Aktuelle Veranstaltungen

Kaum vier Jahre ist es her, als es der Firma Amsilk gelang, biotechnisch hergestellte Spinnenseide zu Fasern zu verarbeiten. Im November 2016 präsentierte das Martinsrieder Unternehmen gemeinsam mit Adidas den weltweit ersten Sportschuh aus den neuartigen „Biosteel-Fasern“. Eine ähnlich steile Karriere wie der Spinnenseide könnte der Florfliegenseide bevorstehen, an der Amsilk gemeinsam mit Forschern vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam-Golm seit geraumer Zeit arbeitet.

Stabile und biegesteife Faser

Diesmal sind es die mechanischen Eigenschaften der Ei-Stiele der Florfliege, welche das Team versucht biotechnologisch als Faser nachzubilden. Das Besondere: der Ei-Stiel besteht aus einem Proteinsekret, das von den Insekten auf den Blättern abgesondert, in die Länge gezogen und an der Luft ausgehärtet wird. Auf der Spitze dieses stabilen seidenen Stabes lagern die Florfliegen ihre Eier, um sie vor Fressfeinden zu schützen. Dabei sind die Eierstiele nur etwa 15 Mikrometer dick und können ohne Probleme das Gewicht der Eier halten. „Die Florfliegenseide ist äußerst biegesteif und stabil. Diese Besonderheiten möchten wir auf Fasern aus Florfliegenseide übertragen. Bisher war es jedoch nicht möglich, derartige Seidenproteine in ausreichender Menge und Reinheit herzustellen“, erklärt Biotechnologe Martin Schmidt vom Fraunhofer IAP in Potsdam-Golm.

Bakterien stellen Seidenprotein her

Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes, das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert wird, sind die Potsdamer Forscher und Amsilk dabei, die Seidenproteine der Fliege mithilfe von Bakterien biotechnologisch im großen Maßstab herzustellen. Die Vorarbeiten hierfür leistet das Team um Thomas Scheibel vom Lehrstuhl Biomaterialien der Universität Bayreuth. Es konstruierte einen genetischen Bauplan, der Bakterien befähigt, das Seidenprotein zu produzieren. Dieses Herstellungsverfahren wurde von den Potsdamer Wissenschaftlern so optimiert, dass dieses Seidenprotein nun kostengünstig in großen Mengen hergestellt werden kann. Dabei wurde das Fraunhofer-Team bei molekularbiologischen Arbeiten von den Seidenspinnen-Experten der Firma Amsik unterstützt.

IAP zeigt Florseidenfasern auf der Grünen Woche

„Während die von uns verwendete Biosteel-Faser nach dem Vorbild der Spinnenseide eher weich und flexibel ist, ist Florfliegenseide sehr biegesteif. Diese spezielle Eigenschaft macht sie für die Medizintechnik, aber auch als Verstärkungsfaser für den Leichtbau, also beispielsweise für Autos, Flugzeuge oder Schiffe, interessant“, sagt der wissenschaftliche Geschäftsführer von Amsilk, Lin Römer. Eine erste Materialprobe der neuartigen Biofaser präsentiert das Fraunhofer-Forscherteam übrigens auf der diesjährigen Grünen Woche in Berlin.

bb

Sie sehen vor, bis 2050 die Vision einer kohlenstoffarmen, ressourceneffizienten Bioökonomie zu realisieren. Der Kohlenstoff-Footprint soll bis dahin um 80% reduziert werden, die Wertschöpfung um 50% steigen.

Derzeit investiere die europäische Papierindustrie 3-3,5 Mrd. Euro pro Jahr. Die Investitionen für den Ausbau von Entkarbonisierungstechnologien in Europa und die Entwicklung neuer biotechnologischer Produkte würden bis 2050 weitere 44 Mrd. € und damit 40% mehr als das heutige Niveau erfordern, erklärte Slyvain Lhôte, Generaldirektor des Verbandes.       

The road map outlines ways to reduce greenhouse gas emissions. The Confederation of European Paper Industries (CEPI) has a vision of leading Europe's bioeconomy transition towards 2050 by cutting its carbon footprint by 80% while creating more than 50% more added value.

Currently, the European paper industry is investing 3-3.5 billion euros annually. Investments for the development of decarbonization technologies in Europe and the development of new biotechnological products would require a further €44 billion, which is 40% more than today's level, by 2050, explained Slyvain Lhôte, director general of the association.

Nachhaltig Leben und Wirtschaften – was lange nur ein heeres Ziel von Umweltorganisationen war, ist inzwischen immer mehr auf die gesellschaftliche Agenda gerückt. Erst vor kurzem hat die Bundesregierung die neue „Deutsche Nachhaltigkeitsstrategie“ vorgelegt, seit 2012 wird eine Nationale Politikstrategie Bioökonomie verfolgt. Diese Rahmenbedingungen verändern auch den Blickwinkel der Unternehmen – allen voran der Landwirtschaft, die hierzulande zu den größten Akteuren einer Wirtschaft zählt, wenn es um die Nutzung biologischer Ressourcen wie Pflanzen und Tiere geht. So nutzen Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Organisationen die weltgrößte Agrarmesse als Bühne, um biobasierte und ressourcenschonende Produkte und Technologien vorzustellen. Insgesamt 1.500 Aussteller aus 65 Ländern präsentieren sich noch bis zum 29. Januar auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin. Das Messeprogramm wird dabei von fast 300 Fachveranstaltungen flankiert.

