Blei, Zink, Cadmium: Was Mensch, Tier und die meisten Pflanzen schwer
krank macht, stört die Hallersche Schaumkresse wenig. Sie hat sich
genetisch so angepasst, dass sie auch auf Böden wachsen kann, die mit
Schwermetallen verseucht sind. Dies wiesen Forschende der Eidgenössischen
Forschungsanstalt WSL an Pflanzen von unterschiedlich stark belasteten
Standorten nach.

Die polnische Olkusz-Region, die eines der grössten Blei-Zink-Vorkommen
der Welt und entsprechend viele Minen beherbergt, hält einen traurigen
Rekord: Hier liegen einige der am stärksten verseuchten Böden Europas. Die
mittleren Konzentrationen von Cadmium, Zink und Blei können fünf- bis
zehnmal so hoch sein wie die Sanierungsgrenzwerte in der Schweiz. Pflanzen
wachsen schlecht hier, denn die Schwermetalle verlangsamen die biologische
Aktivität im Boden und behindern wichtige Prozesse in den Pflanzenzellen.
Die Hallersche Schaumkresse (Arabidopsis halleri) jedoch gedeiht in dieser
Region prächtig. Sie hat im Laufe der Evolution einen besonders effektiven
Umgang mit Umweltgiften erworben. Dies wiesen Forschende der Eidg.
Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL gemeinsam mit
Forscherinnen von der Polnischen Akademie der Wissenschaften (PAN) in
Krakau in einer genetischen Studie nach. Sie stützen sich dabei auf einen
polnischen Feldversuch, bei dem Kressepflanzen von vier Standorten – zwei
verseuchten und zwei unverseuchten – untersucht wurden.

Reaktion auf Umweltstress

Die WSL-Forscher Christian Sailer und Christian Rellstab haben das gesamte
Genom der verschiedenen Gewächse untersucht. «Wir haben bei Pflanzen von
Standorten mit und ohne Schwermetalle markante Unterschiede an bestimmten
Stellen im Genom gefunden», sagt Rellstab. «Dies dürfte damit
zusammenhängen, dass sich diese Kresse an Schwermetalle im Boden angepasst
hat, und zwar durch genetische Veränderungen an genau diesen Stellen.» Die
betreffenden Gene steuern Reaktionen, mit denen Pflanzen auf widrige
Umweltbedingungen reagieren. In einem Fall handelt es sich um den
Transport von Metallen in bestimmte Zellbestandteile, die Vakuolen, in
denen Schwermetalle und andere Gifte eingelagert und so unschädlich
gemacht werden. Andere der entdeckten Erbgutabschnitte gehören zum
Reparatursystem, das durch Schwermetalle verursachte Schäden an
Zellbestandteilen oder an der DNA korrigiert.

Böden mit Pflanzen reinigen

Diese Resultate, die in der Fachzeitschrift Scientific Reports
veröffentlicht wurden, sind für die Sanierung von verseuchten Standorten
von Bedeutung – möglicherweise auch in der Schweiz. Laut dem Altlasten-
Kataster sind über 30‘000 Standorte auf einer Fläche von insgesamt 220
Quadratkilometern mit Chemikalien und Schwermetallen belastet, was der
Grösse des Kantons Zug entspricht. Rund 4000 Standorte werden saniert. Die
Begrünung mit Pflanzen ist ein möglicher Weg dafür, indem entweder der
Bewuchs den belasteten Boden stabilisiert, oder indem die Pflanzen die
Schadstoffe aufnehmen, welche dann durch Ernten entfernt werden können.
Die Hallersche Schaumkresse ist zwar zu klein dafür, aber ein sehr gutes
Forschungsobjekt. Sie kann nämlich nicht nur extrem hohe
Schwermetallkonzentrationen aushalten, sondern auch grosse Mengen davon
aus dem Boden aufnehmen und in ihren Pflanzenzellen unschädlich einlagern.
Die aktuelle Studie zeigt, dass dabei vor allem die Transport-Gene eine
wichtige Rolle spielen. Diese Mechanismen besser zu verstehen, könnte
dabei helfen, besonders widerstandsfähige Pflanzen für die Bodensanierung
zu züchten.

