diesem Schritt können einzelne DNA-Bausteine entfernt oder modifiziert werden. Zudem lassen sich auch kurze DNA-Sequenzen neu einbauen. So lässt sich das Gen ausschalten oder die DNA anschließend „umschreiben“, also eine gezielte Änderung in der Basenabfolge einführen.

Das Verfahren funktioniert grundsätzlich bei allen Organismen.

Möglichkeiten für die Pflanzenzüchtung

Verglichen mit anderen Genome Editing-Verfahren lässt sich die CRISPR/Cas-Methode viel schneller, einfacher und kostengünstiger durchführen. Zudem funktioniert sie präziser, unbeabsichtigte Schnitte im DNA-Strang außerhalb der Zielregion sind seltener.

Bei der klassischen Gentechnik, wie sie in der Pflanzenzüchtung angewandt wird, ist es hingegen vom Zufall abhängig, an welcher Stelle im Genom das neue, zusätzliche Gen integriert wird. Der ungezielte Einbau des Fremdgens an irgendeiner Stelle kann somit die Gen-Funktionen beeinträchtigen. Deshalb sind für gentechnisch veränderte (gv-)Pflanzen in den meisten Ländern aufwändige Zulassungsverfahren vorgeschrieben. Die Hersteller müssen vor der Markteinführung die Sicherheit ihrer Produkte nachweisen. Eine solche Zulassung für gv-Pflanzen benötigt viel Zeit und verschlingt enorme Kosten, sodass solche Entwicklungen meist nur Großkonzerne ermöglichen können.

In der molekularen Pflanzenzüchtung ist das Verfahren dann sicher und zielführend, wenn nur diejenigen Pflanzen verwendet werden, die genau die gewünschte Mutation tragen. Es werden bereits Experimente durchgeführt, etwa um bestimmte Pflanzen resistent gegen Viren zu machen oder auch Gluten-arme Weizensorten herstellen zu können. Auch könnten sich Pestizide einsparen lassen und ein höherer Ertrag erzielen lassen. Die meisten Studien kommen aus China, gefolgt von den USA. Während in den USA bereits einige Freisetzungsversuche mit CRISPR-Pflanzen im Gange oder geplant sind, ist das Vorgehen in Europa streng reguliert.

Medizinische Grundlagenforschung durch CRISPR/Cas9: Perspektiven

Bedeutsam ist die Methode vor allem für die medizinische Grundlagenforschung. So könnten bestimmte Genfunktionen, die bisher nicht klar verstanden sind, aufgeklärt werden. Weil die Methode so spezifisch ist und man bis dato wenige bis keine gefährlichen Veränderungen entdeckt hat, wurden vielfache Versuche mit gesunden Spenderzellen vorgenommen. Das Ziel ist klar: Für spezielle Therapien könnte man bald auch in klinische Studien starten. Bereits letztes Jahr war es soweit: Bei einer Patientin mit Sichelzellanämie wurde die weltweit erste unternehmensfinanzierte Therapie mit der Genschere CRISPR an einem Menschen durchgeführt. Dazu wurden der Patientin Milliarden von Blutstammzellen aus dem Knochenmark entnommen und im Labor mit der CRISPR/Cas-Methode genetisch verändert. Anschließend erhielt die Patientin eine Chemotherapie, um im Körper das Knochenmark mit dem Gendefekt zu eliminieren. Einige Zeit danach wurden die im Labor genveränderten Zellen zurück in den Körper der Patientin geleitet.

Auch in der Diagnostik kann die Methode zukünftig eingesetzt werden, z. B. als Schnelltest für Virusnachweis wie etwa das neue Coronavirus. Dabei kann der CRISPR-basierte Test durch Austausch der „Suchschablone“ in der CRISPR-Sequenz schnell an den jeweiligen Virus angepasst werden. Wann der entwickelte SARS-CoV2-Test offiziell zugelassen und ausreichend verfügbar sein wird, ist aktuell noch offen (Nature Biology, 2020).

Welche Gefahren gibt es?

Bei all den aussichtsreichen Perspektiven ist das Verfahren jedoch umstritten, da bereits eine geringe Fehlerrate fatale Folgen haben kann, wie etwa unkontrolliertes Zellwachstum. Auch können durch eine gezielte Veränderung von Keimzellen mit CRISPR-Cas eingebrachte Mutationen an Nachkommen weitergegeben werden. Potenziell auftretende Fehler können so für immer im Erbgut gespeichert sein. Auch werden ethische Fragen aufgeworfen. Denn es muss unterschieden werden, ob das Werkzeug eine bahnbrechende Methode zur Behandlung einer schweren Krankheit darstellt oder als „Designer-Update“ missbraucht werden kann. In China gab es im November 2018 einen ersten Fall, bei dem ein Wissenschaftler in das Genom von zwei Babys noch im Embryonenstadium eingegriffen hatte, um sie vor einer möglichen HIV-Infektion zu schützen (Nature-Artikel, 2020). Zuvor gab es zwar bereits Experimente mit Embryonen, jedoch nicht mit lebenden, die dann ausgetragen wurden. Wenn solch eine Manipulation in Keimzellen oder im sehr frühen Embryo-Stadium erfolgt, wird sie auch an die folgenden Generationen weitergegeben. Es ist ein Eingriff in die Keimbahn – und somit ein Überschreiten ethischer Grenzen. Dieser Eingriff ist international verurteilt worden.

