VBIO News

Bakterien überführen Uran in stabile chemische Verbindung: Reduzierung des Gefährdungspotentials für Mensch und Umwelt

Mon, 13 Jul 2026 10:25:31 +0200

Bakterien in der Umwelt, etwa in Böden oder Gewässern, spielen für Ökosysteme eine wichtige Rolle. Unter ihnen gibt es auch Bakterien, die darauf spezialisiert sind, Schadstoffe abzubauen. „Das Schwermetall Uran, das für uns Menschen toxisch ist, können manche Bakterienarten für ihren Stoffwechsel nutzen“, sagt Dr. Evelyn Krawczyk-Bärsch, Wissenschaftlerin in der Arbeitsgruppe Terrestrische Mikrobiologie des des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) und Co-Autorin der Studie. „Aus Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe war bereits bekannt, dass Bakterien in Wasser gelöstes Uran für ihren Stoffwechsel nutzen können, wenn ihnen als Nahrungsquelle Glycerin zur Verfügung steht.“ Glycerin ist ein Grundbestandteil von pflanzlichen und tierischen Fetten. In der Natur entsteht Glycerin zum Beispiel beim Abbau von Holz durch Pilze. Doch in welchem Maße können Bakterien die Menge des im Wasser gelösten Urans verringern? Und in welche chemischen Verbindungen wird freies Uran durch die bakteriellen Stoffwechselprozesse überführt? Diesen Fragen gingen die Forschenden in der vorliegenden Studie nach.

Uran in der Zellmembran

Für ihre Untersuchungen nutzten sie das Grubenwasser einer gefluteten Urangrube der Wismut GmbH im Erzgebirge. In Laborexperimenten, die unter Luftabschluss durchgeführt wurden, versetzte das Forschungsteam die Wasserproben mit einer definierten Menge an Glycerin. „Wir wollten der im Grubenwasser vorhandenen Bakteriengemeinschaft natürliche Bedingungen bieten, da in der rund 2.000 Meter tiefen Grube in der Regel kaum bis kein Sauerstoff vorhanden ist“, erklärt Dr. Antonio M. Newman-Portela, ehemaliger gemeinsamer Doktorand des HZDR und der Abteilung Mikrobiologie der Universität Granada (Spanien) sowie Erstautor der Studie. Die Bakterien nahmen unter für sie optimalen Bedingungen das Glycerin als Nahrungsquelle an. „Nach 130 Tagen waren in den Proben nur noch rund fünf Prozent des im Wasser gelösten Urans vorhanden“, sagt Newman-Portela. „Wir vermuteten, dass die Bakterien das Uran in ihre Zellmembran eingebaut haben könnten. Solche Einbauprozesse sind aus der Literatur bereits bekannt.“ Und tatsächlich konnten die Forschenden in der Zellmembran der Bakterien Uran nachweisen.

Ungewöhnlicher chemischer Zustand

Doch um welche chemischen Verbindungen handelt es sich hierbei? Um das genauer zu erforschen, nutzte das Team moderne mikroskopische und spektroskopische Methoden. Die Analysen wurden sowohl an der Rossendorf Beamline (ROBL), die das HZDR an der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble (Frankreich) betreibt, als auch an der Universität Granada durchgeführt.

Zunächst untersuchten die Wissenschaftler*innen, in welchen chemischen Zuständen das Uran in der Bakterienmembran vorliegt. In der chemischen Fachsprache wird der Begriff „Wertigkeit“ genutzt, um zu beschreiben, mit wie vielen „Händen“ sich ein Atom innerhalb einer chemischen Verbindung festhalten kann. „Uran kommt in der Regel 4-wertig oder 6-wertig vor. Es gibt auch 5-wertiges Uran, doch das ist selten oder nur kurzzeitig vorhanden. Es galt bislang als instabiler Übergangszustand“, erläutert Newman-Portela. „Die Ergebnisse unserer Studie waren daher äußerst überraschend, denn in der untersuchten Biomasse aus unseren Versuchsansätzen lag das Uran zu einem ungewöhnlich hohen Anteil auch als 5-wertiges Uran vor.“

Auch unter Einwirkung von Sauerstoff stabil

Weiterhin fanden die Forschenden heraus, dass das 5-wertige Uran mit Eisen und Sauerstoff die Verbindung FeU(V)O4 eingegangen ist. „Einen Namen hat diese Uranverbindung allerdings noch nicht, da sie vergleichsweise neu ist. Nachgewiesen wurde sie erstmals im Jahr 2020 in einer Studie, in der man Bodenproben von mit uranhaltiger Munition kontaminierten Böden in Kroatien untersucht hat“, erklärt Krawczyk-Bärsch. „Dabei fand man heraus, dass diese Uranverbindung selbst unter Einwirkung von atmosphärischem Sauerstoff seit mehr als 25 Jahren stabil ist. Wie diese Verbindung in der Natur entsteht, und dass Bakterien zu deren Entstehung beitragen, war bislang noch unbekannt.“ In weiteren Experimenten beobachtete das HZDR-Forschungsteam, dass die Menge an FeU(V)O4 sogar zunahm, wenn die getrocknete Biomasse Sauerstoff ausgesetzt war.

„Mit unserer Studie konnten wir erstmals zeigen, dass Bakterien, denen Glycerin als Nahrungsquelle zur Verfügung gestellt wird, in der Lage sind, in Wasser gelöstes toxisches Uran in eine stabile chemische Verbindung zu überführen“, sagt Krawczyk-Bärsch. „Inwieweit künftig vielleicht auch Bakterien helfen könnten, Uran unschädlich zu machen und im Rahmen von Sanierungsprojekten genutzt werden könnten, muss noch weiter erforscht werden.“ In zukünftigen Forschungsprojekten möchte das HZDR-Team mehr über die uranbindenden Bakterien und die dahinterstehenden biochemischen und geochemischen Prozesse herausfinden.

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Originalpublikation:
Newman-Portela, A.M., Kvashnina, K.O., Bazarkina, E.F. et al. Pentavalent and tetravalent uranium formation via glycerol-stimulated bacteria in mine water. Nat Commun 17, 4030 (2026). doi.org/10.1038/s41467-026-72560-z

Die besten Biologie-Abiturientinnen und Abiturienten in Hessen wurden mit dem Karl-von-Frisch-Preis ausgezeichnet

Mon, 13 Jul 2026 09:16:30 +0200

In diesem Jahr hatten die hessischen Lehrkräfte 117 ihrer Schützlinge für den Preis nominiert. Diejenigen, die sich nicht ganz für den Preis qualifizieren konnten, wurden mit einer „Anerkennungsurkunde für hervorragende Leistungen im Fach Biologie“ ausgezeichnet. Bei der Preisverleihung waren auch Eltern, Freunde und Bekannte der Preisträgerinnen und Preisträger sowie viele der nominierenden Biologielehrerinnen und -lehrer anwesend. Es kamen jedoch nicht ganz so viele wie in den vergangenen Jahren nach Marburg, um ihre Urkunde persönlich in Empfang zu nehmen, da der Termin auf den ersten Feriensamstag gelegt werden musste und es zudem ein extrem heißer Tag war. Dennoch konnte der Vizepräsident der Uni Marburg, Gert Bange, etwa 150 Gäste begrüßen, die den Tag in einem angenehm temperierten Hörsaal verbringen konnten, weil der schnell informierte technische Notdienst vor Beginn der Veranstaltung die am Wochenende ausgeschaltete Lüftung wieder einschalten konnte. In der Biologie spielt die Wissenschaft natürlich die „erste Geige“. Deshalb gab es insgesamt vier Fachvorträge, die eine gute Balance zwischen Allgemeinverständlichkeit und wissenschaftlichem Anspruch fanden.

