Chemie

Kieselalgen wie Cyclotella cryptica sind in süß- sowie salzhaltigen Gewässern, aber auch auf Steinen und Wasserpflanzen zu Hause. Für die Wissenschaft ist vor allem die außergewöhnliche Struktur der Zellwände der Meeresalge von großem Interesse. Diese einzelligen, für das bloße Auge kaum sichtbaren Mikroorganismen sind nicht nur in der Lage, unterschiedliche Proteine zu bilden. Sie bestehen aus dem anorganischen Material Silica(SiO2), das ein vielversprechender Naturstoff für neue funktionelle Materialien ist.

Die meisten Bio-Produkte sind an entsprechenden Siegeln zu erkennen. Mit dem EU-Bio-Logo, einem stilisierten Blatt auf grünem Grund und dem deutschen Bio-Siegel als weiß-grünes Sechseck, weiß der Verbraucher, dass bei der Herstellung von Gemüse, Fleisch oder Milchprodukten gewisse Mindeststandards der Ökolandwirtscht bei Anbau und Tierhaltung eingehalten wurden. Verbraucherschützer warnen jedoch immer wieder vor dem Missbrauch der Bezeichnungen Bio und Öko, die Kunden auch in die Irre führen können.

Sie sind in allen Gewässern und Böden zu finden: Huminsäuren. Dabei handelt es sich um Stoffe, die beim Abbau pflanzlicher Stoffe durch sogenannte Humifizierung entstehen. Diese hochmolekularen chemischen Verbindungen sind aufgrund ihrer Eigenschaften nicht nur für die Pharmaindustrie, sondern auch für die Landwirtschaft von besonderem Interesse. Bei der Bewirtschaftung der Felder werden Huminsäuren vor allem zur Verbesserung des Bodens eingesetzt. Der Grund: Sie bilden unlösliche Metallionen, Oxide und Hydroxide und geben diese Stoffe regelmäßig an Pflanzen ab.

Kurzkettige Fettsäuren sind wichtige Bestandteile in Kosmetika oder Arzneimittel, sie stecken in antimikrobiellen Substanzen, Aromastoffen, Treibstoffen und Seifen. Bisher müssen sie aufwendig aus Pflanzen wie Kokusnuss oder chemisch aus Erdöl extrahiert werden. Biotechnologen um Martin Grininger von der Goethe-Universität Frankfurt fanden nun eine Möglichkeit, diese wertvollen Substanzen einfacher und nachhaltiger herzustellen: In Hefen, die mit eigens entwickelten Designer-Enzymen ausgestattet wurden.

Ob Schmerzmittel oder Beta-Blocker: Die Zahl der Arzneimittel-Wirkstoffe, die über das Abwasser in Kläranlagen gelangen, nimmt stetig zu. Experten sprechen von einem regelrechten Medikamenten-Cocktail, denen die Lebewesen in Gewässern ausgesetzt sind. Sie warnen davor, dass schon geringe Mengen eines Schmerzmittels genügen, um die Gesundheit von Fischen zu gefährden. Die Menge der Arzneimittel in Gewässern zu bestimmen und deren schädliche Wirkung abzuschätzen, stellte bisher Ökotoxikologen und Umweltchemiker gleichfalls vor große Herausforderungen.

Bei einer Impfung wird das Immunsystem auf das Auftauchen eines Erregers in der Zukunft trainiert: Strukturen an der Oberfläche der Eindringlinge trimmen die Körperabwehr darauf, bei künftigen Infektionen mit einer effektiven Immunantwort zu begegnen.

Sauberes Wasser ist der Grundstein für unsere Gesundheit und für eine gesunde Umwelt. Allerdings überschreiten Mikroschadstoffe in vielen Gewässern die gesetzlich vorgegebenen Umweltqualitätsnormen. Weltweit sind 50 Millionen organische Verbindungen im Wasser im Umlauf, von denen 5000 als potenziell umweltrelevant eingestuft werden.

Ob in Kosmetikartikeln, Lebensmitteln oder Medikamenten: Pflanzliche Inhaltsstoffe sind wegen ihrer gesundheitsfördernden Eigenschaften für den Menschen von jeher unverzichtbar und in der Industrie gefragt. Den großen Bedarf an diesen kostbaren Substanzen kann die Natur jedoch nicht allein decken. Sie künstlich herzustellen, war bisher jedoch mühsam.