Bioplastik aus dem 3D-Drucker

Ein Podium für die Bioökonomie ist seit Langem die nature.tec in Halle 4.2. Hier hat auch der Bioökonomierat, das Beratungsgremium der Bundesregierung zur Bioökonomie, seit Jahren seinen festen Platz. Die Experten wollen vor allem zeigen, dass die Bioökonomie nichts Abstraktes ist, sondern inzwischen vielfach zum Alltag gehört. In diesem Jahr präsentierten sie Rohstoffe und biobasierte Produkte in einer begehbaren Stadtwohnung. So konnten die Besucher anhand beispielhaft ausgewählter biologischer Rohstoffe wie Algen, Kaffee, Zucker und Wasser nachvollziehen, wie diese in unterschiedliche Art und Weite zur Produktion von Alltagsprodukten genutzt werden. Neben der Algenfassade als alternative Energiequelle sowie einem Design-Fahrrad aus Holz war der 3D-Drucker ein besonderer Publikumsmagnet. Die Besucher der Ausstellung konnten hier erleben, wie aus dem biobasierten Kunststoff PLA Schicht für Schicht ein neues recycelbares Produkte aus Bioplastik entsteht.

Für Vegetarier und Veganer ist die Sojabohne seit langem eine Alternative zu eiweißhaltigen Tierprodukten. Ob als frische Kost oder verarbeitet zu Sojamilch und Tofu – die Jahrtausende alte Nutzpflanze hat inzwischen ihren festen Platz im Supermarkt gefunden. Doch bis heute ist die aus Ostasien stammende Hülsenfrucht hierzulande ein Nischenprodukt auf dem Acker. Das Gros der Sojapflanzen aus Deutschland wird zu Tierfutter verarbeitet. Sojaexperte Martin Miersch ist überzeugt: „Wenn wir über nachhaltige Welternährung sprechen, dürfen wir Sojapflanzen nicht nur an die Tiere verfüttern.“ Der Agraringenieur hat es sich zur Lebensaufgabe gemacht, der Sojabohne in Deutschland „ein Gesicht“ zu geben und hierzulande Biolandwirte für den Anbau zu gewinnen. Nicht zuletzt vor diesem Hintergrund hat der Entwicklungsleiter beim Sojahersteller Taifun ein Züchtungsvorhaben der besonderen Art aufgesetzt, in dem Unternehmensexperten, Pflanzenforscher und Bürger Hand in Hand zusammenarbeiten: das „1000-Gärten-Projekt“.

Schon als Jugendlicher überraschte der Wolfsburger seine Eltern mit der Begeisterung für den heimischen Garten und nahm beim Schülerpraktikum gezielt Landwirtschaftsbetriebe ins Visier. „Der Ökolandbau kam gerade auf. Bücher von John Seymour haben mich fasziniert und inspiriert“, erinnert sich Miersch. Doch als Sohn eines Ingenieurs, der beim Automobilkonzern Volkswagen gearbeitet hat, fühlte  er sich zunächst der Familientradition verpflichtet und studierte vier Semester Physik in Braunschweig, bevor er sich der „alten wahren Liebe, der Landwirtschaft“, wie er sagt, zuwandte. Nach einer zweijährigen Ausbildung zum Landwirt auf Biobetrieben studierte Miersch schließlich Anfang der 90er Jahre vier Jahre  Agrarwissenschaften an der Universität Kiel.

Faszination des Unbekannten

Seine erste praktische Erfahrung sammelte der Berufsanfänger im Anschluss beim damaligen Institut für umweltgerechte Landbewirtschaftung in Müllheim/Baden. Hier untersuchte er, wie durch ökologische Landwirtschaft das Trinkwasser geschützt werden kann. Er arbeitete eng mit Biolandwirten zusammen und kam erstmals mit Sojaversuchen in Kontakt. „Ich hatte als junger Agraringenieur plötzlich mit einer Kultur zu tun, die in Deutschland noch nicht etabliert war, aber etabliert werden könnte. Das war natürlich viel spannender, als den Weizen- und Gerstenanbau weiter zu optimieren“, erinnert sich Miersch. Seine Begeisterung für die Leguminosen wurde geweckt und ließ ihn nicht mehr los. Er wurde Mitglied im Deutschen Sojaförderring und trat als Berater auf, um Biolandwirte beim heimischen Sojaanbau zu begleiten und neue Partner zu gewinnen. 1997 wurde so der Bio-Tofu-Hersteller Taifun auf den engagierten Soja-Experten aufmerksam. Fast drei Jahre war er für das Freiburger Unternehmen als externer Berater tätig. Dann wechselte er direkt in die Firma. Seit 2000 leitet Martin Miersch das Soja-Entwicklungszentrum der Life Food GmbH/Taifun Tofuprodukte.