«Damit wir angepasste Pflanzen für die Sanierung verwenden können, müssen
wir die Mechanismen der Schwermetall-Anpassung genau kennen», sagt der
Pflanzenphysiologe Pierre Vollenweider von der WSL. Die Studie baut auf
Erfahrungen der WSL-Forschenden mit dem Genom von A. halleri auf, sowie
auf frühere Forschungsprojekte zur Anpassung von Pflanzen an Schwermetalle
und andere Umweltbelastungen. Die Zusammenarbeit mit den polnischen
Kolleginnen entstand durch das erste Sciex-Programm, ein Förderprogramm
des Bundes im Rahmen der EU-Osterweiterung.

Originalpublikation:
Christian Sailer et al. Transmembrane transport and stress response genes
play an important role in adaptation of Arabidopsis halleri to
metalliferous soils. Scientific Reports, volume 8, Article number: 16085
(2018). DOI: 10.1038/s41598-018-33938-2

Besetzung:

Mariza, vocals – José Manuel Neto, portuguese guitar – Pedro Jóia, classic guitar – Fernando Araújo, acoustic bass – Hugo Marques, drums/percussion

Rezension:

Sie ist die schillerndste der aktuellen weiblichen „Grössen“ des Fado. Die sehr extrovertierte,  als Marisa dos Reis Nunes am 16. Dezember 1973 in Lourenço Marques Mosambik geborene Sängerin, feiert etwas viel eher sich selbst als den Fado, lässt die Demut gegenüber diesem portugiesischen immateriellen UNESCO Welterbe vermissen. Ins Konzert startete die wasserstoffblonde hochgewachsene Sängerin mit einem traditionellen Fado, bei dem auch der wichtige Part der portugiesischen Gitarre zum Tragen kam. Dieses Instrument, das mit künstlichen Fingernägeln (Unhas Postiças) gezupft wird, gilt als das weltweit am härtesten gespannte Saiteninstrument überhaupt

Einsatz zusätzlicher Instrumente, entgegen der Tradition

Die klassische Instrumentenbesetzung beim Fado besteht in der Regel aus einer Guitarra Portuguesa (einem zwölfsaitigen, birnenförmigen Instrument, etwa ein Drittel kleiner als eine klassische Gitarre), einer Viola (klassische Gitarre) und einem Kontrabass, bzw. einer Bass-Viola. Im Unterschied zu andern bekannten Fadointerpretinnen der aktuellen Generation wie. zum Beispiel Ana Moura, Luisa Rocha, Misia oder ganz besonders Carminho, bedient Mariza sich auch eher ungewöhnlicher zusätzlicher Instrumente bei der Performance der traditionellen Sehnsuchtslieder. So sassen an diesem Abend auch ein Akkordeonist und ein Perkussionist auf der Bühne Das ist nicht per se schlecht, wenn dies aber nur dem Zweck von mehr Spektakel dient, konterkariert es die lange Tradition des „Gosto de ser triste“, des Genusses traurig zu sein. Ebenso verwässert es den so typischen, an sich schon perfekten Fadosound. Dazu noch in einem transparenten Kleid tänzelnd Hüften schwingen und Po wackeln tut einem Fadokenner, als den ich mich bezeichnen darf, nur noch weh und lässt mich Kopf schütteln.

Sängerin mit aussergewöhnlicher Stimme

Sie performt einen Mix aus brasilianischer Musik, Gospel, Jazz und Soul, aufgemixt mit etwas Karibiksound und portugiesischer Folklore. Sie tut  das mit einer aussergewöhnlichen Stimme, die im Jahre 2000 zur besten Fadostimme des Jahres gekürt wurde. Da passt die BBC Auszeichnung zur Künstlerin der Weltmusik 2003 und die Nomination im Jahr 2007 für ihr Album „Concerto em Lisboa“ für den Latin Grammy in der Kategorie Bestes Folk Album weit besser.

Auf der Homepage des Veranstalters wird die Künstlerin als Fado Diva bezeichnet. Diva, da stimme ich zu, aber weit weg von einer Fadista.

Versöhnlicher Abschluss mit einem „richtigen“ Fado

Als letztes Lied des Konzerts gab es mit „Primavera“ doch noch ein richtiges Fado, mit dem sie demonstrierte, dass sie sehr wohl Fado kann. Nur wenn ich den Begriff grosszügig sehr weit fasse, lässt sich das Gebotene unter „Fado“ einordnen. Eine Art portugiesischer Musikantenstadl triffts wohl eher. Auch vermisste ich, dass keine einzige „Guitarrada“ vorgetragen wurde, bei der die Instrumentalisten ihr Können demonstrieren dürfen und wie es eigentlich bei Fadokonzerten üblich ist. Dem Publikum gefiel diese Art von Musik trotzdem, vor allem die vielen portugiesisch sprechenden, in der Schweiz wohnhaften, liessen sich mitreissen und, ja, zum mitklatschen und mitsingen animieren. Dementsprechend heftig fiel dann auch der Schlussapplaus aus und führte beinahe zu einer stehenden Ovation.