Zur Regulierung ist zum Beispiel auch das WHO-Expertengremium gefordert, wie auch das Bundesinstitut für Risikobewertung und viele weitere Gremien. Denn wie bei vielen anderen hochtechnologischen Errungenschaften ist es wichtig, den Nutzen klar herauszustellen und Risiken auszuschließen sowie Missbrauch zu verhindern.

Passend zum Thema: CRISPR/Cas auf dem Europäischen Gerichtshof

Der Beitrag Nobelpreis für Entdeckerinnen der Genschere CRISPR/Cas9 – Was ist das überhaupt? erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Bild (Virtual-Reality-Technologie): ©HLRS

Die Biotechnologie ist eine multidisziplinäre Wissenschaft, die Naturwissenschaften mit Ingenieurswissenschaften, wie Verfahrenstechnik und Materialwissenschaften, verbindet. Und das, seit man sie zu mehr als nur Bierbrauen nutzt. Seit Mitte des 20. Jahrhunderts hat die moderne Biotechnologie gentechnische und molekularbiologische Erkenntnisse und Methoden im Portfolio. Die Errungenschaften daraus? Nichts, worüber wir uns Gedanken machen, sie begleiten uns unmerklich jeden Tag: Grundchemikalien, Pflanzensorten, Diagnosemethoden, Biosensoren und pharmazeutische Wirkstoffe. Ist der Anwendungsbereich Medizin, spricht man von Roter Biotechnologie. Und dieser Bereich ist brandaktuell, mit einer prekären Lizenz.

Dem Infektionsgeschehen auf der Spur – 007 allein reicht nicht

Überall werden verschiedenste Methoden angewandt, um dem neuen Coronavirus aufzulauern und COVID-19 zu bekämpfen. Mr. Bond, übernehmen Sie. Angefangen von Stammbaumanalysen, die Aufschluss über Aufkommen und Verbreitung von SARS-CoV-2 geben und anhand von Sequenzdaten Mutationen aufdecken, über strukturelle Darstellung der Virusandockflächen bis hin zur Entwicklung von möglichen Medikamenten und Impfstoffen. All dem liegen Daten zugrunde. Riesige Datenmengen. Und hier kommt eine neue Wissenschaft ins Spiel: Data Science und Computer Aided Drug Design (CADD), Errungenschaften werden auch In-Silico-Innovationen genannt. Denn die Lizenz zum Töten ist das eine. Doch selbst Bond wird an seine Grenzen kommen, sobald er seine Feinde errechnen muss. Aufgrund dieser rasanten Zunahme von semi- und unstrukturierten Daten verschwimmen die Grenzen der Biotechnologie-Industrie und IT zusehends.

Beim Infektionsgeschehen durch das neue Coronavirus-Pandemie ist die Analyse der komplexen Vorgänge des Entfaltungsprozesses bei Eindringen in die Wirtszelle ein Brennpunkt. Die detailgenaue Darstellung der einzelnen Strukturen, z. B. durch Kryoelektronenmikroskopie in Verbindung mit bildgebenden Technologien, erzeugen riesige Datenmenge. Diese können als Grundlagen für verschiedene Modellrechnungen zu Schlüsselstrukturen dienen. So können passgenaue Strukturmodelle als Medikamentendesign entwickelt werden, ob es um die Blockade der Erreger-Eintrittsstelle oder von Enzymen und weiteren Co-Faktoren geht.

In der aktuellen Corona-Pandemie kann Data Science mit Big Data und Smart Data, Simulationen und Hochleistungsrechnen (High Performance Computing) nicht nur auf Molekülebene helfen, sondern auch bei der Erkennung von Infektionsmuster. Welche Möglichkeiten sich hier bieten, ist im Artikel „Mit Höchstleistungsrechnen und Data Analytics gegen das Coronavirus“ über das Technologieberatungs-Unternehmen SICOS BW beschrieben. Ziel des Dienstleisters ist, KMUs, Instituten und Softwareherstellern den Zugang zu Höchstleistungsrechnen und Data Analytics zu erleichtern. Durch seinen universitären Partner, dem Höchstleistungsrechenzentrum Stuttgart (HLRS), stellt das Unternehmen Analytics-Kompetenz und Infrastruktur zur Verfügung. Unter Nutzung von HAWK, dem Flaggschiff unter den Supercomputern des HLRS und Europas schnellsten Rechner mit 26 Petaflops. Er ermöglicht in Verbindung mit anderen Plattformen für Hochleistungsdatenanalyse und künstlicher Intelligenz die Unterstützung neuartiger Arbeitsabläufe, Simulation, Datenerzeugung sowie -analyse und kombiniert dies mit Deep Learning.