Neue Regionen für den Sojaanbau erschließen

An Arbeit mangelt es hier nicht: Zwar gibt es in Deutschland bereits seit Jahren Landwirte, die nachhaltiges Soja anbauen. Im Jahr 2015 wurden über 17.000 Hektar bundesweit mit Soja bewirtschaftet. Vor allem in den südlichen Regionen wie am Rhein gedeiht die Hülsenfrucht sehr gut. Doch die Nachfrage ist viel größer als das hiesige Angebot hergeben würde.  99% des bundesweiten Sojabedarfs werden noch immer importiert. Ein Großteil stammt dabei aus Südamerika, wo die Pflanze in riesigen Monokulturen und zulasten von Regenwäldern kultiviert wird. Miersch: „Wir wollen auch abseits der Sojaregionen wachsen und die Pflanze beispielsweise in Norddeutschland bei kälteren Temperaturen anbauen. Bisher fehlten dafür aber entsprechend angepasste Sorten.“ 

Sojaanbau in "1000-Gärten"

Als Leiter des Landwirtschaftlichen Zentrums für Sojaanbau und Entwicklung sucht Miersch seit nunmehr 16 Jahren nach der optimalen Tofu-Bohne. „In meinen Garten stehen schon lange die vielversprechendsten Kreuzungen“, berichtet der Forscher. Doch um herauszufinden, welche Sorte in welcher Region am besten wächst und gedeiht, hat der Tofu-Hersteller Taifun unter Leitung von Miersch gemeinsam mit Pflanzenzüchtern der Universität Hohenheim das „1000-Gärten-Projekt“ aufgesetzt. Es ist ein Großversuch, den es so in Deutschland noch nicht gegeben hat (siehe Kasten)  2.400 Hobbygärtner, Profigärtner und Landwirte von der Nordsee bis zum Alpenrand haben sich 2016 daran beteiligt, um im eigenen Garten Soja anzubauen. Insgesamt 1.700 Sojastämme standen für das Experiment zur Verfügung, wobei jeder Gärtner jeweils zwölf verschiedene Sojastämme zur Aussaat bekam.

Große Resonanz auf Sojaexperiment 

Dabei sollten sie die Entwicklung der Pflanzen vom Anbau bis zur Ernte beobachten und ihre Ergebnisse an Miersch und seine Projektpartner von der Universität Hohenheim melden. Es ist eine Züchtungsforschung, die ohne gentechnische Veränderungen im Labor auskommt: Über die phänotypische Beobachtung der Merkmale sollen die besten Stämme gefunden werden, die dann wiederum als Basis für die weitere Züchtungsarbeit dienen können.  „Die Resonanz hat uns überwältigt. Es gab Leute, die Teile ihres Zierrasens umgebrochen haben, weil sie das Projekt wichtig fanden. Das war schon berührend“, berichtet Miersch, dessen eigene Familie bei diesem Soja-Experiment natürlich auch mit an Bord war.

The soya bean has long offered vegetarians and vegans an alternative to animal protein. Be it fresh fare or soya beans processed into soya milk and tofu - the millennia-old crop has since secured its place on supermarket shelves. Yet, the East Asian legume continues to be a niche product on German farms. In Germany, the majority of soya plants are processed into animal feed. Soya expert Martin Miersch is convinced that "in discussions on the topic of feeding the world sustainably, we shouldn't think of soya plants as mere animal fodder". The agricultural engineer has dedicated his life to "standing up for" the soya bean across Germany and persuading organic farmers there to cultivate it. Against this background, the product development manager with soya manufacturer Taifun went on to do more, developing a particular kind of breeding process, whereby business experts, plant researchers and ordinary citizens work side by side: the "1000-Gärten-Projekt" [1000 gardens project].

Even as a teenager, the Wolfsburg native surprised his parents with his enthusiasm for home-grown produce, targeting agricultural companies for his school work placement. "Organic farming was just starting to emerge. I was fascinated and inspired by John Seymour's books", recalls Miersch. But as the son of an engineer who had been employed by the auto manufacturer Volkswagen, Miersch initially felt obliged to follow in his father's footsteps and spent two years studying Physics in Braunschweig before turning his attention to his "one true love; agriculture", as he puts it. In the early '90s, Miersch finally studied Agricultural Science at the University of Kiel, following a two-year farming apprenticeship with organic companies.

Fascinated by the unknown

The recent graduate subsequently gained his first practical work experience at the former Institut für umweltgerechte Landbewirtschaftung in Müllheim/Baden. It was here that he researched how ecological farming can safeguard drinking water. He worked closely with organic farmers and came into contact with soya experiments for the first time. "As a young agricultural engineer, I was suddenly part of a world that had not yet gotten off the ground in Germany, but it was a possibility. Of course that was far more exciting than the further optimisation of wheat and barley cultivation", recalls Miersch. His enthusiasm for legumes was awakened and he couldn't shake it. He became a member of the Deutsche Sojaförderring where he advised organic farmers on how to grow their own soya, and also gained new partners. The organic tofu manufacturer, Taifun, first became aware of the hard-working soya bean expert in 1997. Miersch worked as an external advisor with the Freiburg-based organisation for almost three years. He immediately transferred to his current company thereafter. Since 2000, Martin Miersch has been managing the soya development centre at Life Food GmbH/Taifun Tofuprodukte.