Sven Bogdan (Institut für Physiologie und Pathophysiologie, Marburg) erzählte, wie man aus dem Modellsystem Fruchtfliege auch etwas über die Wundheilung beim Menschen lernen kann. Mareike Lehmann (Institut für Lungenforschung, Marburg) berichtete über Modelle der alternden menschlichen Lunge in Zellkultur, Organoiden und noch lebenden Lungenschnitten, mit denen Lungenkrankheiten mit einem geringeren Einsatz von Tierversuchen erforscht werden können.

Georg Hochberg (Fachbereich Biologie, Marburg) ist, inspiriert durch den Film „Jurassic Park“, „molekularer Paläontologe“ geworden. Mit einer Kombination aus rechnerischen und synthetischen Ansätzen ist es ihm gelungen Milliarden Jahre alte Enzyme im Labor nachzubauen, zu untersuchen und daraus für die Entwicklung des Lebens auf unserem Planeten wichtige Schlussfolgerungen zu ziehen. Jan Kellmann (SYNMIKRO, Marburg) berichtete vor der Verleihung der Urkunden über eine heute denkbar gewordene „Spiegelwelt“. Die Bausteine des Lebens in DNA und Proteinen haben alle ein Spiegelbild. Alle Lebewesen nutzen jedoch immer nur die gleiche der beiden Spiegelvarianten. Mit Hilfe der synthetischen Biologie kann man jedoch die „anderen“ Spiegelmoleküle bauen, die zwar gleich funktionieren, aber für das existierende Leben völlig fremd sind. Stellen Spiegelmoleküle oder gar ganze Spiegelorganismen unkalkulierbare Risiken dar, und kann/muss/darf man die Forschung daran unterbinden? Die Mittagspause bot Zeit und Raum darüber zu diskutieren. Anschließend konnten die angereisten ca. 60 Preisträger an fünf Laborführungen teilnehmen. Für die Lehrkräfte gab es eine Führung durch die ansonsten geschlossenen Gewächshäuser des Botanischen Gartens. Für die Übergabe der Urkunden an die anwesenden Preisträgerinnen und Preisträger, darunter zwei aus Marburg und eine aus Kirchhain, hatte Stadträtin Sevim Yüzgülen, die den Oberbürgermeister vertrat, die kürzeste Anreise, wogegen Christopher Textor und Dr. Annette Petri vom Hessischen Ministerium für Kultus, Bildung & Chancen extra aus Wiesbaden angereist waren, um den Preisträgerinnen und Preisträgern zu gratulieren und die Urkunden zu überreichen.

Der Namensgeber des Preises, Karl von Frisch, steht für einen Wissenschaftler, der sich durch eine sehr gute Beobachtungsgabe auszeichnet, in der Lage ist, hervorragende Mitarbeiter zu gewinnen und zu motivieren sowie die Ergebnisse seiner Arbeit der Öffentlichkeit verständlich zu machen. Mit der Verleihung der Karl-von-Frisch-Preise verbindet der VBIO die Hoffnung, dass die jungen Preisträgerinnen und Preisträger im Laufe ihrer Karriere danach streben, diese Fähigkeiten auch zu erlangen – selbst dann, wenn sie sich nicht für eine Karriere in den Biowissenschaften entscheiden sollten.

Im Juli 2026
Dr. Jörg Klug (LV Hessen)

Energieschub für künstliche Zellen

Fri, 10 Jul 2026 10:19:00 +0200

In der Synthetischen Biologie entwickeln Forschende zellfreie Systeme: miniaturisierte „Fabriken“, die spezifische Aufgaben erfüllen, ohne eine lebende Zellumgebung zu benötigen. Diese Systeme sollen nach dem Vorbild natürlicher biologischer Prozesse autonom, effizient und selbsterhaltend arbeiten.

Eine zentrale Innovation auf diesem Gebiet ist der CETCH-Zyklus – ein synthetisches Stoffwechselnetzwerk, das CO2 in organische Säuren umwandelt. Dieser Prozess ähnelt der Photosynthese in Pflanzen, bei der das Treibhausgas gebunden und in wertvolle Verbindungen umgewandelt wird.

Der Einbau von biochemischen Feed-Forward-Schleifen ermöglichen es dem System bereits, seine eigenen Enzyme zu regenerieren. Die größte Herausforderung auf dem Weg zu echter Autonomie bleibt jedoch die Energieversorgung: Ein wirklich selbsttragendes System muss seine Energie selbst erzeugen, anstatt auf externe Quellen angewiesen zu sein.

Minimale Atmungskette beschleunigt zellfreien Stoffwechselprozess

Ein internationales Team unter der Leitung von Professor Tobias Erb am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg entwickelte eine integrierte künstliche „Batterie" auf Basis der Atmungskette – jener zellulären Maschinerie, die für die Energieerzeugung zuständig ist. Zellen atmen Sauerstoff, um Energie zu gewinnen. Dabei wird eine elektrische Spannung an der Zellmembran erzeugt, die für Biosynthesen eingesetzt werden kann. Dieser Prozess, die in nahezu allen Lebewesen vorkommt, umfasst selbst in einfachen Organismen wie Bakterien mehr als 50 Komponenten.

„Die zelluläre Atmung ist unglaublich komplex und eng mit dem Stoffwechsel der Zelle verknüpft, was ihre Nutzung für neue Anwendungen erschwert,“ erklärt Dr. Owen Jarman, Erstautor der Studie. „Deshalb entwickelten wir für unser künstliches CO₂-Fixierungssystem mit den Werkzeugen der Synthetischen Biologie eine minimale Atmungskette von Grund auf neu." Die Forschenden statteten leere künstliche Zellkompartimente mit einem minimalen, sorgfältig ausgewählten Satz an Komponenten aus. „Als wir dieses maßgeschneiderte Atmungssystem mit unseren künstlichen CO₂-Stoffwechselwegen koppelten, beobachteten wir eine deutlich schnellere CO₂-Umwandlung", berichtet Owen Jarman. „Wir konnten außerdem zeigen, dass sich mehr Energie gezielt in den CO₂-Umwandlungsprozess lenken lässt."

Das Energiemodul kann zudem andere essentielle Funktionen antreiben, etwa die Transkriptions-Maschinerie, die DNA abliest, um Proteine herzustellen. Darüber hinaus ermöglichen mehrere Einstiegspunkte die Nutzung vielseitiger Ausgangsstoffe wie Formiat, ein nachhaltiger chemischer Energieträger.