Trailer Mariza – Primavera

www.youtube.com/watch?v=SU2xGmhoX1M

GUITARRADA| José Duarte| Bruno Costa

www.youtube.com/watch?v=4FTo8DGKshU

Text: www.leonardwuest.ch

Fotos:

www.allblues.ch

https://www.mariza.com/

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Zu den größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts gehört neben der
wachsenden Bevölkerung und Klimaveränderungen die Verdichtung urbanen
Lebens. Gleichzeitig werden Anbauflächen knapp und die Landwirtschaft
kommt an ihre Grenzen.Deshalb arbeiten Forscherinnen und Forscher der
Technischen Universität Braunschweig und der Humboldt-Universität zu
Berlin in einem Konsortium an einer Machbarkeitsstudie zur neuartigen
Nahrungsmittelproduktion in miteinander verbundenen, kommunizierenden und
standardisierten Produktionscontainern – den sogenannten CUBES.

Um Landwirtschaft effektiv zu betreiben, werden große Mengen an
Nährstoffen, Düngemitteln sowie Schädlings- und Unkrautbekämpungsmitteln
eingesetzt. Darüber hinaus ist sie abhängig von klimatischen Einflüssen.
„Mit CUBES wollen wir die Nachteile bisheriger Agrarproduktionssysteme
überwinden“, sagt Professor Christoph Herrmann vom Institut für
Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF) an der TU Braunschweig.

CUBES sollen ein geschlossenes System bilden, die aus
Produktionscontainern mit stapelbarer Grundform bestehen und durch
biokybernetische Kreisläufe geregelt werden. „Aufbauend auf dem
Verständnis biologischer Prozesse soll das Agrarproduktionssystem so
betrieben werden, wie man es aus Prozessketten in der Produktion
technischer Produkte kennt“, so Herrmann.

Wie bei der Aquaponik sollen gemeinsame Wasser- und Nährstoffkreisläufe
gebildet werden: Fische werden dabei in Aquakulturen gezüchtet und
Pflanzen auf Substrat (Hydrophonik). In den CUBES kann durch das
symbiotische Zusammenspiel von Gemüse-, Fisch- und Insektenzucht und durch
geschlossene Systeme der Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden stark
reduziert werden. Insekten ergänzen diese Symbiose sinnvoll, damit noch
weniger externe Ressourcenströme wie Nahrung für die Fische notwendig
sind. Indem Grundsätze verschiedener geschlossener Kulturverfahren in eine
neue Prozesskette integriert werden, sollen Nahrungsmittel ohne
Zusatzstoffe, ohne Emissionen und ohne Abfallstoffe produziert werden.
Zudem sind die Produktionscontainer geschützter vor äußeren Einflüssen wie
zum Beispiel Dürren. Ein weiterer Vorteil der CUBES ist der modulare
Aufbau und ihre Erweiterbarkeit. So können sie an ländlichen, urbanen und
sogar wüstenähnlichen Standorten eingesetzt werden.

Das Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik der TU
Braunschweig beschäftigt sich in dem Verbundprojekt mit der ganzheitlichen
Planung des CUBES Circles-Systems, mit der ökologischen Wirkung, mit
Kosten sowie Visualisierungs- und Interaktionsformen.

Zur ganzheitlichen Planung betrachtet das Institut Medien-, Energie- und
Datenströme zwischen einzelnen CUBES sowie CUBES-Verbünden und der
Umgebung mittels Simulation. Dazu entwickeln sie zunächst eine
lebenszyklusübergreifende Methode für die Bewertung der Effizienz, der
Akzeptanz in der direkten Umgebung und der Anpassungsfähigkeit des
Produktionssystems: „Normalerweise analysieren und bewerten wir den
Lebenszyklus eines einzelnen Produktes oder Prozesses. In den CUBES
Circle-Produktionssystemen hingegen entstehen drei Haupterzeugnisse –
Gemüse, Insekten, Fische – simultan. Zusätzlich verschmelzen die
Lebenszyklen der unterschiedlichen Erzeugnisse, zum Beispiel Insekten als
Fischfutter“, sagt Lennart Büth vom IWF. Für diesen Zweck entwickeln die
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler etablierte Methoden der
Lebenszyklusbewertung weiter.