Tapping into new areas for soya growth

It's not without lack of work: For many years, farmers in Germany have been cultivating sustainable soya plants. In 2015, more than 17,000 hectares across Germany were used for soya farming. The small pulse flourishes particularly well in southern regions such as those close to the river Rhine. But the demand is much higher than local supply yields. Up to 99% of Germany's soya demands are met by importation. The majority comes from South America, where it is cultivated as a huge mono-culture, to the detriment of the rainforests. Miersch: "We want to grow the plant outside of typical soya regions and cultivate it in cooler climates, such as northern Germany. But we were missing the right kinds of soya beans until now." 

Growing soya in "1000 gardens"

As manager of the Landwirtschaftliches Zentrum für Sojaanbau und Entwicklung, Miersch has spent over 16 years searching for the ideal bean for his tofu. "For a long time, many promising cross-breeds could be found in my garden", the researcher reports. But to find out which types would grow and flourish best in which region, Taifun had to set up the "1000-Gärten-Projekt", led by Miersch in collaboration with plant breeders at the University of Hohenheim. It's the biggest experiment Germany has ever seen (see section below): In 2016, 2,400 home gardening enthusiasts, professional gardeners and farmers from the North Sea to the outskirts of the Alps took part in the project with the aim of growing their own soya. A total of 1,700 strands of soya bean were made available for the experiment with each gardener receiving twelve different types respectively to sow in their garden.

Soya experiment receives great response

Gardeners must monitor the development of their plants, from the time the seeds are sown until they are ready to be harvested. The outcomes are to be shared with Miersch and his project partners at the University of Hohenheim. It's a breeding experiment that does not require any genetic modifications to take place in the lab: the best strains are to be identified by observing their phenotypical properties, which in turn act as the foundation for further breeding activities. "We were taken aback by the response. There were people who had dug-up parts of their lawns because the project was so important to them. That was really touching", says Miersch, whose own family took part too, of course.

Sie zählt zu den reaktionsschnellsten Pflanzen: Die Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) ist für ihre ausgeklügelte Beutefangtechnik berühmt. Ihr unwiderstehlicher Duft lockt die Insekten schon aus weiter Ferne an. Die rote Farbe und der Nektar der fleischfressenden Pflanze lassen die Tiere ahnungslos in die Falle tappen. Sobald das Insekt die Fühlborsten berührt, schnappt sie zu. Diese Taktik sichert der Venusfliegenfalle das Überleben selbst auf stickstoffarmen Böden, da sie sich das Lebenselixier aus ihren Opfern holt. Insekten sind aber offenbar für die fleischfressende Pflanze nicht nur Nährstofflieferant.

Insektenbeute als zusätzliche Energiequelle

Forscher der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg konnten nachweisen, dass die Pflanze aus ihrer Beute auch Energie gewinnt. Wie das Team um Heinz Rennenberg und Lukas Fasbender im Fachjournal „New Phytologist“ berichtet, nutzt die grüne Pflanze zum einen zwar die Energie, die sie aus ihrer Photosynthese gewinnt. Damit dieser Prozess weiter läuft, gewinnt sie zusätzliche Energie aus der sogenannten Veratmung von Aminosäuren, die sie ihrer Beute entzieht. Damit erschließt sie sich nicht nur eine Nährstoff-, sondern auch zusätzliche Energiequelle.

Beim Global Forum for Food and Agriculture (GFFA) kommen jedes Jahr Experten und Interessierte aus Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft zusammen, um über die globale Fragen der Welternährung zu diskutieren. Im Fokus der diesjährigen neunten Konferenz, die vom 19. bis 21. Februar im Rahmen der Internationalen Grünen Woche in Berlin stattfand: die Herausforderungen der weltweiten nachhaltigen Versorgung mit Wasser und ihrer Berücksichtigung in der Landwirtschaft. Mit etwa 1.500 Teilnehmern aus über 80 Ländern und wichtigen Repräsentanten vieler hochrangiger Organisationen ist die GFFA ein wichtiges, internationales Forum für Ernährungssicherung und Landwirtschaft.

Weltweite Wasserknappheit verschärft sich

Obwohl etwa 70% der Erdoberfläche von Wasser bedeckt ist, stehen davon nur etwa 1% als Trinkwasser frei zur Verfügung. Der Wasserverbrauch durch den Menschen hat sich im Zuge der wachsenden Weltbevölkerung während der letzten 50 Jahre in etwa verdreifacht. Gleichzeitig werden die Grundwasservorräte zunehmend aufgebraucht und die bestehenden Wasserbestände immer mehr verschmutzt.

Dies führt in vielen Regionen der Welt bereits jetzt zu akuter Wasserknappheit, die sich in den nächsten Jahrzehnten ausweiten und verschlimmern wird, wie Experten bei der Konferenz betonten. Gleichzeitig hat die Landwirtschaft einen hohen Wasserbedarf. Wie sich hierbei dennoch Lösungen für eine nachhaltige Landwirtschaft ableiten lassen, darüber wurde in zehn Fachpodien und zwei High Level Panels im Rahmen der Konferenz debattiert. Darüber hinaus stand das Thema auch auf der Agenda der im Anschluss tagenden neunten Agrarministerkonferenz sowie beim G20-Agrarministertreffen.