Grundlagenforschung inspiriert neuartige Sensortechnologien

Obwohl die entwickelten Zellkompartimente ursprünglich für die CO₂-Fixierung konzipiert wurden, reichen mögliche Anwendungen weit darüber hinaus. Dr. Jarman untersucht derzeit, wie sich die Erkenntnisse aus dieser Grundlagenforschung in praktische Technologien überführen lassen. Er gründete das Spin-off-Projekt DynaPore mit, das elektronische Chips mit stabilen synthetischen Membranen entwickelt, in denen Proteine integriert sind. Diese ermöglichen, basierend auf der Messung von Spannungsänderungen über die Membranen, die Entwicklung neuer Biosensoren und diagnostischer Werkzeuge.

„Dieses Beispiel zeigt, wie Grundlagenforschung zu neuen Technologien in unerwarteten Bereichen führen kann", betont Projektleiter Prof. Dr. Tobias Erb. „Es verdeutlicht zugleich das transformative Potenzial der Synthetischen Biologie." Gemeinsam mit Professorin Petra Schwille, Direktorin am Max-Planck-Institut für Biochemie, leitet Tobias Erb das Netzwerk SynCell nExUs, das Forschungskooperationen in ganz Europa stärken soll. „Von der Kohlenstoffbindung bis zur Entwicklung innovativer Sensortechnologien eröffnet die Forschung an synthetischen Zellen vielversprechende Wege, um einige der drängendsten Herausforderungen unserer Zeit anzugehen", so Tobias Erb.

Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie

Originalpublikation:

Jarman, O. D.; Bohra, N.; Claus, P.; Erb. T.J. : Improving cell-free metabolism through direct integration of artificial respiratory chains, Proceedings of the National Academy of Sciences 123 (27) e2613483123 (2026), https://doi.org/10.1073/pnas.2613483123

Neu entdeckter „Saprotropismus“ hilft Wurzeln, verrottendes Pflanzenmaterial zu meiden – tierische Verwesung aber nicht

Fri, 10 Jul 2026 09:45:00 +0200

Pflanzen können nicht vor Gefahren davonlaufen oder auf etwas zulaufen, das sie haben wollen. Stattdessen passen sie die Richtung an, in die sie wachsen. Triebe biegen sich dem Licht zu (ein bekanntes Phänomen namens Phototropismus), Wurzeln und Triebe nutzen die Schwerkraft, um nach unten bzw. nach oben zu wachsen (Gravitropismus) und Wurzeln können sich auch in Richtung Wasser biegen (Hydrotropismus). Diese richtungsabhängigen Wachstumsreaktionen, bekannt als Pflanzentropismen, helfen Pflanzen, in sich verändernden Umgebungen zurechtzukommen. Nun beschreiben Forschende aus China und Österreich ein neues Mitglied dieser Familie: den Saprotropismus, abgeleitet von „sapro“, was „verfault“ oder „verrottend“ bedeutet.

„Über die klassischen Tropismen wie Gravitropismus, Phototropismus und Hydrotropismus hinauszugehen, war Yuzhous Idee“, sagt Co-Autor Jiří Friml, Professor am Institute of Science and Technology Austria (ISTA). „Als Alum meiner Gruppe am ISTA hat er diese Frage weiterverfolgt und den Saprotropismus sowie die dahinterstehenden Mechanismen identifiziert.“

Saprotropismus: Tote Pflanzen sind pfui.

Die Forschenden zeigten zunächst, dass der direkte Kontakt mit verrottendem Pflanzengewebe das Wurzelwachstum stark hemmte und Abwehrwege aktivierte, die mit Immunität und Krankheitserregern zusammenhängen. Mit anderen Worten: Die Wurzeln behandelten diese Verrottungszonen als biologisch bedrohliche Umgebungen. „Tiere meiden instinktiv verdorbene Nahrung, weil die oft schädliche Mikroben in sich trägt“, sagt der leitende Autor Yuzhou Zhang, Professor an der Northwest A&F University in China und ehemaliges Mitglied der Friml-Gruppe am ISTA. „Wir haben uns gefragt, ob Pflanzen, obwohl sie unbeweglich sind, unter der Erde vielleicht eine vergleichbare Strategie entwickelt haben.“ Und tatsächlich tun sie das: Der neu identifizierte Tropismus ermöglicht es den Wurzeln, sich aktiv von verrottendem Pflanzenmaterial wegzubiegen. In Experimenten mieden die Wurzeln Verrottungszonen aus ‚fleischigem‘ Material wie Äpfeln oder Blättern und – entgegen anfänglichen Annahmen – auch aus holzigem Material wie Sägemehl.

Tote Tiere stören Pflanzen nicht

Als die Forschenden jedoch tierischen Verwesungsstoff, wie zum Beispiel kleine Stücke Hühnerfleisch, testeten, zeigten die Wurzeln keine gerichtete Wachstumsreaktion.

„Eine der auffälligen Erkenntnisse war daher, dass die Wurzeln nicht einfach alles vermieden, was verfault war“, sagt Friml. „Sie reagierten spezifisch auf zerfallendes Pflanzenmaterial. Das zeigt uns, dass Saprotropismus keine allgemeine Reaktion auf Verwesung ist, sondern eine gezielte Reaktion auf pflanzlichen Verwesungsstoff.“

Diese Reaktion wurde nicht nur bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Acker-Schmalwand) beobachtet, sondern auch bei Kulturpflanzen wie Raps, Tomaten und Weizen – was darauf hindeutet, dass Saprotropismus unter Pflanzen weit verbreitet ist.

Die Wirkung eines winzigen ‚Pflanzenfriedhofs‘ beobachten

Das Team fand heraus, dass ein entscheidendes Signal von Mikroorganismen, insbesondere Pilzen, ausgeht, wenn diese abgestorbenes Pflanzenmaterial zersetzen. Während der Zersetzung setzen Pilze saure Stoffwechselprodukte frei, darunter organische und phenolische Säuren. Diese Verbindungen diffundieren in den umgebenden Boden und erzeugen stabile lokale pH-Gradienten um das verrottende Material herum. Wurzeln können dieses Säuremuster bereits vor dem direkten Kontakt wahrnehmen und nutzen es als Orientierungshilfe, indem sie sich von der saureren Seite wegbiegen. Der „Pflanzenfriedhof“ sendet jedoch kein dauerhaftes Warnsignal – es hört automatisch auf, sobald das Material zu Erde geworden ist. „Sobald das Pflanzenmaterial fast vollständig zersetzt war, schwächte sich das saure Warnsignal ab – und die Wurzeln hörten auf, sich davon wegzubiegen“, erklärt Zhang.

