Ist Fragen lebenswichtig?

Wie groß ist der Weltraum? Wie alt werden Bakterien? Wie funktioniert denken? Jeder von uns hat sich schon einmal mit einer Frage beschäftigt, die alle angeht. Herzlichen Dank für die vielen Forschungsfragen, die unsere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beantwortet haben.

Lesen Sie unsere Antworten auf Ihre Forschungsfragen:

Weshalb gelangt immer mehr (Mikro-)Plastik ins Meer und was können wir dagegen tun?

Die drei Hauptursachen dafür, dass überhaupt Plastik in die Umwelt gelangt, wo es nicht hingehört, sind vor allem mangelhafte Abfallwirtschaft, unangemessenes menschliches Verhalten und Verschmutzung durch die unterschiedlichsten Unfälle. Dies konstatierte der britische Wissenschaftler David Barnes bereits vor zehn Jahren in einer großen Überblicksstudie. Speziell ins Meer sind die Eintragswege für Plastik vielfältig: Die Forschungen an unserem Institut zeigen am Beispiel der Ostsee, dass Plastik oft über Flüsse dorthin gespült wird, aber auch direkt von Strandbesuchern eingetragen werden kann. Auch Schiffsunfälle oder der Schiffsverkehr allgemein sind bekannte Quellen für Plastikmüll im Meer. Für Mikroplastik – also Plastikpartikel kleiner als 5 Millimeter – gilt für die Eintragswege im Prinzip dasselbe wie für Makroplastik. Die Kleinstpartikel werden entweder primär hergestellt, etwa um sie Kosmetika beizumischen, oder sie entstehen sekundär durch den Zerfall von größeren Plastikteilen – schon an Land, wie beispielsweise der Abrieb von Autoreifen, oder im Meer durch die Einwirkung von Wind, Wellen und UV-Licht.

Ob in letzter Zeit tatsächlich immer mehr Plastik ins Meer gelangt, ist schwer zu sagen, da es bislang keine Möglichkeit gibt, das Phänomen der Meeresvermüllung in seinem ganzen Ausmaß systematisch und damit wissenschaftlich belastbar zu erfassen. Aus eigener Forschungserfahrung hier am IOW wissen wir, dass Mikroplastik-Analysen sehr aufwändig sind und man heutige Methoden nur schwer mit der Herangehensweise von vor zehn Jahren vergleichen kann. Fakt ist aber, dass immer mehr Produkte aus Plastik produziert werden, laut PlasticsEurope (www.plasticseurope.org) waren es 335 Millionen Tonnen im Jahr 2016, also über 200 mal so viel, wie zu Zeiten der Anfänge der Plastikproduktion im Jahr 1950 mit 1,5 Millionen Tonnen.

Außerdem ist für uns Wissenschaftler inzwischen klar: Egal wo wir hinschauen, wir finden (Mikro-)Plastik überall: im Erdboden, in der Wassersäule und Sedimenten von Binnengewässern und Meeren weltweit, selbst in entlegensten Gebiete und menschenfernsten Ökosystemen, wie dem arktischen Eis und der Tiefsee. Zudem mehren sich die wissenschaftlichen Berichte darüber, dass Mikroplastik in Lebewesen nachgewiesen wurde. In unseren heimischen Meeren Nord- und Ostsee sind das beispielsweise Miesmuscheln (Mytilus edulis) und der Wattwurm (Arenicola marina), die wichtige Bestandteile des marinen Nahrungsnetzes sind, so dass alle Tiere, die sich davon ernähren, ebenfalls Mikroplastik aufnehmen. Sogar im menschlichen Kot wurde es gefunden – ein Indiz dafür, dass uns Menschen das allgegenwärtige Mikroplastik über die Nahrungskette längst erreicht hat.

Zur Schädlichkeit von Mikroplastik gibt es noch viele offene Fragen, die intensiv erforscht werden – auch hier bei uns am IOW. Aber allein seine Allgegenwart ist besorgniserregend und das, was man jetzt schon über die Schädlichkeit von Plastik in Meeresökosystemen weiß, ist Grund genug, gegen den massiven Plastikeintrag in die Umwelt schnellstmöglich vorzugehen. Eine einzelne Maßnahme reicht da nicht. Auf mehreren Ebenen müssen Schritte ergriffen werden. Zum Beispiel können auf politischer Ebene gesetzliche Bestimmungen und Richtlinien helfen, die Abfallwirtschaft zu optimieren und Schiffs- und anderen Unfällen vorzubeugen. Im Weiteren sollte, wie in der dieses Jahr von der EU verabschiedeten Plastikstrategie vorgesehen, die Kreislaufwirtschaft gefördert und optimiert werden. Hierbei ist die Interaktion und Absprache von Plastik produzierender und Recycling-Industrie sehr wichtig: Komponenten im Plastik oder Plastikmischungen, die ein Recycling erschweren und nicht unbedingt nötigt sind, sollten vermieden werden.