Hawk Supercomputer, Data Science (©HLRS)

Treffsicherheit erhöhen

In den letzten Jahren hat eine geringere Anzahl neuer chemischer Wirkstoffe bei der Medikamentenentwicklung zu wachsender Besorgnis geführt. Die Gründe? Zum einen kann dies an hinkender finanzieller Unterstützung bei der Grundlagenforschung liegen. Zum anderen auch daran, dass die angewandten Wissenschaften mit den Fortschritten der Grundlagenwissenschaften nicht immer Schritt halten können. Gerade hier ist der Einsatz alternativer Instrumente erforderlich, um schneller, sicherer und kostengünstiger Antworten zur Wirksamkeit und Sicherheit von Arzneimitteln und Therapien zu erhalten. Computer Aided Drug Design und Data Analytics sind solche Werkzeuge, die in allen Phasen der Arzneimittelentwicklung, von der präklinischen Entdeckung bis zur späten klinischen Entwicklung, entscheidend unterstützen können. Gerade die umfassende Datenanalyse ermöglicht es, nur ein potentes Leitmoleküls spezifisch und schnell auszuwählen und so die späten klinischen Misserfolge zu verhindern. Zudem lassen sich dadurch die Kosten erheblich reduzieren.

Das ist auch ein wichtiger Aspekt für die Personalisierte Medizin. Viele generalisierte Therapien, wie z. B. allgemein verfügbare Krebstherapien, können noch immer bei vielen Patienten nicht greifen und sind oft nicht zielgerichtet. Zudem verschlingen sie viel Geld. Durch Data Analytics und KI kann die Diagnostik viel genauer und die Therapie entsprechend treffsicherer werden. Ärzte, die mühevoll einzelne Bilddaten auswerten, werden durch automatisierte Systeme unterstützt, z. B. um die für die Krebsimmuntherapie relevanten Rezeptoren genauer zu identifizieren. Künftig können hier künstlich intelligente Systeme unterstützen, die mit jedem analysierten Röntgen-, MRT- oder CT-Bild mehr Informationen erhalten, Muster erkennen und Verknüpfungen herstellen. Somit kann die Fehlinterpretation bei der Diagnose durch die Masse an genauen Daten gesenkt und die jeweilige anschließende Behandlung zielgenauer werden. Systeme aus Künstlicher Intelligenz können zudem Gesundheitsdaten nach Auffälligkeiten und Korrelationen durchsuchen.

Schlüsseltechnologien aus der Informationstechnologie ermöglichen vieles. Die Revolution der Diagnostik hat durch die immer schnellere und kostengünstigere Analyse des menschlichen Erbguts schon lange begonnen. Hat die Entschlüsselung des ersten Genoms um die Jahrtausendwende noch 15 Jahre gedauert und mehr als drei Milliarden Dollar verschlungen, dauert das Verfahren heute rund einen Tag und kostet ein paar Tausend Euro. Entscheidend ist, welche Chancen man nutzt und wie schnell. Sag niemals nie, wäre Mr. Bonds Antwort.

Passend zum Thema:

Artikel über CureVac, das mit seinem SARS-CoV-2 Impfstoffkandidaten am 17. Juni in die klinische Phase 1 gestartet ist:
CureVac als Pionier der mRNA-Technologie – Was steckt hinter dem neuartigen COVID-19-Impfstoff?

Welche Möglichkeiten liegen in Künstlicher Intelligenz (KI) und Big Data versteckt und welche Hürden gibt es?
Innovationsmanagement in Life Sciences – Inova DE liefert Einblicke

Mit Höchstleistungsrechnen und Data Analytics gegen das Coronavirus

Schwerelosigkeit – Kann Forschung im Weltall die Medizin revolutionieren?

Medizintechnik-Innovationen und Personalisierte Medizin

Der Beitrag Data Science in Medizin und Biotechnologie erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Um Coronaviren dauerhaft bekämpfen zu können, richtet sich der Fokus vor allem auf Impfungen. Doch wie verläuft die Virus-Reise und was passiert dabei mit unserem Immunsystem, sowohl bei Infektion als auch Impfung?

Viren sind nicht selbstständig lebensfähig und haben keinen Stoffwechsel. Um sich zu vermehren, müssen sie die Wirtszelle entern und für ihre Zwecke umfunktionieren. Damit wir den schädlichen Viren nicht länger als Wirt dienen, müssen wir sie bekämpfen – am effektivsten mit Impfungen. Da Viren weder einen Energiestoffwechsel betreiben noch Hüllmembranen aufbauen, sind Antibiotika keine Waffe. Doch wo liegen dann die Angriffsstellen?

Viren: Einfach, aber – aus ihrer Sicht – genial

Viren bestehen im Grunde nur aus einer eingekapselten Ladung Erbgut. Was in ihrem Erbgut festgeschrieben ist? Im Prinzip ihre Bauanleitung, um sich in vielfachen Kopien zusammenzubauen: Zum einen lassen sie in der Zelle von der Maschinerie des Wirts ihr genetisches Material vervielfältigen. Coronaviren bringen dafür sogar das benötigte Enzym (Polymerase) selbst mit. Weiterhin enthält das Virusgenom die Bauanleitung für die Kapsel: So wird in der Wirtszelle auch die Proteinkapsel hergestellt, die das Virus-Erbgut schützend umgibt. Hüllenlose Viren, die nur diese Kapsel und keine weitere Hülle besitzen, sind für den Menschen weniger gefährlich, da sie aufgrund der fehlenden Hülle weniger mutieren und keine Tarntricks haben.