Um den Prozess unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen, nutzten die Forschenden ein vertikales Split-Agar-System – eine flache, aufrechtstehende Platte, in der verschiedene Agar-Medien einen definierten chemischen Gradienten erzeugen. Während die Wurzeln entlang der Platte nach unten wachsen, können Wissenschafter:innen beobachten, ob sie sich auf ein bestimmtes Signal hin oder davon weg biegen, wie zum Beispiel den mit der Zersetzung verbundenen Säuregehalt. „Am ISTA nutzen wir seit vielen Jahren ähnliche Systeme, um zu untersuchen, wie Wurzeln in Richtung Wasser wachsen“, sagt Friml. Zu diesem speziellen Zweck war am Institut ein spezielles Vertikalmikroskop konstruiert worden. „Nun half dasselbe Setup dabei, ein gegenteiliges Verhalten aufzudecken: Wurzeln, die sich von einem potenziell schädlichen Reiz wegbewegen. Und anders als bei anderen Tropismen ist der Hauptakteur nicht das Pflanzenhormon Auxin.“

Wurzeln tanzen zum Klang von ABA

Innerhalb der Wurzel wird ein externes Signal in eine Wachstumsentscheidung umgewandelt: Zellen an der Wurzeloberfläche erkennen, dass eine Seite der Wurzel einem stärkeren Säuregehalt ausgesetzt ist als die andere. Dieses ungleichmäßige Signal verändert die Verteilung des Pflanzenhormons Abscisinsäure (ABA) über die Wurzelspitze hinweg. Infolgedessen wird das innere Gerüst der Wurzelzellen neu angeordnet, was dazu führt, dass eine Seite der Wurzel anders wächst als die andere. Die Wurzel biegt sich dann von dem verrottenden Pflanzenmaterial weg.

„Unsere Forschung zeigt, dass verrottendes Pflanzenmaterial nicht nur eine passive Nährstoffquelle ist“, erklärt Zhang. „Es schafft eine chemische Landschaft, die Wurzeln lesen können. Der Saprotropismus zeigt, wie Pflanzen die mikrobielle Aktivität im Boden interpretieren und entsprechend Wachstumsentscheidungen treffen.“

Grundlagenforschung mit Relevanz für Landwirtschaft und Ernährungssicherheit

Die Entdeckung des Saprotropismus – ein von den Autor:innen der Studie geprägter Begriff – eröffnet neue Forschungsansätze, beispielsweise dazu, wie Wurzeln mikrobielle Aktivität im Boden interpretieren. Langfristig könnte ein besseres Verständnis solches Verhaltes von Wurzeln dazu beitragen, Ansätze in der Landwirtschaft, der Bodenbewirtschaftung und der Widerstandsfähigkeit von Kulturpflanzen zu entwickeln.

„Landwirtschaftliche Praktiken wie das übermäßige Einarbeiten von unverrotteten Ernterückständen können große Verrottungszonen schaffen, die die Fähigkeit der Wurzeln übersteigen, diese zu umgehen. Das erhöht möglicherweise die Anfälligkeit für schädliche Mikroben und begünstigt Wurzelkrankheiten“, erklärt Zhang. Das Verständnis der molekularen Grundlagen des Saprotropismus eröffnet neue Möglichkeiten, Nutzpflanzen zu entwickeln, die besser in der Lage sind, pathogenreiche Umgebungen zu erkennen und zu meiden. „In Zukunft könnten Züchtungen oder gentechnisch veränderte Sorten mit einer stärkeren Fähigkeit zur ‚Vermeidung von Verrottungszonen‘ herkömmliche Strategien zur Krankheitsresistenz ergänzen. So könnte man Begegnungen zwischen Wurzeln und Krankheitserregern verhindern, bevor es zu einer Infektion kommt“, skizziert er.

Institute of Science and Technology Austria

Originalpublikation:

Zhulatai Bao, Huihui Wang, Ai Zhang, Ruxi Gao, Wen Gu, Ni Fan, Jiří Friml, and Yuzhou Zhang. 2026. Roots navigate around decay regions by sensing local pH gradients. Science. DOI: 10.1126/science.adw6568
https://doi.org/10.1126/science.adw6568

Klimawandel verändert Hitzeschutz von Amazonas-Bäumen und damit die Atmosphärenchemie

Fri, 10 Jul 2026 09:34:00 +0200

Der Amazonas-Regenwald ist einer der größten Kohlenstoffspeicher der Erde und zugleich die weltweit größte Quelle biogener flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs). Diese kohlenstoffhaltigen Gase werden natürlicherweise von Pflanzen produziert und freigesetzt, sie schützen die Bäume vor verschiedenen Stressfaktoren, wie etwa oxidative Schäden oder Fressfeinde. In der Atmosphäre reagieren VOCs schnell mit anderen Gasen und beeinflussen so die Bildung von Aerosolen und Wolken – und damit das regionale Klima und Niederschläge.

Forschende des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie und des Nationalen Instituts für Amazonasforschung (INPA) haben untersucht, wie sich die Klimaerwärmung auf VOC-Emissionen auswirkt. Am Amazon Tall Tower Observatory (ATTO) im abgelegenen Amazonas-Regenwald bestimmten sie bei unterschiedlichen Temperaturen sowohl die Emissionen verschiedener VOCs als auch die physiologischen Schlüsselmerkmale der Bäume, die mit Photosynthese und Hitzetoleranz zusammenhängen. Dabei verglichen sie zwei ökologische Gruppen mit unterschiedlichen Blattwechselstrategien. Immergrüne Bäume tragen das ganze Jahr über Blätter. Laubabwerfende Bäume entlauben ihre Kronen einmal jährlich während der Trockenzeit, in tropischen Regenwäldern aber nur für etwa einen Monat und damit deutlich kürzer als hiesige Laubbäume.

Die Ergebnisse zeigen, dass Blätter bei höheren Temperaturen deutlich mehr VOCs abgeben. Zudem verschiebt sich das Emissionsmuster: Anstelle von Isopren (fünf Kohlenstoffatome) setzten die Bäume vermehrt hochreaktive Monoterpene (zehn Kohlenstoffatome) und Sesquiterpene (15 Kohlenstoffatome) frei. Diese Verschiebung war bei laubabwerfenden Arten besonders ausgeprägt. Monoterpene und Sesquiterpene sind chemisch besonders reaktiv und können atmosphärische Prozesse stark beeinflussen. Die verstärkten Emissionen sowie die Verschiebung hin zu kohlenstoffreicheren Verbindungen bedeutet auch, dass mehr Kohlenstoff aus dem Wald in die Atmosphäre entweicht.

„Wir stellten fest, dass verschiedene Baumarten unterschiedliche Strategien gegen Hitzestress nutzen“, erklärt Dr. Michelle Robin, Erstautorin der Studie und Postdoktorandin am Max-Planck-Institut für Biogeochemie. Laubabwerfende Arten, die Isopren freisetzen, zeigten höhere Photosyntheseraten. Dies deutet darauf hin, dass sie sich auf die schützende Wirkung der VOCs verlassen. Immergrüne Arten ohne Isopren-Emission wiesen dagegen eine höhere Durchlässigkeit der Blattporen (Stomata) auf, -was Abkühlung durch Verdunstung ermöglicht, sowie eine stabilere Hitzetoleranz photochemischer Prozesse. Dies deutet auf eine Strategie hin, die auf physiologische Stabilität setzt.

Frühere Studien haben gezeigt, dass das Abwerfen von Blättern in der Trockenzeit als Schutzmechanismus gegen Dürre und Fressfeinde dient. Laubabwerfende Bäume sind daher möglicherweise generell widerstandsfähiger gegen Hitze- und Trockenstress. Wesentlich ist, dass Bäume ihre Strategie anpassen können. Selbst typischerweise immergrüne Arten können unter Stress Laub abwerfen. Bei anhaltender Erwärmung und häufigeren Hitzewellen könnten sich die Amazonas-Wälder daher zunehmend in Richtung laubabwerfend entwickeln – damit einhergehend auch mit potenziell verstärkten VOC-Emissionen.