Es kann aber auch jeder Einzelne etwas bewirken. Als Verbraucher können wir unseren Plastikkonsum überdenken und nach den „RRRR“-Ansätzen – Reduce, Reuse, Replace und Recycle – handeln. Das heißt für jeden Einzelnen:
– bewusst weniger Plastik verbrauchen oder Plastik mehrfach verwenden
– Alltagsgegenstände aus Plastik durch solche aus anderen Materialien ersetzen
– verbrauchtes Plastik sinngemäß entsorgen und somit dem Kreislauf wieder zuzuführen.
Plastik ist in der Regel sehr beständig, ein Grund warum wir es so intensiv in vielen Bereichen nutzen. Wir sollten uns dieser eigentlich sehr wertvollen Eigenschaft von Plastik wieder bewusst werden und wieder gezielt Gebrauch davon machen, anstatt Plastikprodukte nach kurzer Nutzdauer als unbrauchbar und wertlos zu entsorgen.

Die Antwort stammt von Franziska Klaeger, Koordinatorin des Forschungsprojektes MicroCatch_Balt am Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW).

Welche Auswirkung hat der Brexit auf die deutsche Wirtschaft?

Der Brexit ist vor allem für den Vereinigten Königreich selbst eine Katastrophe. Für Europa ist er in erster Linie eine politische Herausforderung, die viel Zeit und Energie gekostet hat, zu Lasten anderer, gravierender Probleme. Für die Menschen in Deutschland gibt es aber wirtschaftlich keinen Grund zur Panik. Ich vertraue darauf, dass London und die restliche EU selbst im Falle eines harten Brexits ein wirtschaftliches Chaos verhindern und sich auf Übergangslösungen einigen, die den größten Schaden abwenden.

Die meisten Menschen in Deutschland werden einen harten Brexit kaum selbst zu spüren bekommen. Vereinzelt könnten Produkte teurer werden, aber dies sollte die Ausnahme bleiben. Einzelne Unternehmen und Sektoren, die besonders stark mit dem Vereinigten Königreich im Handel sind, werden leiden. Insgesamt gehen sechs Prozent der deutschen Exporteure in das Vereinigte Königreich, der Löwenanteil davon sind industrielastige Güter wie zum Beispiel Autos. Ich erwarte dennoch keinen Anstieg der Arbeitslosigkeit in Deutschland durch den Brexit. Denn unsere deutsche Wirtschaft ist stark und unsere Exporteure verkaufen auf der ganzen Welt. Deutschland wird sicherlich einen Preis für den Brexit zahlen müssen. Gemessen am deutschen Bruttoinlandsprodukt dürfte dieser Brexit-Effekt aber sehr gering sein.

Die Antwort stammt von Marcel Fratzscher, Präsident des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin).

Ist bei immer stärkerer Digitalisierung der öffentlichen Netze ein ausreichender Schutz der Kommunikation im Bereich der Versorger, der Ordnungs- und Hifskräfte (z.B Notruf) und im Verteidigungsbereich gewährleistet?

Zunächst ist unklar, was mit dem Begriff „ausreichender Schutz“  gemeint ist. Eine denkbare Interpretation ist die Verfügbarkeit der Ressourcen, um zu kommunizieren, eine andere ob die Kommunikation gegen Manipulation bzw. Mithören geschützt ist (IT-Sicherheit).

Verfügbarkeit:

Die Art der Kommunikation – also analog oder digital – hat auf die verfügbaren Ressourcen grundsätzlich keinen Einfluss. Entscheidend ist, ob z.B. für Notrufe entsprechende Kapazitäten reserviert werden. Wenn dieses getan wird,  können alle notwendigen Verbindungen aufgebaut und bedient werden. Die Frage, ob solche Reservierungen in öffentlichen IP (Internet Protocol) basierten Netzen gestattet werden sollen, wird aktuell diskutiert. Einerseits sollen im Internet alle Datenströme gleichartig behandelt werden, andererseits gibt es den berechtigten Wunsch, einige Dienste vorrangig zu behandeln. Letzteres erscheint durchaus sinnvoll und wird sich wahrscheinlich zumindest mittelfristig durchsetzen.

