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ERNÄHRUNG

Menschliches Gen macht Kartoffeln dicker

Eine Forschungsgruppe aus den USA und China hat den Ertrag von Kartoffeln und Reis dramatisch gesteigert, indem sie ein menschliches Fettleibigkeits-Gen in Reis- und Kartoffelpflanzen eingeschleust hat. In Gewächshäusern brachte der veränderte Reis dreimal so viel Ertrag wie die Ursprungssorte. Auf Versuchsfeldern konnten die Forschenden doppelt so viel Kartoffeln und Reis ernten, so die in Nature Biotechnology veröffentlichte Studie (doi: 10.1038/s41587-021-00982-9).

Menschelnde Kartoffeln (rechts) neigen eher zur Leibesfülle als ihre natürlichen Verwandten.

Foto: Qiong Yu, Shun Liu, Lu Yu et al.

Das eingeschleuste Gen codiert das sogenannte FTO-Protein, eine RNA-Methylase. Sie nimmt Einfluss auf die Protein-Produktion einer Zelle. Um ein Protein herstellen zu können, muss die Zelle eine Abschrift der passenden genetischen Information aus dem Zellkern herausschleusen – die RNA. Damit diese RNA dann tatsächlich in das Protein übersetzt wird, muss sie aktiviert werden. Das ist die Aufgabe des FTO-Proteins. Während des Wachstums von Säugetieren ist es besonders aktiv. In Pflanzen gibt es jedoch kein Pendant dazu.

Der Haken: Die Ausgangssorten, denen die Forschenden das FTO-Gen eingeschleust haben, waren keine modernen züchterisch optimierten Hochleistungspflanzen. Daher waren sie leichter zu beeindruckenden Leistungssteigerungen zu bewegen. Was FTO in bereits optimierten Sorten noch erreichen kann, müssen weitere Experimente zeigen.

JO SCHILLING

GEOENGINEERING

Kunstwolken für Korallenriffe

Mit schwimmenden Nebelmaschinen wollen australische Forscher Korallenriffe retten. Wird das Meer zu warm, bleichen Korallen aus und sterben. Besonders betroffen ist das Great Barrier Reef in Australien, das größte zusammenhängende Korallenriff der Welt. Dort soll sich der Korallenbesatz in den vergangenen 20 Jahren etwa halbiert haben.

Um die Sonneneinstrahlung auf die Korallen zu reduzieren, installierten Forschende der Southern Cross University (SCU) ein großes Gebläse auf einer umgebauten Fähre. Darein bauten sie 320 Spezialdüsen ein, die Meerwasser in nanometergroße Tröpfchen zerstäuben. Hundert Kilometer vor der Küste erzeugten die Forschenden damit Miniwolken, die zunächst über die Meeresoberfläche drifteten und dann fahnenförmig in den Himmel stiegen. Das Ausmaß der Verschattung wurde mit Sensoren, Drohnen und einem zweiten, entfernt liegenden Boot ermittelt (doi: 10.1038/d41586-021-02290-3).

Die ersten Experimente waren zwar nicht groß genug, um die Wolkenbildung tatsächlich signifikant zu verändern. Doch Computermodelle zeigen laut Studienleiter Daniel Harrison, dass die Idee grundsätzlich funktioniert. „Wir sind sehr zuversichtlich, dass wir die Partikel hoch in die Wolken kriegen“, sagte er gegenüber Nature. Derzeit wisse man allerdings noch nicht, wie die vorhandenen Wolken darauf reagieren.

Das Projekt läuft seit März 2020 und ist der erste Feldversuch des „Cloud Brightening“. Andere Wissenschaftler kritisierten die SCU-Gruppe, weil sie bislang zu dem Vorhaben kaum etwas publiziert habe. Es werden zwar keine chemischen Stoffe oder Partikel verwendet, aber dennoch könnte es zu unvorhergesehenen Auswirkungen kommen, fürchten sie.

BEN SCHWAN

CHEMIE

Dünger aus Plasma

Die Produktion von Ammoniak verursacht rund 1,8 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen. Forschende vom Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) haben nun einen Weg gefunden, Ammoniak deutlich klimafreundlicher herzustellen.

Ammoniak wird in großen Mengen verbraucht – entsprechend groß ist der Energieverbrauch für die Herstellung.

Foto: Shutterstock/Jon Rehg

Ammoniak (NH₃) ist eine wichtige Basischemikalie für die Herstellung von Dünger. Sie wird mittels Haber-Bosch-Verfahren unter Einsatz von Wasserstoff hergestellt. Dieser Wasserstoff wird fast ausschließlich aus fossilem Erdgas gewonnen.

Das koreanische Forschungsteam nutzt stattdessen ein heißes Plasma aus Wasser und Stickstoff. In dieser Ionen-Wolke bilden sich Stickstoffmonoxid und Wasserstoff, die katalytisch unterstützt zu Ammoniak reagieren. Im Unterschied zum Haber-Bosch-Verfahren sind dafür keine Drücke von bis zu 200 bar und keine Temperaturen von 400 Grad nötig. Die Ausbeute ihres Prozesses beziffern die Forscher auf stolze 95 Prozent (doi: 10.1021/acsenergylett.1c01497).

Wirklich klimaneutral ist dieses Verfahren allerdings erst, wenn der Strom zur Erzeugung des Plasmas ausschließlich aus erneuerbaren Quellen stammt. Zudem muss sich noch zeigen, ob andere Forschungsgruppen die koreanischen Laborergebnisse reproduzieren können und ob sich das Verfahren auf großtechnische Maßstäbe skalieren lässt.

JAN OLIVER LÖFKEN