Jan 2018 hastuUNI Heft Nr. 76 0

Kleine Schritte hin zu einer besseren Welt

Der »Wissenschaftscampus Pflanzenbasierte Bioökonomie Halle« leistet einen wichtigen Beitrag für eine sichere und nachhaltige Zukunft im Bereich der Ökologie und Wirtschaft. Unter dem Motto »Forschung vom Molekül zur Gesellschaft« sucht die Einrichtung nach drängenden Antworten auf Fragen einer wachsenden Weltbevölkerung und knapper werdenden Ressourcen – die hastuzeit gibt Einblick in das wissenschaftliche Geschehen.

Foto: Fiona Hruschka

Der Wissenschaftscampus verbindet Expertisen aus dem Bereich der Pflanzen-, Agrar-, Sozial-, und Wirtschaftswissenschaften, um eine innovative Forschung zu ermöglichen. Zu den Gründungsmitgliedern zählen die Naturwissenschaftliche Fakultät I und II der MLU sowie die vier regional angehörigen Leibniz-Institute für Agrarentwicklung in Transformationsökonomien, Pflanzenbiochemie, als auch Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung. Zu den assoziierten Mitgliedern, welche mithilfe enger Zusammenarbeit in den Forschungsprozess integriert sind, gehören unter anderem das Institut für Wirtschaftsforschung Halle, das interdisziplinäre Zentrum für Nutzpflanzenforschung der MLU und das Agrochemische Institut Piesteritz e. V.

Das übergeordnete Ziel dieser Kooperation ist es, ein Zentrum für pflanzenbasierte Bioökonomie aufzubauen. Doch was bedeutet das eigentlich, und wieso ist es so wichtig Pflanzen in den Vordergrund zu stellen.

Pflanzen als Rohstoff

Sie waren maßgeblich an der Entstehung menschlichen Lebens auf der Erde beteiligt und haben uns während des gesamten Evolutionsprozesses begleitet und geprägt – somit stellen Pflanzen die Basis für die Existenz des Menschen auf diesem Planeten dar. Sie liefern nicht nur den Sauerstoff in der Erdatmosphäre, sondern besitzen viele weitere existentielle Eigenschaften, die das komplexe Dasein des Menschen ermöglichen. Eine davon ist die Funktion als Energie- und Stofflieferant – die älteste dieser Formen wäre die Wärmeerzeugung durch Verbrennung von Biomasse. Auch als Anbau von Nahrungs- und Futtermitteln sind sie unumgänglich. Man darf zudem nicht vergessen, dass Pflanzen für die heutigen fossilen Brennstoffe verantwortlich waren. Für die Chemie-, Pharma-, und Kosmetikindustrie bieten sie grundlegende chemische Rohstoffe.

Doch die Anbauflächen sind begrenzt und weltweit immer höherer Konkurrenz ausgesetzt. Die Agrarindustrie löst durch den Feldanbau und die Ernte eine Kette von Reaktionen aus, die zu einer Verseuchung des Grundwassers mit Nitrat und Glyphosat führt. Die Weiterverarbeitung von Biomasse geht mit einer hohen Energiebelastung und einer klimaschädigenden Gasabgabe einher. Hier zeigt sich ein weltweiter Kreislauf, welcher ein Risiko für den Menschen und sein zukünftiges Leben auf diesem Planeten darstellt.

Konzeptionelle Organisation

Zu Beginn der wissenschaftlichen Tätigkeit formulierte eine Arbeitsgruppe des Bioökonomierates 2010 die übergeordneten Ziele des Wissenschaftscampus: Eine Pflanzenproduktion zu generieren, die auch noch in 40 Jahren eine geschätzte Weltbevölkerung von 9 Milliarden Menschen ernähren würde sowie die Nutzung von natürlichen Ressourcen nachhaltiger gestalten und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen minimieren würde.

Für die Umsetzung dieser Ziele verfolgt der Wissenschaftscampus Halle ein Konzept, welches drei Ebenen der Forschung und der Beurteilung von Innovationen folgt. Die Mikroebene umfasst beispielweise die Untersuchung von pflanzlichen Genen, Proteinen und Metaboliten sowie die Mechanismen pflanzlicher Produktion. Die Makroebene der Untersuchung hingegen soll einen Überblick schaffen, welche bisherigen Innovationen in der pflanzenbasierten Bioökonomie wirkliches Entwicklungspotential besitzen und welche Auswirkungen sie auf die Gesellschaft und Wirtschaft haben.