Umhüllte Viren, zu denen Coronaviren gehören, umgeben ihre Viruskapsel durch eine zusätzliche Membran. Sie besteht aus einer Doppellipidmembran, in die Proteine eingelagert sind. Um sich die Bauanleitung dafür zu sparen, klauen sich die Viren diese Hülle vom Wirt, indem sie einfach durch die Zellmembran von innen nach außen hindurchknospen und dabei ein Stück davon um sich wickeln. Dazu lagern sie noch eigene Proteine ein, die sie zuvor ebenfalls von der Wirtszelle im Zellinnern herstellen ließen. Umgekehrt betrachtet, können die Viren leicht in die Zelle eindringen, denn ihre Hülle kann einfach wieder mit der Zellmembran verschmelzen und so die erbgutgefüllte Kapsel in den Innenraum freisetzen. Warum ist die Kenntnis darüber so wichtig? Weil es ein entscheidender Angriffspunkt ist, um die Virus-Reise zu beenden:

• Äußere Barriere durch Händewaschen: Seifenmoleküle, bestehend aus einem wasser- und einem fettliebenden Teil, brechen die Fetthülle des Coronavirus auf. Ohne Schutzhülle kann sich das Virus nicht mehr vermehren.
• Das detailgenaue Wissen über die Andockstelle des Virus in die menschliche Zelle ist der Ansatz für die Entwicklung von Impfstoffen und antiviralen Mitteln.
  Mehr Hintergrund-Informationen: CureVac als Pionier der mRNA-Technologie – Was steckt hinter dem neuartigen COVID-19-Impfstoff?

Wie befällt das Coronavirus die Zelle?

Doch wie dringt das Virus in unseren Körper ein? Die Haut ist eine geschlossene Barriere. Und auch durch Nahrunsgmittel verspeist lässt die Magensäure dem Virus keine Chance. Günstiges Einfallstor sind daher Nase, Mund oder Augen, wodurch das Virus schnell in Zellen des Rachenbereichs eindringen kann.

Die Zacken des neuen Coronavirus (SARS-CoV-2) sind Virusproteine, die in die Lipidmembran eingelagert sind und zusätzlich Zuckerreste tragen. Sie mögen vielleicht an eine Krone erinnern, woher es auch seinen Namen hat, letztendlich krönen diese Virus-Andockprotein aber in einer Geheimwaffe: Getarnt als Protein, das üblicherweise an Zellen zur Signalübertragung andockt, passen sie wie ein Schlüssel zum Schlüsselloch an Zellrezeptoren und binden mit einem Teil daran.

Das Virus kann die Zellen nur befallen, wenn der Aufbau der Bindungsstelle genau passt: Sie besteht auf viraler Seite aus diesem Virus-Andockprotein, Spike-Protein genannt, auf Wirtszell-Seite aus Rezeptoren, die in die Zellmembran eingelagert sind. Nicht alle Körperzellen tragen die gleichen Rezeptoren. Bei den Coronaviren beispielsweise ist das virale Andock-Protein so gebaut, dass es an den zellulären ACE2-Rezeptor andocken kann. Diese befinden sich vor allem auf menschlichen Atemwegs- und Lungenzellen, aber auch auf anderen Zellen und Organen (wie Darm-, Herzmuskel-, Nieren- und Immunzellen). Vor dem Anheften legt das Spike-Protein seine Gestalt in einer bestimmten Form frei, um sich so in eine für den Zellrezeptor passende Form bringen^{1, 2}. Hot Spot: Denn genau hier liegt ein bedeutender Angriffspunkt, auf den sich Wissenschaftler – von Modellierern, Biotechnologen, Medizinern bis zu Simulationstechnikern – stürzen, um wirksame Therapien zu ermöglichen.

Sobald die Virus-Proteinhülle mit der Zellmembran verschmilzt, dringt das Virus in die Zelle ein und entlässt dort sein genetisches Material, im Fall des neuen Coronavirus: RNA. Wie fiese Computerviren schreibt es das zelleigene Bauprogramm um und verwandelt die Wirtszelle in eine Virenfabrik. Es entstehen somit viele identische Viruskopien, bis die Zelle Selbstmord beginnt, zerfällt und so die ausgeschwärmten Viren weitere Zellen infizieren.

Es ist üblich, dass sich Viren mit der Zeit verändern. Sie müssen ihr Genom ständig kopieren, um sich zu vermehren. Und dabei können sich Fehler einschleichen, die oft aber keine Auswirkung haben. Coronaviren können die Reparaturmechanismen des Wirtszellkerns nicht benutzen. Coronaviren haben dafür aber eine Lösung parat: Sie besitzen aber auf ihrer RNA dafür eigene Korrekturlese-Enzyme, die verhindern, dass sich bestimmte Mutationen anhäufen.
Es gibt aber auch Mutationen, die dem Virus einen Vorteil bieten. Denn sein einziges Ziel ist die Vermehrung. Anfang Juni entdeckten Forscher des Scripps Research Instituts aus Florida (The D614G mutation in the SARS-CoV-2 spike protein reduces S1 shedding and increases infectivity; 11.06.2020) eine Mutation, D614G genannt. Sie trat erstmals in Europa auf. Die Variante D614G hat das Virus, das erstmals in China aufgetreten war, aufgrund der höheren Viruslast ansteckender, aber nicht stärker kank gemacht. Der Grund dafür ist die deutlich größere Dichte an funktionierenden Spike-Proteinen, die so die Körperzellen leichter befallen können. Diese Variante hat so schnell die Ursprungsvariante dominiert, dass sie als Wildtyp gilt.