Abschließend testete das Team, ob die Berücksichtigung von Blattwechselstrategien die Genauigkeit von Isopren-Emissionen in Vegetationsmodellen erhöht. Herkömmliche Ansätze überschätzen die Isopren-Flüsse deutlich. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass Modelle mit phänologisch angepassten Parametern, die auf Feldmessungen am ATTO-Standort basieren, realistischere Emissionsschätzungen liefern“, resümiert Dr. Eliane Gomes Alves, Projektgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Biogeochemie.

Klimaprognosen sagen für die kommenden Jahrzehnte steigende Temperaturen und häufigere Hitzeextreme im Amazonasgebiet voraus. Die neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass dies die Kohlenstoffspeicherung in den Bäume verändern könnte, bedingt durch die Menge und Art der freigesetzten VOC-Verbindungen. Da diese VOC-Emissionen die Atmosphärenchemie, die Aerosolbildung, die Wolkenentwicklung und den Kohlenstoffkreislauf beeinflussen, könnten selbst kleine Veränderungen im Emissionsmuster regionale – und möglicherweise auch globale – Klimaprozesse verändern.

Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Originalpublikation:

Robin, M., de Souza, V.F., Byron, J. et al. Coordinated volatile isoprenoid production and leaf turnover strategy protect central Amazon Forest trees against stress. Commun Earth Environ 7, 451 (2026). doi.org/10.1038/s43247-026-03668-9

Warum Sexualbildung im Biologieunterricht unverzichtbar ist - Impuls des VBIO

Thu, 09 Jul 2026 10:57:53 +0200

Ein ganzheitlicher Sexualitätsbegriff umfasst biologische, soziale, kulturelle und persönliche Aspekte. Sexualbildung ist daher eine überfachliche Aufgabe. Gleichwohl kommt dem Biologieunterricht – ausgehend von der Vermittlung biologischer Grundlagen – dabei eine zentrale Rolle zu.

„Dies ist auch der Grund, warum wir uns als Biologie-Verband in unserer Gesamtheit hinter den Impuls unserer Sektion Fachdidaktik der Biologie stellen“, so Markus Engstler, Präsident des VBIO „Aber neben biologischen Grundlagen müssen die vielfältigen gesellschaftlichen und historischen Kontexte einbezogen werden.“

Biologisches Fachwissen soll alter- und entwicklungsangemessen, aber auch umfassend und differenziert vermittelt werden. Dabei sind die biologischen Perspektiven auf Geschlechtsbestimmung (chromosomal, gonadal, hormonell, morphologisch) offenzulegen. Varianten der Geschlechtsentwicklung, Intergeschlechtlichkeit, verschiedene Formen der sexuellen Orientierung, sowie Transidentität sollen angesprochen und reflektiert werden.

Der Biologieunterricht adressiert dabei Sexualaufklärung (Vermittlung von biologischem Wissen), Sexualerziehung (Vermittlung von Werten und Normen) und Sexualbildung (Befähigung zur Selbstbestimmung) gleichermaßen, aber mit unterschiedlichen Schwerpunkten.

„Über die Förderung von Selbstbestimmung hinaus, hat schulische Sexualbildung auch den Auftrag einen strukturellen Beitrag zur Prävention sexualisierter Gewalt zu leisten. Kinder und Jugendliche müssen Kommunikationsstrukturen erfahren und erlernen, in denen grenzverletzendes Verhalten klar benannt werden kann. Schule sollte ein safer space sein, in dem Werte wie Konsens, Respekt und Diskriminierungsfreiheit gelebt werden“, sind sich Dr. Britta Lübke (Universität Hamburg) und Prof. Dr. Sonja Schaal (PH Ludwigsburg), die maßgeblich an der Entstehung des Papiers mitgewirkt haben, einig.

Die Autor/-innendes Papiers legen dar, dass biologische Erkenntnisse sowohl in ihrer Komplexität als auch in ihrer Kontextualisierung präsentiert werden müssen, um eine kritische Reflektion biologischer und gesellschaftlicher Konstruktionen zu ermöglichen. Die kritische Analyse von Biologismen, die traditionelle Rollen oder Normen legitimieren, soll zu der Erkenntnis beitragen, dass normative Aussagen nicht aus biologischen Fakten abgeleitet werden können.

Sexualbildung bedarf einer werteorientierten, diversitätssensiblen, inklusiven Lernumgebung und einer alters- und entwicklungsgerechten Unterrichtsgestaltung, die die psychosexuelle Entwicklung, Entwicklungsaufgaben und Lebenswelten berücksichtigt.

„Das sind hohe Anforderungen, die da an Lehrende gestellt werden“ weiß Prof. Dr. Moritz Krell, Vorsitzender der FDdB. „Um Sexualbildung kompetent vermitteln zu können benötigen wir umfassende Aus- und Fortbildungen in allen Phasen der Lehrkräftebildung“.

Auch in der Sexualbildung sind Grundlagen des Beutelsbacher Konsenses von hoher Bedeutung, insbesondere das Überwältigungsverbot (keine Indoktrination durch Lehrkräfte). Kontroverse Positionen in Wissenschaft, Gesellschaft und Politik sollen sichtbar gemacht werden. Schulexterne Fachkräfte wie Sexualpädagog/-innen oder Peer-Projekte können den Unterricht ergänzen. Die Verantwortung bleibt jedoch bei der Lehrkraft, die insbesondere eine zielgruppenorientierte Planung und Qualitätssicherung sicherstellen muss. Schulische Sexualbildung soll im Dialog mit Eltern und Erziehungsberechtigten erfolgen. Ziel ist eine gemeinsame Basis zwischen schulischem Auftrag und elterlichen Erziehungsvorstellungen.

Schulische Sexualbildung im Biologieunterricht fördert die Kompetenzentwicklung im Umgang mit den biologischen Grundlagen und eröffnet einen wertorientierten, diversitätssensiblen und diversitätsgerechten Diskursraum.

(VBIO)

Zum Impuls

Dynamic Population Breeding verbessert die Haltung des Türkisen Prachtgrundkärpflings

Thu, 09 Jul 2026 10:20:55 +0200

Der in Südostafrika beheimatete Türkise Prachtgrundkärpfling (Nothobranchius furzeri, Killifisch) lebt in Gewässern, die in der Regenzeit entstehen und in der Trockenzeit wieder verschwinden. An diesen ständigen Wechsel hat sich der Fisch extrem gut angepasst: Innerhalb weniger Monate durchläuft er seinen gesamten Lebenszyklus – vom Schlüpfen über die Fortpflanzung bis hin zum natürlichen Tod. Seine kurze Lebensspanne macht ihn zu einem wertvollen Modellorganismus für die Alternsforschung, denn Prozesse, die bei anderen Wirbeltieren oft Jahre dauern, können beim Killifisch innerhalb weniger Wochen untersucht werden.