Höhere Wassereffizienz in der Landwirtschaft gefordert

Auf der GFFA-Konferenz wurde unter anderem negative Auswirkungen einer zu starken Bewässerung auf die Böden diskutiert. In vielen Gebieten der Erde komme es heute bereits zu einer fortschreitenden Erosion des Bodens, sodass dieser für die Landwirtschaft unbrauchbar werde, hieß von Seiten der Experten. Doch in 70 Ländern der Welt gibt es kein öffentliches System der Wettervorhersage. „Dies erschwert eine effiziente Wassernutzung“, berichtete Johannes Cullman, Direktor der Climate and Water Department of the World Meteorological Organisation (WMO). Beim igh Level Panel der FAO rief er dazu auf, gesammelte Daten global verfügbar zu machen und zu analysieren. Nur so könnten Kleinbauern Wasser effizienter einsetzen und ihre Böden nachhaltiger nutzen.

Der Antibiotikaeinsatz in der Tierhaltung muss minimiert werden – zum Wohl von Mensch und Tier. Dass die Gesundheit von Mensch und Tier eng miteinander verknüpft sind, ist seit langem bekannt und heute brisanter denn je. Der Einsatz von Antibiotika ist zunehmend umstritten, auch weil immer mehr Keime mehrfache Resistenzen gegen Antibiotika ausbilden. Mit der Deutschen Antibiotika-Resistenzstrategie (DART 2020) hat die Bundesregierung bereits 2008 Ziele formuliert, um diese Gefahr einzudämmen und Forschungsvorhaben initiiert, um die Suche nach neuen Antibiotika sowie alternativen Behandlungs- und Aufzuchtsmethoden voranzutreiben.

EFSA: Einsatz von Antibiotika bei Tieren minimieren

Zwar ist der Einsatz von Antibiotika in der Tierhaltung in den vergangenen Jahren zurückgegangen. Entwarnung gibt es aber nicht. Gerade erst hat die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA)  in einem gemeinsamen aktuellen Report mit der Europäischen Arzneimittelagentur (EMA) festgestellt, dass es hinsichtlich der Verwendung von Antibiotika bei Tieren keine „Patentlösung“ gebe, aber dass der Einsatz auf ein „notwendiges Minimum beschränkt werden muss“ .

Probiotisches Futter für gesunden Hühnerdarm

In der Wirtschaft wird daher bereits seit einiger Zeit an Alternativen geforscht, wie die Gesundheit der Nutztiere über gesundheitsfördernde Nahrungsmittel gezielt gestärkt werden kann - etwa der auf Futtermittel spezialisierte Konzern Evonik. Nun können die Essener erste Erfolge vermelden: Mit „GutCare PY“ bringt das Unternehmen erstmals ein eigenes probitotisches Tierfutter auf den Markt, das speziell für Geflügel entwickelt wurde.

Die Idee ist so ähnlich wie sie auch bei probiotischen Nahrungsmittel für den Menschen verfolgt wird: Es geht um ein gesundes Gleichgewicht an gesundheitsfördernden Mikroben. So soll der von Evonik entwickelte Futterzusatz positiv auf Bakterienpopulationen im Hühnerdarm wirken, insbesondere unter Stressbedingungen. „Das Produkt kann ein Baustein alternativer Lösungen zur Reduzierung des Einsatzes antibiotischer Wachstumsförderer sein, und kann damit einen Beitrag zu einer gesunden und ausgewogenen Ernährung der Tiere leisten“, sagt Emmanuel Auer, Leiter des Geschäftsgebiets Animal Nutrition bei Evonik. Das probiotische Tierfutter für Geflügel wird allerdings zunächst auf dem US-Markt eingeführt, wie Evonik in einer Presseerklärung mitteilt.

Gesunde Kost zunächst für US-Markt

Das Produkt ist Ergebnis eines langen Forschungsprozesses: Mehr als 500 Stämme der Bakterienart Bacillus subtilis wurden dafür in einem mehrstufigen Selektionsprozess untersucht und auf ihre probiotischen also gesundheitsfördernden Eigenschaften analysiert. Dabei erwies sich der Stramm DSM 32315 sowohl bei in-vitro als auch in-vivo-Studien als besonders geeignet. Das Probiotikum veränderte die Darmflora offenbar so, dass Krankheiten wie die nekrotische Enteritis vermieden werden konnten. Die Krankheit wird durch pathogene Bakterien der Art Clostridium perfringens hervorgerufen und soll Evonik zufolge in der Hühnerzucht weltweit jedes Jahr Schäden in Höhe von mehreren Milliarden US-Dollar verursachen. Erst im Sommer vergangenen Jahres hatte Evonik sein Portfolio auf dem Probiotika-Feld durch die Übernahme des Probiotikageschäfts der spanischen Firma NOREL erweitert.

Weitere Probiotika für Tierfutter geplant

„Wir sehen das Potenzial der Probiotika für eine nachhaltige Tierhaltung noch lange nicht ausgeschöpft und wollen deshalb genau verstehen, wie sie funktionieren“, erklärt Stefan Pelzer, verantwortlich für den Innovationsbereich Gut Health & Diagnostics. Evonik will daher zukünftig die Produktpalette an Probiotika für Tiernahrung noch erweitern und die Wirkung der guten Bakterien genauer untersuchen.