Inzwischen hat man drei weitere Mutanten, die britische, südafrikanische und brasilianische Variante, entdeckt. Aktuelle Studien werden in Kürze genaue Daten zu Ansteckung und Immugenität, also die Eigenschaft der Immunantwort (ob durch natürliche Infektion oder Impfung) liefern.

Wie reagiert unser Immunsystem?

Unser Immunsystem hat das grundlegende Potenzial, zwischen „selbst“ und „nicht selbst“ zu unterscheiden und macht fremde Moleküle und Zellen unschädlich bzw. entfernt sie. Auch ist es in der Lage, entartete Zellen zu erkennen. All dieses erkannte Material wird Antigen (Ag) genannt.

Bei so vielen Angriffen ist verständlich, dass die Abwehrmechanismen in unserem Organismus vielfältig aufgestellt sind. Dabei sind sie eng miteinander verflochten.

Erste Barriere

Als erste Barriere dient eine Reinigungs-Armada. Von unserer Haut mit dem Säureschutzmantel, über Schleimsekret produzierende Schleimhäute bis hin zu Flimmerhärchen zum besseren Abtransport sind viele Fraktionen an vorderster Verteidigungsfront aufgestellt.
Einige dieser Abwehrfunktionen haben bereist aktive Immunfunktionen:

• Äußere Hautzellen produzieren antimikrobielle Substanzen (große Eiweißmoleküle), Talg- und Schweißdrüsen bilden Milch- und Fettsäuren, die Mikroben hemmen. In der Haut befinden sich auch bereits Zellen des Immunsystems (Mastzellen, Lymphyzyten).
• Schleimhäute der Atemwege, des Magen-Darm-Trakts sowie Urogenitaltrakts: Sie alle enthalten antimikrobielle Substanzen (u.a. Lysozyme, IgA-Antikörper).

Hat es ein Erreger geschafft, diese erste Barriere zu durchbrechen, treten zwei miteinander verflochtene Immunantworten in Aktion, die angeborene sowie die erworbene Abwehr:

Unspezifische (angeborene) Abwehr

Es kann direkt loslegen, da dieses Form der Abwehr ohne früheren Kontakt mit dem Erreger wirksam arbeitet (d. h. kein immunologisches Gedächtnis benötigt). Es erkennt unspezifisch großflächig verteilte Antigen-Moleküle. An der unspezifischen Abwehr sind vorrangig Leukozyten (weiße Blutkörperchen) beteiligt, die sich in viele weitere Blutzellen untergruppieren und im Blut, in Schleimhäuten, Gewebe und Lymphknoten befinden:

• Fresszellen: Bei einer Infektion werden Fresszellen aktiviert, sie erkennen z. B. die Oberflächenproteine der Viren als körperfremd und machen das Virus unschädlich. Es gibt mehrere Arten:
  • Neutrophile Granulozyten: Sie liegen im Blut und Gewebe vor und machen den Großteil der Leukozyten aus. Während einer entzündlichen Reaktion (z. B. durch Infektion) werden sie durch bestimmte Signale und Moleküle der Blutgefäßwand alarmiert. Sie haben gleich drei Waffen:
    Zum einen umschließen sie den Erreger, der dann durch bestimmte Enzyme und Moleküle verdaut wird (Lysozyme, reaktive O2-Verbindungen etc.). Außerdem geben ihre Granula-Vesikel Substanzen in die Umgebung ab und töten dadurch den Eindringling, ohne ihn umarmen zu müssen. Und schließlich können Neutrophile bestimmte Strukturen („Neutrophile Extracellular Traps“) bilden, die die Erreger binden und dadurch unschädlich machen.
  • Monozyten: Sie befinden sich als Vorläuferzellen im Blut. Werden sie durch einen (Makrophagenkolonie-stimulierenden) Faktor aktiviert, werden sie zu Makrophagen:
  • Makrophagen: zerstören Organismen, die in der Zelle vorliegen. Sie bilden Zytokine, also spezielle Eiweiße, die als Botenstoffe die Abwehrreaktion des Körpers steuern. Sie aktivieren auch weitere Immunzellen.
    Einige Zytokine lösen Fieber aus und machen vielen Eindringlingen aufgrund der höheren Körpertemperatur hier bereits den Garaus. Die erhöhte Temperatur beschleunigt Stoffwechselprozesse, Immunzellen können effektiver arbeiten. Andere Zytokine, wie Interferone, mobilisieren neutrophile Granulozyten. Neutrophile Granulozyten nehmen daraufhin zu, binden die Erreger mittels Rezeptoren auf ihrer Zelloberfläche und bauen sie ab.
• Natürliche Killerzellen: Neben Fresszellen rücken Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) auf den Plan. Sie können auf verschiedenen Wegen abnormale Zellen wie Tumor- oder virusinfizierte Zellen mit ihren spezifischen Rezeptoren erkennen und abtöten. Die befallene Zelle wird also zum Selbstmord angeregt.