Um längere Trockenzeiten zu überstehen, sind Killifisch-Embryonen in der Lage, in einer natürlichen Ruhephase, der sogenannten Diapause, zu verharren und ihre Entwicklung erst Monate später unter passenden Umweltbedingungen fortzusetzen. Sie können sogar mehrere Jahre im Ei überdauern. Nach dem Schlupf hingegen altern die Tiere extrem schnell. Diese besondere Biologie macht den Killifisch zu einem wichtigen Modellorganismus für die Forschung. Mehrere Aspekte des menschlichen Alterns – darunter Veränderungen des Immunsystems, des Gehirns oder der Fortpflanzungsfähigkeit – lassen sich somit an diesem kurzlebigen Wirbeltier untersuchen.

Forschende des Leibniz-Instituts für Alternsforschung – Fritz-Lipmann-Institut (FLI) in Jena haben nun eine neue Zuchtstrategie entwickelt, um die langfristige Zucht und Haltung dieser Tiere zu verbessern und gleichzeitig die wissenschaftliche Aussagekraft zukünftiger Studien in der Alternsforschung zu stärken. „Die kurze Lebensdauer des Killifisches eröffnet einzigartige Möglichkeiten, grundlegende Fragen des Alterns zu erforschen", erklärt Dr. Beate Hoppe, Leiterin der Tierhaltung Fisch am FLI. „Gleichzeitig stellt sie uns vor die Herausforderung, die Tierbestände über viele Generationen hinweg stabil und reproduzierbar zu erhalten, damit sie von den Forschenden genutzt werden können."

Neue Strategie für die Zucht

Da es für die am FLI verwendeten Killifisch-Linien keine kommerziellen Anbieter gibt, erfolgt die gesamte Nachzucht der Fische institutsintern. Die kurze Generationszeit bringt dabei erhebliche Herausforderungen mit sich: Innerhalb weniger Wochen entwickeln sich die Tiere von Jungfischen zu fortpflanzungsfähigen Erwachsenen. Die schnelle Generationsfolge erhöht dabei das Risiko von Inzucht, genetischer Drift und unbeabsichtigter Selektion.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, entwickelte das Team um Dr. Beate Hoppe das Dynamic Population Breeding (DPB). Dieses dynamische Zuchtkonzept verbindet mehrere zeitlich versetzte Schlupfereignisse mit überlappenden Zuchtgruppen unterschiedlicher Generationen. Zusätzlich wird die natürliche Fähigkeit der Embryonen genutzt, ihre Entwicklung in einer Diapause zu unterbrechen, so dass Schlupfzeitpunkte gezielt gesteuert werden können. Damit reduziert sich die Abhängigkeit von einzelnen großen Zuchtansätzen und die Kolonie kann flexibler gesteuert werden.

Qualitätskontrollen führen zu stabileren Populationen und robusteren Nachkommen

Die Untersuchungen zeigten, dass die Fortpflanzungsleistung der Tiere mit zunehmendem Alter abnimmt. Doch durch regelmäßige Kontrollen der Gelege und die gezielte Auswahl geeigneter Zuchtgruppen konnten die alternsbedingten Veränderungen jedoch ausgeglichen werden: Leistungsfähigere Zuchttiere wurden identifiziert und weniger geeignete Tiere frühzeitig aus dem Zuchtprogramm ausgeschlossen.

„Wir verstehen unter einer modernen Tierhaltung mehr als nur die Versorgung unserer Tiere", betont Dr. Hoppe. „Sie bildet nicht nur die Grundlage für reproduzierbare Forschungsergebnisse, sondern trägt auch ganz entscheidend dazu bei, die Anzahl benötigter Versuchstiere auf das notwendige Mindestmaß zu begrenzen."

Überlebensrate in Abhängigkeit der embryonalen Entwicklung der Fische

Ein weiterer Schwerpunkt der Studie lag auf der Untersuchung der embryonalen Entwicklung. Die Ergebnisse zeigten, dass die Überlebenswahrscheinlichkeit der Nachkommen nicht nur von der Schlupfrate, sondern auch vom Zeitpunkt des Schlupfes beeinflusst wird. Jungfische, die zeitnah nach Erreichen des schlupfbereiten Stadiums schlüpften, wiesen eine höhere Überlebensrate auf als Tiere aus späteren Schlupfzeitpunkten.

Nach Einführung der DPB-Strategie verbesserten sich die Überlebensraten der Jungtiere deutlich. Gleichzeitig nahm die Schwankungsbreite zwischen einzelnen Zuchtkohorten ab. Die Populationen wurden insgesamt robuster und besser planbar.

„Unser Ziel ist es, bestmögliche Bedingungen für Tierwohl und Forschung miteinander zu verbinden", erläutert die Tierhausleitung. „Mit der neuen DPB-Strategie können wir sowohl die Qualität unserer Tierbestände als auch die Nachhaltigkeit ihrer Haltung verbessern."

Die neue Zuchtstrategie bietet eine praktikable Lösung für die langfristige Haltung kurzlebiger Modellorganismen. Künftig könnten ergänzende Verfahren wie die Kryokonservierung dazu beitragen, zusätzlich die genetische Vielfalt zu sichern. Die Ergebnisse liefern damit nicht nur einen wichtigen Beitrag zum Management von Killifisch-Kolonien, sondern schaffen auch die Grundlage für reproduzierbare Erkenntnisse in der Alternsforschung.

Leibniz-Institut für Alternsforschung - Fritz-Lipmann-Institut e.V.

Originalpublikation:

Uta Naumann, Julia Hammerer, Clemens Peters, Simone Gruner, Martin Neumann, and Beate Hoppe: Dynamic Population Breeding: A Structured Colony Management Strategy to Improve Reproductive Performance and Early Survival in Nothobranchius furzeri. Zebrafish. 2026 Jun 12:15458547261460388. doi: 10.1177/15458547261460388. https://doi.org/10.1177/15458547261460388

Globaler Wandel dezimiert das biokulturelle Erbe Amazoniens stärker als vermutet

Thu, 09 Jul 2026 10:06:20 +0200

Um den Wert des biokulturellen Erbes des Amazonas-Gebiets zu erforschen, erstellte die Forschungsgruppe um Rodrigo Cámara Leret, Professor für Tropische Pflanzenvielfalt und Ethnobotanik an der UZH, in einem ersten Schritt eine Datenbank, in der sämtliche Berichte zur Nutzung von Pflanzen in den Ländern Amazoniens (Brasilien, Peru, Kolumbien, Bolivien, Ecuador, Venezuela, Guyana, Suriname und Französisch-Guayana) dokumentiert wurden. Die Forschenden arbeiteten dabei mit Dr. Patrick Roehrdanz vom Moore Center for Science, Conservation International, USA, zusammen. Studienleiter Rodrigo Cámara Leret zur Bedeutung der Datenbank: «Die Studie hat zum ersten Mal Informationen aus 700 Quellen aus einem Zeitraum von mehr als 500 Jahren zusammengestellt. Wir konnten feststellen, dass die Völker des Amazonas-Gebiets mindestens ein Drittel der bekannten Pflanzenarten der Region nutzen.» In absoluten Zahlen sind das 5796 Pflanzenarten.