Im Rahmen der vom Bundesforschungsministerium geförderten strategischen Allianz „GOBI“ – „Good Bacteria and Bioactives in Industry" forscht der Spezialchemiekonzern Evonik beispielsweise gemeinsam mit Partnern wie der Berliner Organobalance GmbH nach guten Bakterien, die den Einsatz von Antibiotika verringern bzw. ablösen könnten.Dafür soll im Rahmen der GOBI-Allianz ein Simulationsmodell für den Hühnerdarm entwickelt werden. Damit wollen die Evonik-Experten schon im Labor untersuchen, ob und wenn ja, welche Futtermittelzusätze wie auf Verdauung, Darmbakterien und Immunsystem wirken und welche Dosis wie die Gesundheit beeinflusst.

bb

Tetra Pak are aiming high: The Swiss-based packaging manufacturer, originally founded in Sweden, has set its sights on manufacturing products from 100% renewable materials that have been cultivated sustainably. "The introduction of the new Tetra Brik Aseptic 1000 Edge packaging with the bio-based LightCap 30 is a key step towards achieving our goal," says Charles Brand, Tetra Pak Executive Vice President.

Biopolymers derived from sugar cane

Tetra Pak, with German offices in Hochheim am Main and Limburg an der Lahn, has unveiled a first in the form of its new drink packaging, a carton that has been lined using polymers derived from sugar cane. The cap too is made from the new type of bio-plastic, meaning that the carton, including cardboard, is now made from 80% renewable material. According to the company, the new version of Tetrapak is available globally and can be used by customers in existing equipment without any additional capital investment.

Reduced carbon footprint

An independent life-cycle analysis conducted by the IVL Swedish Environmental Research Institute found that production of the new packaging led to a substantially reduced carbon footprint. It was up to 17 percent less than in the manufacture of regular packaging. The packaging, with its increased eco-friendliness, has just been awarded "four stars", the highest class of certification from the Belgian judging body Vinçotte. "To date, this is the first aseptic carton packaging that we have certified," explains Philippe Dewolfs, President of the Vinçotte Certification Committee.

According to research consultancy HFFA Research, the European Commission decision of 2013 to largely restrict the use of neonicotinoids has clearly had negative environmental impact and resulted in severe economic losses for the European oilseed sector.

A case study for oilseed rape, supported by funds from Syngenta and Bayer’s Crop Science division, demonstrated that the ban had major economic consequences: It lead to 912,000 tons reduction of harvest, an average of 6.3% of harvest quality losses, and an average of 0.73 additional foliar applications per hectare of cultivated oilseed rape.

This translates into an overall economic cost to the European oilseed rape industry amounting to almost €900m per year, the study authors conclude.

But the ban also had significant environmental impacts. Shifting oilseed rape production outside the EU triggered a conversion of more than 500.000 ha of grass land and natural habitats to arable land equaling the loss of over 300.000 ha of biodiversity-rich rainforest. In the EU, additional foliar insecticide applications added greenhouse gas (GHG) emissions of estimated 0.03 million tons CO₂ equivalents and 1.4 million square meters of additional water use annually.

“While restricting neonicotinoid use may have looked the best possible option at first sight, in fact correct risk management measures would have provided farmers with the more economical and even more environmentally friendly solution,” said Garlich von Essen, Secretary General of the European Seed Association.

Fifteen years after the first edition of the Sustainability Strategy was released, the Federal Government has unveiled a new version in the form of the "German Sustainability Strategy" (DNS). The document, which falls just short of 260 pages, details measures to boost sustainable development across the full breadth of society with an eye to achieving concrete goals. "It calls for nothing less than to live in dignity, justice and peace, for social security, as well as for the opportunity to develop economically while also protecting our natural livelihood", says Federal Chancellor Angela Merkel.

New guidance reflects UN Agenda

The new national guidance fully reflects the spirit of Agenda 2030, which was adopted by the United Nations (UN) in New York in 2015. The 17 goals listed in the global action plan address the key global challenges over the next 15 years and serve as a guide to all of the world's nations. Thus, all 17 of the SDGs (Sustainable Development Goals) defined by the UN have been incorporated and firmed up in the 2016 Sustainability Strategy. The goals relate to the fight against poverty, food security and healthcare, as well as education, gender equality, the rule of law, climate and species protection, sustainable consumption and economic development. Targets capable of being achieved by 2030 have been laid down for each individual goal. The significance of the bio-economy for implementation of the global sustainability goals has been emphasised on several occasions already. An expert board involving the German Bio-economy Council recently highlighted as much in the scientific magazine Nature.

Goals and progress indicators extended

With the new national sustainability strategy, which presents a revised version of the strategy published in 2002, the German Federal Government has greatly extended its existing targets. The new vision has adopted 13 additional subject areas and 30 progress indicators. The new goals listed, which include sustainable consumption and production, will be tested using three measures: the market share of products boasting a Federal eco-label; Co_2-consumption; and the number of companies involved in EMAS (Eco-Management and Audit Scheme).The issue of distributive justice has been codified for the first time, with a recognised indicator based on the Gini coefficient. Going forward, standards of governance will also be measured using the Transparency Corruption Perception Index.