Zusätzlich zur Nutzung der öffentlichen Netze betreibt das Innenministerium die Bundesanstalt für den Digitalfunk der Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben – kurz BDBOS. Das BDBOS betreibt zusammen mit Bund und Ländern ein einheitliches digitales Funknetz für alle Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben in Deutschland, z.B. Polizei, Feuerwehr und THW. Dieses Netz bietet eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung und wird parallel zur Infrastruktur der öffentlichen Netze betrieben.

IT-Sicherheit:

Digitale Kommunikation lässt sich deutlich leichter verschlüsseln als analoge und damit gegen unerlaubtes Mithören und Manipulation schützen. Hier bietet die Digitalisierung also erhebliche Vorteile.

Die Antwort stammt von Steffen Ortmann und Peter Langendörfer, beide Experten im Bereich Sensor-Netzwerke und Middleware-Plattformen am Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP).

 

Woran liegt es, dass unsere Gesellschaft die ständig wachsende und immer dramatischere Artenvernichtung durch die Intensivlandwirtschaft nicht stoppt?

Wahrscheinlich, weil es die Produktion und damit die Lebensmittel teurer macht und die Gesellschaft nicht bereit ist, diesen Preis zu zahlen.

Außerdem denke ich, dass eine große Mehrheit der Bevölkerung tatsächlich besorgt ist. Artenschwund, ebenso wie Klimawandel, beeinflusst zwar Wahlen, aber entscheidet sie nicht. Daher steht das Thema auch nicht ganz oben auf der politischen Agenda der Regierenden. Ein zweiter Grund ist politökonomischer Natur: Die konventionelle Landwirtschaft stellt die große Mehrheit der Landwirte und bewirtschaftet den größten Teil der landwirtschaftlichen Fläche (Ökolandbau waren in 2018 knapp 12% der Betriebe und 9% der Fläche). Die konventionelle Landwirtschaft (bundesweit ca 1.6% der Bruttowertschöpfung und, zusammen mit der Forstwirtschaft, 1.4% der Beschäftigung in 2016) ist sehr gut organisiert (was vergleichsweise einfach ist für eine kleine Gruppe mit klaren und einheitlichen Zielen) und hat es so geschafft, vor allem über den Bauernverband, viel politischen Einfluss, vor allem in den konservativen Parteien zu gewinnen. Das steht einem Wandel, wie er durch mehr politische Förderung von Ökolandbau und Umweltschutz beschleunigt werden könnte, im Weg. Allerdings steigt der Druck und langsam beginnt ein Umdenken – aber das wird für viele Arten zu spät kommen.

Die Antwort stammt von Daniel Müller, Stellvertretender Leiter der Abteilung Strukturwandel am Leibniz-Institut für Agrarentwicklung und Transformationsökonomien (IAMO).

Lassen sich aus den Knochen Dinos zum Leben erwecken?

Leider lassen sich die Dinosaurier aus ihren Knochen nicht direkt zum Leben erwecken. Dafür bräuchte man gut erhaltene DNA. Bei der DNA wird nach aktuellen Erkenntnissen aber eine Halbwertszeit von 521 Jahren angenommen, so dass man derzeit davon ausgeht, dass nach 6,8 Millionen Jahren diese vollständig zerfallen und damit in den Knochen nicht mehr nachweisbar ist. Da die Dinosaurier ja vor 65 Millionen Jahren ausgestorben sind, ist es also faktisch unmöglich, in ihren Knochen noch fossile DNA zu finden und damit einen Dino wieder zum Leben zu erwecken. Dies trifft übrigens auch auf das Szenario von Jurassic Park zu, bei dem man ja angeblich in Bernstein konserviertes Dinosaurierblut gefunden hat – auch dieses wäre viel zu alt, um noch Spuren der DNA zu enthalten.