5796 Pflanzenarten werden genutzt
Obwohl die Datenbank einen grossen Fortschritt darstellt, werden weitere ethnobotanische Feldforschungen zweifellos zu bemerkenswerten neuen Entdeckungen führen, ist Cámara Leret überzeugt. «So konnten wir beispielsweise dank unserer partizipativen Zusammenarbeit mit dem indigenen Volk der Cacua eine neue Kronenpalmenart beschreiben, die der Wissenschaft bislang unbekannt war, obwohl sie vor Ort reichlich vorkommt und von den Cacua seit langem schon als zentral für ihre Ernährungssicherheit erachtet wird.»

Generell ist die Flora für die indigenen Gesellschaften in vielerlei Hinsicht wichtig: als Nahrung (Hülsenfrüchte, Pfirsichpalmen, Patauá-Öl u.v.a.), bei kulturellen Praktiken wie gemeinschaftliche Bräuche oder die Jagd, für Bauten sowie als Heilmittel. «Tabak zum Beispiel ist eine Pflanze, die vielfältig im Alltag genutzt wird», erzählt Cámara Leret. Die Indigenen kauen die Blätter der Tabakpflanze nicht nur als anregende Substanz, sondern verbrennen sie vor dem Betreten des Regenwalds, um die menschlichen Eindringlinge anzukündigen. Der spezielle Geruch soll die Waldgeister besänftigen und gefährlichen Tieren wie Schlangen Zeit für den Rückzug geben. «Solche Alltagsrituale zeugen vom Respekt vor der Natur und dem Wissen um die Abhängigkeit des Menschen vom Regenwald», betont Letztautor Jordi Bascompte, Professor für Ökologie an der UZH. Mehr noch, sie machen die kulturelle Identität der indigenen Gruppen aus – so wie etwa die französische oder italienische Küche identitätsstiftend für die entsprechenden Länder ist.

Ein Drittel weniger genutzte Pflanzen
In einem zweiten Schritt speisten die Forschenden die gesammelten Daten zu den genutzten Pflanzen in 8429 Modelle der Artenverbreitung ein und simulierten die Entwicklung der genutzten Pflanzen auf dem Hintergrund dreier Klimaszenarien des Weltklimarates. Wobei anzumerken ist, dass viele der genutzten Pflanzenarten bereits heute selten und nur in wenigen Gebieten verbreitet sind, wo sie zunehmend von hyperdominanten Arten verdrängt werden.

Die Forschenden konnten nun zeigen, dass der Klimawandel die Verbreitungsgebiete jener Pflanzenarten, die von Menschen genutzt werden, von 2060 bis 2080 stärker verringern wird als jene von nicht genutzten Pflanzenarten. Konkret heisst dies: Durch den Klimawandel werden indigene Kulturen durchschnittlich 28 bis 34 Prozent der genutzten Pflanzenarten verlieren und 18 bis 23 Prozent der damit verbundenen Ökosystemleistungen.

Das biokulturelle Erbe vermindert sich um 26 Prozent
Durch die Fokussierung auf die genutzten Pflanzen konnten die Forschenden in ihrer Studie die Auswirkungen des Artenverlusts mit dem Sprachensterben in Amazonien kombinieren. Stirbt eine Pflanzenart aus, gehen damit immer auch der indigene Name der Pflanze, deren Anwendungen und Nutzen und das Wissen um die Stellung der Pflanze im Ökosystem Regenwald verloren. Damit schwindet auch nach und nach der wertvolle und identitätsstiftende Wissensschatz über die reichste Flora der Welt.

Die Studie kann erstmals beziffern, wie stark das biokulturelle Erbe des Amazonas-Gebiets aufgrund des Arten- und Sprachensterbens ab 2060 bis 2080 voraussichtlich geschmälert wird – nämlich um minus 26 Prozent. «Es stellte sich heraus, dass jene Pflanzen, welche die indigenen Gemeinschaften nutzen, stärker verschwinden könnten, als bisher vermutet», sagt Cámara Leret und fügt an: «Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass der klimatische Kipppunkt für den Amazonas-Raum nicht nur Auswirkungen auf die biologische Vielfalt haben wird. Er wird auch bereits gefährdete Sprachen verstärkt unter Druck setzen, sodass das einzigartige kulturelle Erbe dieses Lebensraums kaskadenartig in Mitleidenschaft gezogen wird.»

Renaturierung und kulturelle Wiederherstellung
Die Studienergebnisse sollen – zusammen mit dem öffentlich zugänglichen Datensatz – als Leitfaden für die biologische Renaturierung und die kulturelle Wiederherstellung des Wissensschatzes im Amazonas-Gebiet dienen, sagt Cámara Leret. «Wir wollen mit den neuen Erkenntnissen dazu beitragen, die negativen Auswirkungen des globalen Wandels auf Ökosysteme und kulturelle Traditionen zu stoppen oder den Trend gar umzukehren.» Es sei wichtig, zusammen mit den indigenen Gesellschaften vor Ort die schriftliche Dokumentation des Wissens zur Flora in Amazonien weiter voranzutreiben und die Tradition der mündlichen Weitergabe zu erhalten.

Universität Zürich

Originalpublikation:
Cámara-Leret, R., Roehrdanz, P.R. & Bascompte, J. The forest of knowledge under global change. Nature (2026). doi.org/10.1038/s41586-026-10741-y

Junge Menschen schauen zunehmend pessimistisch in die Zukunft

Thu, 09 Jul 2026 10:00:00 +0200

„Der zunehmende Pessimismus junger Menschen sollte uns zu denken geben“, sagt UBA-Präsident Dirk Messner. „Unsere Aufgabe ist und bleibt es, der nächsten Generation eine lebenswerte Zukunft zu bieten, indem wir ihr einen intakten Planeten hinterlassen. Ein wichtiger Schlüssel ist es, junge Menschen umweltpolitisch noch stärker zu beteiligen. Sie fordern das berechtigterweise ein.“

Umwelt- und Klimaschutz ist laut der aktuellen Jugendbefragung des Umweltbundesamts für 73 Prozent der Befragten ein wichtiges Thema. Der Anteil der jungen Menschen, die das Thema als „sehr wichtig" einstufen, ist jedoch seit 2021 von 50 auf 30 Prozent gesunken. Zudem wird es im Vergleich zu anderen politischen Themen weniger stark priorisiert. Top-Themen sind für die jungen Menschen Kriminalität und öffentliche Sicherheit (für 54 Prozent „sehr wichtig“) sowie soziale Gerechtigkeit (für 53 Prozent „sehr wichtig“). Angesichts der vielfältigen gesellschaftlichen Krisen scheint der Umwelt- und Klimaschutz weiter in den Hintergrund zu treten.

Der Blick auf die Zukunft von Umwelt und Klima fällt ähnlich negativ aus wie in den früheren Jahren, 69 Prozent der Befragten sind pessimistisch. Der gesellschaftlichen Zukunft Deutschlands blicken mittlerweile 73 Prozent der jungen Menschen pessimistisch entgegen, 2021 waren es noch 54 Prozent. Auch der Blick auf die persönliche Zukunft ist negativer geworden. Zwar sind es hier nur 30 Prozent, die pessimistisch sind, aber im Vergleich zum Jahr 2021 ist das ein Zuwachs um 11 Prozentpunkte.