CUBES-Betreiber sollen in Echtzeit auf Daten zu Kosten der Anlage, zum
Betrieb und ihre Umweltauswirkungen zugreifen. Mit diesen Daten können
Forscherinnen und Forscher bewerten, inwieweit das System unter
zukünftigen Umwelt- und Technikbedingungen angepasst werden muss. Die
erfassten Daten fließen in die Visualisierung des CUBES-Konzeptes ein und
unterstützen den Betreiber bei der Interaktion mit der Anlage. Das
Forschungsteam an der TU Braunschweig befasst sich deshalb mit Mixed-
Reality-Applikationen. Sie dienen zum einen der Außendarstellung in der
Öffentlichkeit. Zum anderen als Interaktionsschnittstelle zwischen Mensch
und Maschine im Produktivbetrieb. So kann der Betreiber komplexe
Zusammenhänge intuitiv erkennen, planen und steuern.
Ziel der Forschung ist die Erstellung einer Machbarkeitsstudie, eines
sogenannten proof-of-concepts bzw. eines Demonstrators. CUBES Circles wird
vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Der
Förderzeitraum beginnt im März 2019 und endet im Februar 2024.

Projektpartner:

Humboldt-Universität zu Berlin, Hochschule Weihenstephan-Triesdorf,
Technische Universität Chemnitz, Gesellschaft für soziale
Unternehmensberatung mbH Julius Kühn-Institut, Hermetia Baruth GmbH,
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei

Im Spätpleistozän (vor 125.000 bis 12.000 Jahren) lebten zwei Bärenarten
in Europa: der Braunbär (Ursus arctos) und der heute ausgestorbene
Höhlenbär (Ursus spelaeus s.l.). Es wird angenommen, dass frühere
Braunbären sich ähnlich ernährten wie moderne Braunbären, aber die
Ernährungsweise der Höhlenbären ist noch unklar. Seit seiner Entdeckung
wird diskutiert, in welchem Ausmaß der Höhlenbär vegetarisch lebte. Eine
neue Veröffentlichung in der Zeitschrift Historical Biology wirft ein
neues Licht auf das Thema. Zwei Forscher aus Deutsch-land und Spanien
haben nun anhand von Unterkiefermerkmalen entdeckt, dass die Ernährung des
Höhlenbären wahrscheinlich hauptsächlich vegetarisch war.

Die charakteristische Form des Schädels, Unterkiefers und der Zähne des
Höhlenbären sind Anpassungen an seine Ernährung. Um die Ernährung des
Höhlenbären zu verstehen, haben die Forscher die Unterkiefer von
Höhlenbären sowie von modernen Bären mit sogenannten „Landmarks“,
biologisch bedeutsamen und wiedererkennbaren Messpunkten, versehen und
diese digitalisiert. Mit einer statistischen Methode, der sogenannten
geometrischen Morphometrie, verglichen die Forscher an Hand dieser
„Landmarks“ die dreidimensionale Form der Unterkiefer des Höhlenbären mit
der von modernen Bärenarten. „Die Analysen zeigten, dass die Entwicklung
des Unterkiefers des Höhlenbären in die gleiche Richtung ging wie bei
Riesenpandas. Die Ergebnisse wurden nun in der Zeitschrift Historical
Biology publiziert. „Dies gibt uns den Hinweis, dass Höhlenbären an eine
ähnliche Ernährung angepasst und primär vegetarisch waren.“, erklärt
Anneke van Heteren, Leiterin der Säugetiersektion an der Zoologischen
Staatssammlung München (SNSB-ZSM) und Hauptautorin des Artikels.

„In dieser Studie haben wir neueste statistische Methoden benutzt, welche
auch die Größe des Tieres und de-ren Verwandtschaft in Bezug nehmen“, sagt
Borja Figueirido, Juniorprofessor in der Paläontologiegruppe der Abteilung
für Ökologie und Geologie an der Universität Málaga (Spanien) und Ko-Autor
der Veröffentlichung.

Für die weitere Erforschung des Höhlenbären wollen die Wissenschaftler
noch zusätzliche Untersuchungen vornehmen: Geplant ist die Analyse
morphologischer Unterschiede der Schädel verschiedener Unterarten der
Höhlenbären, um auch Rückschlüsse auf deren Ernährungsweise zu ziehen.
Außerdem soll die dreidimensionale Computersimulation – die sogenannte
Finite Element Analyse – der Schädel und Unterkiefer Aufschluss ge-ben
über die Bisskraft der ausgestorbenen Höhlenbären.