Dünger aus der Luft gewinnen

Stellen Sie sich vor, man sagt Ihnen, dass eine Sache nicht existiert – und dann stolpern Sie in der Natur darüber. 

Während einer Forschungsreise in das Oaxaca-Tal in Mexiko im Jahr 1980 entdeckte der Pflanzenwissenschaftler Howard-Yana Shapiro eine Maissorte, die doppelt so hoch war wie alle anderen, die er je gesehen hatte. Aus den Wurzeln tropfte ein Gel, das seine Neugierde weckte. Howard war erstaunt darüber, wie der Mais an diesem abgelegenen Ort so hoch wachsen konnte. Und der Mann, der die Felder bestellte, sagte zu ihm: „Hier bei uns gibt es keinen Dünger.“

Was Howard sah, veränderte alles. 

Damit eine Pflanze wächst und gedeiht, benötigt sie ausreichend Stickstoff. Er ist für Pflanzen lebensnotwendig und sozusagen der Motor des Wachstums. Doch die meisten Nutzpflanzen produzieren ihren Stickstoff nicht selbst, sondern müssen gedüngt werden. Die Herstellung von Kunstdünger – die im frühen 20. Jahrhundert begann – versorgt heute etwa ein Drittel der Weltbevölkerung mit Nahrungsmitteln. Dieser Prozess ist jedoch für etwa drei Prozent der globalen Treibhausgase verantwortlich. Zwar können wir nichts an der Tatsache ändern, dass die meisten unserer Nutzpflanzen Nahrung in Form von Dünger brauchen, aber wir können überdenken, wie wir sie mit Nahrung versorgen.

Obwohl es zwei Jahrzehnte gedauert hat, bis Wissenschaft und Technik (und Skeptiker) die Ideen von Shapiro aufgegriffen haben, bedeuten Fortschritte in der Gentechnik und Technologien wie CRISPR, dass es möglich ist, die von Howard beobachteten Eigenschaften von Mais in andere Pflanzen zu züchten, damit diese weniger Dünger benötigen. Das ist eine gute Nachricht für unsere Luft, unseren Boden und unser Wasser. 

In der Geschichte des Klimawandels gilt der der Mensch als sein Verursacher. Aber es sind Ideen wie die von Howard, die verdeutlichen, dass der Mensch auch der Schlüssel zu einem Kurswechsel ist. 

"Wir müssen die Landwirtschaft unbedingt zu einer klimafreundlichen Lösung führen", so Jessica Christiansen, Leiterin Nachhaltigkeit bei Bayer Crop Science. "Wir werden einer der größten, wenn nicht der größte Hebel sein, um positive Veränderungen zu bewirken. Um das zu erreichen, müssen wir mit verschiedenen Partnern aus der gesamten Branche zusammenarbeiten."

Eine dieser Partnerschaften, die Bayer und Joyn Bio geschlossen haben, besteht mit dem in Boston ansässigen Unternehmen Ginkgo Bioworks. CEO Jason Kelly und andere Absolventen des Massachusetts-Instituts für Technologie haben eine Plattform entwickelt, mit Hilfe derer DNA gedruckt und editiert werden kann. Sie soll in Zukunft sauberere und effizientere Wege für die Produktion von pflanzlichen Lebensmitteln bis hin zu Chemikalien eröffnen.

"Ich glaube, dass die Biotechnologie zur Programmierung von Zellen wird von entscheidender Bedeutung dabei sein, wie wir auf den Klimawandel reagieren. Denn die Biologie zeigt uns, wie es geht. Wenn ein Blatt vom Baum fällt, wird es auf magische Weise in Teilkomponenten zurückverwandelt. Auf diese Weise sollten wir alles herstellen. ", sagte Kelly. Wir können uns das Genom der Mikrobe auf der Sojabohne ansehen, den DNA-Code lesen und den Teil finden, der besagt: „Hey, so stellt man Dünger her. Wir gehen an den Computer, entwerfen den Code neu, drücken auf "Drucken" und installieren diesen Code dann in die Mikroben, die zum Beispiel auf den Wurzeln von Mais leben, und geben ihnen die Fähigkeit, Dünger für die Pflanze zu produzieren.“

Ein Kollege von Howard Shapiro an der Universität von Kalifornien, Davis, der renommierte Professor Eduardo Blumwald, veröffentlichte im Juli 2022 eine Studie, in der er zeigte, wie er mit Hilfe von CRISPR die Stickstoffproduktion von Reispflanzen verbesserte. Die Entdeckung hat das Potenzial, Landwirten Milliarden zu sparen und die Abhängigkeit von synthetischen Düngemitteln zu verringern – eine gute Nachricht für die Umwelt.

„Heute bringen wir so viel in den Boden ein, oft ohne darüber nachzudenken – und wir wussten es lange auch nicht besser. Aber jetzt müssen wir umdenken“, sagte Blumwald. „Und der erste Schritt ist, den Input zu reduzieren, nicht mehr zu einzugreifen und zu versuchen, das zu unserem Vorteil zu nutzen. Wir können mit unseren Gegnern Judo spielen. Wir können das zu unseren Gunsten nutzen."