Das politische Interesse junger Menschen ist insgesamt hoch. 88 Prozent der Befragten ist es sehr wichtig in einer Demokratie zu leben, und 69 Prozent finden es gut, dass es die Europäische Union gibt. Zugleich bemängeln 78 Prozent der jungen Menschen, dass die sozialen Unterschiede in Deutschland zu groß sind.

Mit Blick auf die Zufriedenheit mit Akteuren bezüglich Umwelt- und Klimaschutz zeigt sich, dass nur 26 Prozent der Befragten finden, die Bundesregierung tue genug – 69 Prozent finden, sie tue nicht genug. Ähnlich sieht es bei Industrie und Wirtschaft sowie jeder und jedem Einzelnen aus: Nur 30 Prozent sehen das Engagement beider Gruppen als genügend an. Mehr politisches Gehör für die Forderungen junger Menschen in Klimafragen wünschen sich 70 Prozent der Befragten.

Nachhaltiger Konsum wie der Kauf von Bio-Lebensmitteln oder fair produzierten Produkten ist im Alltag vieler Befragter präsent. Auch zivilgesellschaftlich engagieren sich viele junge Menschen für Umwelt- und Klimaschutz, zum Beispiel indem sie Online-Petitionen unterstützen oder an Demonstrationen teilnehmen. Im Zeitvergleich ist nachhaltiges Alltagshandeln sowie Umwelt- und Klimaengagement seit 2021 allerdings zum Teil rückläufig.

In der Studienreihe „Zukunft? Jugend fragen!“ werden seit 2017 junge Menschen zwischen 14 und 22 Jahren alle zwei Jahre zu ihrem Umweltbewusstsein und ihren umweltbezogenen Einstellungen und Politikerwartungen befragt. Die letzte repräsentative Erhebung fand im Dezember 2025 statt und umfasste 1.311 Personen im Alter von 14 bis 22 Jahren. Sie erfolgte als Zusatzbefragung im Rahmen der Umweltbewusstseinsstudie 2026 und wurde vom Institut für ökologische Wirtschaftsforschung (IÖW) in Kooperation mit Verian im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt.

Umweltbundesamt

Zur Jugendstudie

Gendatenbanken als Schlüssel für den globalen Vorteilsausgleich: Neuer Leitfaden in Nature Scientific Data erschienen

Thu, 09 Jul 2026 09:50:46 +0200

Über den Mechanismus wird derzeit im Rahmen der Verhandlungen für ein neues weltweites Biodiversitätsabkommen der Vereinten Nationen entschieden. „Die Verhandlungsführenden haben die biologischen Datenbanken gebeten, im Rahmen des neuen Mechanismus zur Aufteilung der Vorteile eine unterstützende Rolle zu übernehmen. Sie haben ein sorgfältiges Gleichgewicht gefunden zwischen dem Schutz der Rolle der Datenbanken als grundlegende Forschungsinfrastruktur und der Erhöhung von Transparenz sowie Rechtssicherheit, um die Aufteilung der Vorteile global zu verbessern.“, informiert Dr. Amber Hartman Scholz, Leiterin der DSMZ-Abteilung Science Policy und Internationalisation.

Die Herausforderung: Offene Wissenschaft vs. Gerechter Ausgleich
Digitale Sequenzinformationen von genetischen Ressourcen sind die Grundlage der modernen Lebenswissenschaften (beispielsweise Medizin oder auch Pflanzenzucht). Auf UN-Ebene - insbesondere durch die Beschlüsse der UN-Biodiversitätskonferenz COP16, Decision 16/2 - wurde ein multilateraler Mechanismus vereinbart, um finanzielle Erlöse aus der Nutzung dieser digitalen Daten fair mit den Herkunftsländern und indigenen Völkern zu teilen. Bislang fehlte es jedoch an einer globalen Infrastruktur, um diese rechtlichen Vorgaben ohne bürokratische Hürden in bestehende, frei zugängliche Gendatenbanken zu integrieren.

Skalierbare Maßnahmen für biologische Datenbanken
Unter der Federführung von Dr. Amber Hartman Scholz werteten die Autoren globale Umfragen, Interviews und Fach-Workshops mit Mitarbeitenden internationaler Datenbanken aus. Die Studie identifiziert konkrete, skalierbare Maßnahmen, die ab sofort umgesetzt werden können:

• Optimierte Aufklärung der Nutzenden: Automatische Benachrichtigungen beim Upload informieren Forschende direkt in der Datenbankoberfläche über geltende Compliance- und das UN-Mechanismen.
• Bessere geografische Metadaten: Datenbanken müssen die geordnete Erfassung des Ursprungsortes einer Probe strukturell vereinfachen.
• Anpassung der Nutzungsbedingungen: Integration der UN-Richtlinien in die rechtlichen Vereinbarungen in den Nutzungsbedingungen der Datenbanken, um Rechtssicherheit zu verstärken.
• Erfassung nicht-monetärer Vorteile: Neue Ansätze dokumentieren den Wissenstransfer, wie Kapazitätsaufbau in Entwicklungsländern, gemeinsame Publikationen und freie Schulungsprogramme.

Ethische Verpflichtung der Wissenschaft
„Die öffentlichen Datenbanken für digitale Sequenzinformationen sind unverzichtbare Referenzkorpora für Forschende weltweit, daher setzen wir uns zusammen mit der internationalen Wissenschafts-Community für den Erhalt eines offenen und kostenfreien Zugangs zu diesen Daten ein. Die Unterstützung eines gerechten Vorteilsausgleichs sehen wir als ethische Verpflichtung der Wissenschaft – dies schließt auch die Betreibenden wissenschaftlicher Dateninfrastrukturen ein.“, erklärt Dr. Barbara Ebert, Geschäftsführerin der Gesellschaft für biologische Daten e. V. und Projektleiterin der Machbarkeitsstudie, in deren Rahmen Vorarbeiten für den Leitfaden entstanden. Mit dem Vorschlag der internationalen Autorengruppe behalten biologische Datenbanken ihren offenen Charakter, sichern jedoch gleichzeitig die globale Nachhaltigkeit und die Einhaltung internationaler Verträge. „Der offene Charakter der Datenbanken ist eine wesentliche Anforderung unserer Spitzenforschenden in Deutschland. Daher haben wir uns mit Partnern aus der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur NFDI in der Studie engagiert und sind stolz auf das Ergebnis“, erläutert Dr. Amber Hartman Scholz abschließend.

Die Arbeiten wurden durch das Bundesamt für Naturschutz (BfN) mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit gefördert (Projektnummer 3522800600).

Transparenz-Hinweis:
Die Recherche für diese Pressemitteilung wurde durch KI (Gemini) unterstützt. Menschliche Redaktion und Endkontrolle erfolgte durch Sven-David Müller von der Stabsstelle Wissenschaftskommunikation der DSMZ.

Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH

Originalpublikation:

Raposo, D.S., Faggionato, D., Ebert, B. et al. How can biological databases support the new UN mechanism for benefit-sharing from digital sequence information?. Sci Data 13, 971 (2026). doi.org/10.1038/s41597-026-07725-y