Weather symbols for the current climate

The German Sustainability Strategy is the first report clearly to lay out current progress on the planned sustainability developments. To that end, a new system of indicators using four well-known weather-forecasting symbols is being used. Thus the "sun" symbol indicates that the goal has almost been achieved, while "storm clouds" show that the trend is in the wrong direction. The new suite of 63 progress indicators and their accompanying targets allow developmental progress to be monitored objectively and in a specific manner. At the moment, the overview of developments is displaying 21 suns and nine storm clouds. The current trend for indicators showing nitrate pollution in groundwater, energy consumption and related Co² emissions, as well as species diversity and the quality of the environment, has been ranked as very poor. In contrast, developments in sustainable land use, improving economic performance, rising employment, and the development of renewable energy are positive. According to the new paper, "Adopting the key principle of sustainability as a guide is a driver of increased prosperity and growth, and an opportunity for the economy to tap into new methods of adding value."

The draft was discussed for several months. Last summer, the Council focused on the paper at its annual conference on sustainable development in Berlin. As a consequence, the strategy is the result of numerous opinions garnered by the Government during the 18-month period of debate, which involved ordinary citizens as well as associations and institutes. "We will show that material prosperity, social solidarity and environmental protection can and must go hand in hand," said Peter Altmaier, Director of the Federal Chancellery, to mark the adoption of the new German Sustainability Strategy.

 Im diesjährigen EIO-Bericht werden 32 Good-Practice-Beispiele für Öko-Innovationen dargestellt, die das Innovationspotenzial der EU-Mitgliedsstaaten aufzeigen. Auf dem Weg hin zur Kreislaufwirtschaft kommt es dabei sowohl auf lokale und regionale Bewegungen wie repair cafés oder Müllvermeidungsinitiativen an als auch auf eine Veränderung der Rahmenbedingungen von Seiten der Politik.

The new 2016 report of the Eco-Innovation Observatory of the European Commission discusses the role of policy for eco-innovation in the circular economy transition. It looks at the present framework conditions fostered by European policies and how the circular economy concept is being embedded in a current policy context at the EU level and in the Member States. It also discusses the bottom-up and top-down circular economy challenges.

32 good practice examples of circular economy oriented eco-innovations and initiatives from the EU Member States are featured in the report. They altogether provide evidence for the multifaceted and impressive eco-innovation potential of EU Member States. The report also presents the cross country comparison based on the recent eco-innovation indicators featured in the EU and Global eco-innovation scoreboards.

Die Bundesregierung will bis zum Jahr 2020 die Treibhausgasemissionen um 40 Prozent senken. Dabei gilt es vor allem, den Kohlendioxid-Ausstoß zu drosseln. Dass Wälder, Wiesen und Felder wesentlich zum Klimaschutz betragen ist bekannt. Bäume, Gräser und Pflanzen können mithilfe der Photosynthese Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen und speichern. Beobachtungen belegen, dass jedes Jahr weltweit fast ein Viertel der industriellen CO₂-Emissionen durch die Aufnahme des Treibhausgases durch Landökosysteme verschwindet.

Rodungen verhindern

Doch die Landökosysteme haben sich verändert. Wälder werden abgeholzt und zu landwirtschaftliche Zwecken genutzt oder bestehendes Ackerland neu bewirtschaftet. Dieser Wandel hat offenbar einen stärkeren Einfluss auf den CO₂-Haushalt als bisher gedacht, wie Klimaforscher vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Fachjournal „Nature Geoscience“ berichten. Denn Landökosysteme speichern nicht nur das Klimagas. Durch die Rodung von Wäldern werden ebenfalls erhebliche Mengen CO₂ freigesetzt, wie die Untersuchung der Forscher zeigt. „Auf jeden Fall unterstützen die Ergebnisse unserer Studie Bestrebungen, weitere großflächige Rodungen zu verhindern – was nicht nur dem Klima zugutekommt, sondern auch für Naturschutz und Arterhaltung eine wichtige Rolle spielt“, erklärt Almut Arneth.

Wiederaufforstung vergrößert CO₂-Speicher

Im Vergleich zu früheren Studien hatte das internationale Team unter Leitung von Arneth erstmals die unterschiedlichen Bewirtschaftungsweisen im Wald und auf dem Acker berücksichtigt. Die von ihnen genutzten neuen Modelle weisen darauf hin, dass die eigentliche CO₂-Aufnahme in Pflanzen und Böden noch höher ist als bisher angenommen und die durch den Landnutzungswandel verursachten Emissionen daher ebenfalls wesentlich größer sind. Auf Grund dieser Ergebnisse gehen die Forscher davon aus, dass nicht nur durch vergangene Rodungen mehr CO₂ freigesetzt wurde. Der Studie zufolge kann durch Wiederaufforstungsmaßnahmen gleichfalls mehr CO₂ gebunden werden als bisher angenommen.

Prognosewerkzeuge verbessern

Trotz dieses neuen Berechnungsmodells bleibt unklar,  wie stark Landökosysteme zukünftig das Treibhausgas CO₂ aus der Luft aufnehmen werden, was Prognosen zum Klimawandel erschwert. „Um den Effekt von Bewirtschaftung auf CO₂-Emissionen zu quantifizieren, müssen wir nicht nur die notwendigen Prozesse menschlichen Handelns in Ökosystemmodellen abbilden. Wir benötigen auch verbesserte historische und prognostische Schätzungen, welche Art von Landnutzung durch den Menschen wann und wo stattfand oder künftig stattfinden könnte“, erklärt Arneth.

bb

Tomaten im All züchten, klingt ziemlich abwegig! Doch diese außerirdische Mission steht im Zentrum eines Projektes, an dem Forscher vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) derzeit arbeiten. Die Vorbereitungen für die Mission Eu:Cropis (Euglena and Combined Regenerative Organic-Food Production in Space) laufen auf Hochtouren. Noch in diesem Jahr wollen die Wissenschaftler einen Satelliten mit Tomatensamen ins Weltall schicken.