Spezifische (erworbene) Abwehr

Damit diese Form der Abwehr in Gang kommt, muss das Antigen zuvor worden präsentiert sein. Es braucht also Zeit, um sich nach der ersten Begegnung mit einem Eindringling zu entwickeln.

Hierbei wirken zwei verschiedenen Zellpopulationen mit unterschiedlichen Aufgaben:

• T-Lymphozyten (T-Zellen; T steht für Thymus: nach der Bildung im Knochenmark differnzieren die T-Zellen in der Thymus-Drüse aus, bevor sie im Blut weiter reifen): Sie prüfen die Membranzusammensetzung der Körperzellen auf Veränderungen, töten als T-Killerzellen virenbefallene Zellen ab und bilden T-Gedächtniszellen aus. Außerdem unterstützten sie als T-Helferzellen die weitere Immunzell-Population bei ihrer Reifung: die B-Lymphozyten. Es wird deutlich: Das Immunsystem ist eng miteinander verflochten.
• B-Lymphozyten (B-Zellen; B steht für bone marrow, ursprünglich für bursa) stellen spezifische Antikörper her. Auch B-Lymphozyten bilden einen Klon aus Gedächtniszellen.

Die Antikörper-vermittelte Immunabwehr (humorale Abwehr)

Diese Art der Abwehr richtet sich gegen Erreger, die frei im Blut oder in der Lymphflüssigkeit vorliegen. Sie ist eine Antikörper-vermittelte Abwehr und wird auf zwei Arten in Gang gesetzt:

Zum einen kann ein Antigen (körperfremdes Molekül) direkt B-Zellen aktivieren. Dadurch werden Antikörper-produzierende Zellen und in der Folge Antikörper gebildet. Die Antikörper binden körperfremde Moleküle oder Zellen und kennzeichnen sie zum Abbau durch Fresszellen.

Häufiger ist der andere Weg: Ein Antigen wird zunächst von einem Makrophagen oder einer B-Zelle aufgenommen und in Bruchstücke zerlegt. Die Bruchstücke werden an Oberflächenproteine gebunden und so dem lymphatischen System präsentiert. Und hier findet die Zusammenarbeit dieser Antigen-präsentierenden Zelle mit T-Zellen statt: T-Zellen mit dem passenden Antigen-Rezeptor für die Oberflächenproteine (sog. T-Zell Rezeptor, in Wechselwirkung mit CD4 und CD8) werden zur Teilung angeregt. Eine der beiden T-Helferzell-Fraktionen (TH2) aktivieren wiederum B-Zellen, die sich teilen und zu Antikörper-bildenden Zellen differenzieren. Die frei zirkulierenden Antikörper binden das Antigen und markieren es für die Zerstörung durch andere Immunzellen. Bei diesen Schritten sind Zytokine (Interferone) beteiligt. Einige der B-Zellen entwickeln sich zu Gedächtniszellen. Ist kein Antigen mehr da, nimmt die Produktion neuer Antikörper ab.

Die zellvermittelte Immunabwehr

Sie richtet sich gegen körpereigene Zellen, in die Erreger eingedrungen sind. Auch wenn sich die Eindringliche verstecken wollen, haben die Wirtszellen einen genialen Mechanismus zum Schneiden der Eindringlinge (durch Enzyme) und Vorzeigen von Bruchstücken entwickelt. Die Bruchstücke werden von bestimmten Zellmembranrezeptoren (CD8-Rezeptoren) nach außen präsentiert. Sogenannte Killer-T-Zellen berühren sie und tasten den gesamten Rezeptor ab und spüren so das gebundene körperfremde Bruchstück auf. Dann machen sie von ihrer Lizenz zum Töten Gebrauch: Sie lösen sie den Zelltod dieser Wirtszelle aus. T-Helferzellen (TH1, mit CD4-Rezeptor) schlagen mit löslichen Botenstoffen (Zytokinen) Alarm, wodurch weitere Immunzellen angelockt werden. Damit das im Rahmen bleibt und es zu keinen überschießende Angriffen auf intakte Körperzellen kommt, wirken hier regulatorische T-Zellen als Entspannungscoach. Diese sind auch wichtig, um Eigenes als eigen und nicht als fremd zu tolerieren.

Zusammen mit der Steuerung der Antikörpern-Antwort ist die zellüläre Immunreaktion ein bedeutsamer Teil im Immunsystem. Es geht also auch bei der Impfstoffwirkung nicht allein um direkte Antikörper-Bildung.

Die Stärke der verschiedenen Reaktionen hängt immer vom stimulierenden Antigen, von der Art der präsentierenden Zelle, und von weiteren, zum Teil noch unbekannten Faktoren ab.