Es gibt zudem eine weitere Dimension, die Mesoebene. Diese umschließt interne Verbundprojekte, welche Erkenntnisse für die Optimierung im Anbau, der Produktion und der Gewinnung von Pflanzen liefern sollen.

Wissenschaftliche Praxis

Foto: Fiona Hruschka

Die erste Förderperiode des Zusammenschlusses reichte von 2011 bis 2015 und umfasste sowohl fünf Verbundprojekte, als auch eine Nachwuchsgruppe.

Eines der Projekte dieser Förderperiode trägt den Namen »Optimierung der Effizienz der Biomassebildung von Kulturpflanzen – Optionen und Strategien«. Die Arbeitsgruppe entstand auf Basis der Zusammenarbeit von Dr. J. Müller, den Leibniz-Instituten für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, sowie der Arbeitsgruppe für Bioinformatik rund um Prof. Dr. F. Schreiber. Auch hier wurde ein hochaktuelles Thema von der Erdöl- zu einer biobasierten Industrie aufgegriffen. Es basiert auf der »Nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030« der Bundesregierung. Geforscht wurde an der Nutzpflanze Gerste, wobei ihre ersten beiden Entwicklungsstadien (also Vorblüte-Phase und Haupt-Kornfüllungsphase) in den Blick genommen wurden. Ziel hierbei ist es, mithilfe eines systembiologischen Modellierungsansatzes Determinanten zu erfassen, welche eine höhere Speicherleistung der photosynthetischen Energie innerhalb der Pflanze ermöglichen und somit die Wachstumsrate und schließlich den Ertrag steigern. Ebenfalls untersucht wurden Produktionskapazitäten und metabolische Netzwerke. Die erforschte Methode lässt sich auch auf andere Nutzpflanzen anwenden.

Die Förderperiode stellte außerdem ein Projekt, welches den derzeitigen Klimawandel und seine Auswirkungen auf den deutschen Agrarsektor sowie die landwirtschaftspolitischen Maßnahmen untersuchte. Es trägt den Namen »Pflanzenbasierte Innovationen und Klimawandel – Einschätzung und Bewertung risikobedingter unternehmerischer Anpassungsprozesse sowie ihrer Wirkungen auf den Märkten«.

Die zweite und aktuelle Förderperiode reicht vom Jahr 2016 bis 2018. Hier werden derzeit sieben Projekte vom Wissenschaftscampus Halle gefördert und eine weitere Nachwuchsgruppe.

Eines dieser Projekte, mit dem Namen »Ethik und Ökonomie moderner Agrarmythen« in Kooperation von Prof. Dr. Ingo Pies, Dr. Stefan Hiescher und PD Dr. Vladislav Valentinov, folgt einer sozialwissenschaftlichen Untersuchungsmethode. Dabei werden aktuelle vorausgegangene gesellschaftliche Diskurse aus Tageszeitungen in Print und online untersucht und ausgewertet. Außerdem werden Leitfadeninterviews mit wichtigen Personen aus den Bereichen Politik, Agrarwesen, Wissenschaft und Medien durchgeführt, um moralische Ansichten über die Führung von Landwirtschaft in Deutschland herauszufiltern und auf verbreiteten Aberglaube, als auch Mythen zu untersuchen. Die Auswertung erfolgt, da diese Mythen für eine korrekte und wissenschaftlich nachhaltige Umsetzung von Innovations-Konzepten hinderlich ist.

Ein weiteres Projekt, von Dr. Jochen Kumlehn und Prof. Dr. Holger. B. Deising nennt sich »Pathogen resistance achieved by plant-induced silencing of fungicide target genes (PARASIT)« und beschäftigt sich mit Pflanzenschutz. Dabei wird die Pflanze – in dieser wissenschaftlichen Untersuchung wurde Mais verwendet – mit Transgenen ausgestattet, welche den Befall von pathogenen Pilzen abschwächen. Durch dieses Verfahren kann die Nutzpflanze ungestört wachsen und für spätere Zwecke eingesetzt werden.

Mithilfe des visionären Arbeitens und dem interdisziplinärem Austausch verschiedener Wissenschaftsbereiche bietet der »Wissenschaftscampus Pflanzenbasierte Bioökonomie Halle« vielversprechende Projekte, welche den Nerv der Zeit treffen. Damit folgen sie einem Paradigmenwechsel, der bereits vor einigen Jahren zu einem Umdenken in der Energie- und Umweltpolitik Deutschlands geführt hat.

Über Fiona Hruschka

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Erstellt: 28.01. 2018 | Bearbeitet: 28.01. 2018 16:26