Pflanzendünger aus Urin

Das Besondere: Die Forscher entwickeln ein komplexes System zur Nahrungsmittelproduktion, das sich selbst erneuert und ein Wachstum der Gemüsepflanze unter Bedingungen wie auf dem Mars und dem Mond ermöglichen soll. Die Wissenschaftler setzen dabei auf die Hilfe von Bakterien und der einzelligen Alge Euglena gracilis, um die Pflanzen mit wichtigen Nährstoffen zu versorgen. Die Nährstoffe stammen dabei aus künstlichem Urin. Mithilfe von Bakterien soll der darin enthaltene giftige Ammoniak zunächst in Nitrit und schließlich in den Pflanzendünger Nitrat verwandelt werden, damit Früchte wachsen und so neue Samen entstehen können.

Rotierender Satellit als Gewächshaus

Tomatensamen sind dabei nicht die ersten ungewöhnlichen Passagiere, die zum Härtetest ins All geschickt werden. DNA-Proben und Algen waren bereits Gast auf der Internationalen Raumstation ISS und haben den Kälteschock erfolgreich überstanden. In diesem Fall nutzen die Forscher jedoch eine andere Mitfahrgelegenheit. Der Grund: Die ISS kann nicht in die notwendige Rotation von Mars und Mond versetzt werden. Am DLR in Bremen entsteht daher ein 250 Kilogramm leichter Satellit, der während des Flugs in rund 600 Kilometern Höhe um seine Längsachse rotiert und so die unterschiedliche Schwerkraft simuliert. Mit dem Satelliten sollen zwei Gewächshäuser simuliert werden, in dem die Tomatensamen unter Mond- oder Marsbedingungen jeweils sechs Monate wachsen sollen. Beide Gewächshäuser befinden sich dabei in einem speziellen, aus Kohlenstofffaserverbund-Komponenten gefertigten Drucktank, der konstant einen Innendruck von 1 Bar aufrechterhält. 16 kleine Kameras werden dabei das Wachstum der Tomatenpflanzen über 18 Monate dokumentieren. Wenn das Experiment gelingt, soll die frische Kost als Astronautennahrung dienen.

bb

Pflanzen tauschen bei der Reproduktion Gene unter Artgenossen aus, doch ein Erbgutaustausch zwischen verschiedenen Arten ist in der Natur ein äußerst seltenes Phänomen. Dieser horizontale Gentransfer - so die Lehrmeinung - ist vorallem in der Welt der Bakterien und Parasiten verbreitet. Doch beim Blick auf die Evolution der Gerste haben Forscher vom Botanischen Institut der tschechischen Akademie der Wissenschaften und vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben eine Entdeckung gemacht, die diese Annahme ins Wanken bringt.

Gentransfer mit fünf Gräserarten

Wie das Team um Václav Mahelka und Frank Blattner im Fachjournal „PNAS“ berichtet, ist es gar nicht so selten, dass auch bei höheren, nicht kreuzungsfähigen Pflanzenarten, zu denen Gerste und Mais gehören, Gene aus der Kern-DNA übertragen werden. Mehr noch: Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der horizontale Gentransfer auch zwischen höheren Pflanzen ein „gewöhnliches biologisches Phänomen“ darstellt. „Im Rahmen unserer Studie untersuchten wir das genetische Material von 25 Pflanzenarten vor allem der Gattung Hordeum (Gerste) und konnten in 16 Arten Genmaterial aus fünf verschiedenen Arten der Panicoideae, einer Unterfamilie der Süßgräser nachweisen, die auch wichtige Kulturarten, wie Mais, Zuckerrohr und Hirse umfasst", erläutert die tschechische Forscherin Václav Mahelka.

Neue Untersuchsmethoden erkennen Gentransfer

Die identifizierten Süßgräser-Gene fanden danach bereits vor 1 bis 5 Millionen Jahren ihren Weg in die Gerstengattung Hordeum. Dass die  Wanderleidenschaft der Gene bei diesen bedeutenden Nutzpflanzen durchaus keine Ausnahme ist, beeindruckte selbst die Forscher. „Das hat uns überrascht, denn die Stammesgeschichte der betroffenen Gräserarten verläuft seit ca. 60 Millionen Jahren unabhängig voneinander. Wir gehen aber nun davon aus, dass die bisherige Annahme, dass horizontaler Transfer von Kern-DNA zwischen höheren Pflanzenarten nur extrem selten stattfindet, bisher nicht die tatsächlichen Verhältnisse in der Natur abbildete, sondern vor allem die limitierten technischen Möglichkeiten wissenschaftlicher Untersuchungsmethoden“, sagt Leibniz-Forscher Frank Blattner.

bb/pg