Es wird deutlich: Das Immunsystem ist eng miteinander verknüpft. Für eine erfolgreiche Therapie bzw. Prophylaxe wünscht man sich deshalb das komplette Programm, um den Erregern wie in einer natürlichen Infektion von allen Seiten und mit allen Waffen entgegentreten zu können. Der große Traum aller Impfstoffentwickler.

Neutralisierende Antikörper als Therapie

Antikörper können eine extrem präzise Waffe darstellen, denn diese maßgeschneiderten Peptidmoleküle lagern sich hochspezifisch und gezielt an bestimmten Strukturen auf der Oberfläche von Erreger an. Nach einer Infektion mit SARS-CoV-2 bildet, wie beschrieben, das Immunsystem verschiedene B-Zelllinien. Sie alle haben sich spezifische Merkmale von Teilen eines viralen Oberflächenproteins „gemerkt“. Die Zelllinien werden zu Antikörperfabriken, sie setzen also massenhaft passende Antikörper für dieses eine Oberflächenmerkmal frei.
Gewinnt man Blutplasma genesener Covid-19-Patienten, kann dies hunderte Antikörper enthalten, die sich jeweils leicht unterscheiden. Im Fokus stehen dabei neutralisierende Antikörper. Zum einen sollen neutralisierende Antikörper gebildet werden, die direkt an ein Viruspartikel binden und verhindern, dass dieses Viruspartikel eine Zelle effektiv infiziert. Dies kann auf verschiedenen Weisen erfolgen: Neutralisierende Antikörper blockieren zum Beispiel die Bindung des Viruspartikels an ein Zelloberflächenprotein (Rezeptor) oder die Fähigkeit des Virus, mit der Zellmembran zu verschmelzen. Auch können sie den Abbau der Viruspartikel fördern. Der Effekt ist immer der gleiche: Das Virus wird daran gehindert, eine Zelle zu befallen.

Und was passiert im Körper bei Infektion mit SARS-CoV-2?

Das immunologische Gemetzel im ersten Stadium wird als Husten, Halsschmerzen, Schnupfen wahrgenommen, meist begleitet von Fieber. Die oberen Atemwege betreffen den Hals und auch die Nase. Ein Studie, publiziert in der Fachzeitschrift „The Cell“, zeigt, dass die Dichte des ACE2-Rezeptors entlang der Strecke von den oberen zu den unteren Atemwegen abnimmt. In der Studie waren in den Zellen der Nasenschleimhaut mehr dieser Andockstellen vorhanden als in den Zellen des Rachens und der Bronchien.

Zunächst wird eine unspezifische Immunantwort in Gang gesetzt und die Expression von Zytokinen erhöht. Gleichzeitig werden Virus-Proteinstücke auf der Zelloberfläche von Antigen-präsentierenden Zellen den Zellen des spezifischen Immunsystems präsentiert: Es kommt zu einer spezifischen Immunreaktion gegen das Virus, mit Bildung von T-Zellen und Antikörper-produzierenden B-Zellen.

Viren, die im ersten Schritt den Fresszellen entkommen, breiten sich weiter aus und wandern in die unteren Atemwege. Das Immunsystem läuft dann auf Hochtouren:  Manche Enzyme verursachen im Körper steigendes Fieber, andere aber zerstören neben den Viren auch die Zellen der Lunge. In den meisten Fällen kommt unser Immunsystem mit der Infektion klar. Ist das Immunsystem jedoch geschwächt, kann es überreagieren: Es versucht verzweifelt, die infizierten Zellen zu entfernen und greift auch andere Zellen an. Die Lungen sind dann nicht mehr fähig, genug Sauerstoff aufzunehmen, Lungenbläschen sind verdickt und verstopft. In diesem Stadium müssen Ärzte über eine Sonde Sauerstoff zuführen.

Auch wenn Viren definitionsgemäß nur eine Grenze zwischen lebendem Organismus und toter Materie darstellen, versuchen sie geradezu, uns Grenzen aufzuzeigen. Dennoch ist die Forschung rasant: Immunologische Zusammenhänge werden aufgeklärt, Angriffspunkte im Infektionsgeschehen entdeckt, Impfstoffe und Möglichkeiten zu Therapien unter Höchstgeschwindigkeit entwickelt. Es müssen sich ja nicht immer nur Viren weiterentwickeln.

Passend zum Thema:

Impfung und Immunisierung bei COVID-19

Coronavirus-Impfstoffe: Welche Kandidaten sind besonders aussichtsreich?

CureVac als Pionier der mRNA-Technologie – Was steckt hinter dem neuartigen COVID-19-Impfstoff?

Mit Höchstleistungsrechnen und Data Analytics gegen das Coronavirus

¹ Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation, Science  13 Mar 2020
² Coronaviren: Von Erkältungskrankheiten zu COVID-19, Deutsches Primatenzentrum, Leibniz-Institut

Der Beitrag Coronaviren enttarnt – unser Immunsystem als Inspektor erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.

Hinaus in die Welt, wo die Jagd nach Bestzeiten, top Performance und knallharte Wettkampfatmosphäre ganz schnell verpuffen – in eine Fahrt ins Ungewisse. Aber garantiert mit Lächeln in den Gesichtern. Es ist die Geschichte eines Rennradfahrers, der seine Rennmaschine gegen ein Gravel-Bike getauscht hat. Emotionen kunstvoll verpackt in einem sehenswerten Kurzfilm.

Bilder: © ADLIPS Productions

Es geht nicht immer nur um die Puste. Wenn reine Zahlen und Leistungs-Business im Vordergrund stehen, wird selbst der größten Leidenschaft irgendwann der Sog genommen. Das hat auch Marc Maurer erfahren, der sich vor einigen Jahren vom Rennradzirkus verabschiedet hat und seitdem in der Welt unterwegs ist. Zunächst noch als Backpacker, per Flugzeug, Bus und pedes, aber bald langweilte ihn das. Und erweckte seine Leidenschaft neu: das Radfahren. Das Objekt der Begierde wurde keine Hightech-Maschine, sondern ein Gravel-Bike, das sich mit ein paar Packtaschen, Ladestation und drei Flaschen ausstatten ließ. Als stabiler Begleiter, um seinen Abenteuergeist frei ausleben zu könnte.

Für Marc gibt es keine Grenzen, egal ob es schneit, stürmt, regnet, neblig ist, die Indoor-Rolle ist nichts für ihn. „Einfach draußen sein und radfahren.“ (Foto: Paul Masukowitz paul-masukowitz.de)

„Wenn ich mit einer Rennrad-Gruppe unterwegs war, hat keiner gegrinst, nur ernste Mienen. Das ist einfach nicht meine Welt.“
(Marc Maurer; Kurzfilm Adlips Productions)

„Ich liebe es, den Elementen ausgesetzt zu sein. Sport zu treiben, neue Kulturen zu entdecken, zu reisen, Fahrradfahren bedeutet für mich Glück.“ (Foto: Paul Masukowitz)

Die erste Route? Startpunkt Köln, Ziel Istanbul, dazwischen ein paar gesteckte Nadeln für die geistige Richtschnur – alles andere würde sich schon ergeben.

Es ergaben sich 6.000 Km, 40.000 Höhenmeter, 54 Tage im Sattel – und haufenweise Emotionen auf der Strecke durch 16 Länder. Denn Marc warf spontan das Flugticker in die Tonne und nahm auch die Rückstrecke mal eben mit dem Bike unter die Pedale – auf einer neuen Route. Nadeln lassen sich umstecken.

Es blieb nicht bei diesem ersten Trip, Marc ist seitdem rund um den Globus unterwegs. Es gibt auch zwei Dokumentarfilme über die Touren, A Journey Beyond I und A Journey Beyond II. Bei all dem geht es Marc aber nicht darum, möglichst viele Ziele abzuklappern oder Superlativen zu jagen. Es geht ihm einzig um den Moment, das tiefe Erleben. Marc liebt es, den Elementen ausgesetzt zu sein. Nebel, Schnee, Regen – so what? Die Landschaften, verschiedenen Kulturen, die Gastfreundschaft und das Bewegen in der freien Natur – all das ist für ihn Freiheit pur. Und größtes Glück empfindet er beim Anblick in die lachenden Gesichter oder auch bei den Teestunden mit Grenzpolizisten.

Er ist schlank unterwegs – alles, was er braucht, sind Zelt, Kocher, Schlafsack und Isomatte. (Foto: Paul Masukowitz)

So minimalistisch seine Ausstattung, so intensiv ist das Erleben. Emotionen, die selbst in einem nur wenige Minuten dauernden Kurzstreifen von wenigen Minuten  rüberkommen.

Die Bilder des Kurzclips berühren auf breiter Front. Man braucht keine ausufernden Beschreibungen, um das nachzuvollziehen, was Marc empfindet. Es sind nur knapp 4 Minuten, diese aber so intensiv, dass all die Gefühle von Marc direkt überschwappen. Wer dabei einfach nur strahlenden Sonnenschein und grüne Wiesen in einer „Traum“-Kulisse erwartet, wird hier eines Besseren belehrt und erfährt schnell andere Werte, tiefe Werte. Und Elemente, denen Marc sich gerne auf seinen Touren aussetzt. Die Sequenzen, das eingefangene Licht, die Musik – die Filmproduzenten spiegeln dieses tiefe Glücksempfinden von innen perfekt wider.
Vier Minuten zurücklehnen, eintauchen und genießen. Feel deep happyness.

Der Link zum Film: https://vimeo.com/412994001

Credits

Production: ADLIPS Productions

Rider: Marc Maurer

Producer: Tim Magduschewski

Directing dp: Daniel Hacker

Camera assistant: Marcel Burgmann

Sound: Martin Spyra

Edit: Daniel Hacker

Stills: Paul Masukowitz

Der Abenteuer-Freigeist

Marc Maurer, 39, reiste bereits während seines Geographie- und Indo-Chinesisch-Studiums (in Köln) durch fast alle Staaten Asiens und entdeckte dadurch seine große Leidenschaft für das Reisen. Und verband es bald mit Radfahren.

Marc Maurer (Foto: Paul Masukowitz)

Der Beitrag Kurzfilm: Der Junge muss von der Strasse – Berührung auf breiter Front erschien zuerst auf Redaktion Text Idee.