Natürlich kann man aber virtuell einen Dinosaurier wieder herstellen – über die Rekonstruktion der Skelette, der Weichteile und der Bewegungs- und Lebensweise von Dinosauriern ist es möglich, Modelle dieser Dinosaurier zu kreieren. Diese Modelle stellen dann allerdings nur Annährungen an das wirkliche Aussehen her, welche sich aber am aktuellen Forschungsstand orientieren.

Die Antwort stammt von Dr. Daniela Schwarz, Kuratorin der Sammlungen Archosauromorpha und fossile Vögel sowie „Fossile Reptilien“, Fährten, Histologie am Museum für Naturkunde Berlin – Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung.

Was wirkt / kann man tun gegen Kinderarmut?

Die Reduzierung und Minimierung von Kinderarmut ist zweifelsohne eine zentrale sozial-staatliche Aufgabe – Kinder sind schutzbedürftig und sollten über faire Lebens- und Entwicklungschancen verfügen.

Kinderarmut wird dabei in unterschiedlicher Weise erfasst. Bei Kinderarmut im Sinne von Einkommensarmut wird immer der Haushalt als Ganzes betrachtet. In besonderer Weise gefährdet sind hier Kinder, die in Haushalten mit geringem Einkommen leben – die also von geringer Erwerbsbeteiligung, Niedriglohn oder geringen beziehungsweise unregelmäßigen Erwerbszeiten der Eltern betroffen sind sowie kinderreiche Mehrpersonenhaushalte. Dies gilt vor allem für Haushalte von Arbeitslosen, Alleinerziehenden sowie von Haushalten von Personen mit Migrationshintergrund. Sozialpolitische Maßnahmen zum Schutz vor Kinderarmut richten sich hierbei auf die Stärkung der wirtschaftlichen Basis und Absicherung der jeweiligen Haushalte durch wirtschaftliche Maßnahmen (Mindestlohn; Tarifbindung), durch Steuernachlässe (steuerliche Freisetzung des Existenzminimums; in diesem Kontext kämen auch Maßnahmen wie Bürgergeld in Betracht) sowie direkte finanzielle Unterstützung durch Transferzahlungen (Kindergeld, Wohngeld, Arbeitslosengeld, Sozialhilfe).

Andere Ansätze zur Bekämpfung von Kinderarmut richten sich auf institutionelle Förderungen von gleichwertigem und freiem Zugang zu Bildung und Bildungseinrichtungen, gesunder Ernährung, sowie die Förderung von sozialen Kompetenzen und die Teilhabe am öffentlichen Leben (ohne Diskriminierung).

Beide Betrachtungsweisen ergänzen sich – für die wirksame Reduzierung und Minimierung von Kinderarmut sind sowohl die Sicherung und Stärkung der finanziellen Ressourcen der privaten Haushalte wie auch Maßnahmen zu institutionellen Förderungen – insbesondere an Kitas und Schulen – erforderlich.

Die Antwort stammt von Peter Krause, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Sozio-oekonomischen Panel am Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW Berlin).

Können die Menschen noch Metall gewinnen, wenn es keinen Bergbau mehr gibt?

Klassisch betrachtet würde man die Frage sicher mit einem klaren Nein beantworten.

Metalle sind in der Erdkruste in verschiedenen Mineralien enthalten. Man spricht auch von Erzmineralien, die an manchen Stellen in der Erdkruste stark angereichert sein können. Diese Anreicherungen werden dann Erzlagerstätten genannt, wenn man sie wirtschaftlich abbauen kann. Der Abbau der Erze erfolgt durch verschiedene Bergbauverfahren. Anschließend werden die im Erz enthaltenen Metalle mittels metallurgischer Verfahren ausgebracht. Um Erze aus der Erdkruste zu holen, betreiben die Menschen schon seit mehreren Tausend Jahren Bergbau. Wegen eines steigenden Metallbedarfs ist ein Ende des Bergbaus also bisher nicht abzusehen, zumal mit den Fortschritten in der Forschung auch immer wieder neue, oder besser ausgedrückt andere Metalle in den Fokus rücken, für die man bisher weniger Verwendungsmöglichkeiten hatte. Als aktuelles Beispiel sei hier das Lithium genannt, dessen Bedarf vor allem durch die Verwendung in Akkus stetig steigt. Man wird also weiterhin Bergbau betreiben müssen, um Metalle aus den Lagerstätten zu gewinnen, vielleicht nicht nur auf der Erde.

Doch auf den zweiten Blick ergeben sich vielleicht Perspektiven, die auch zu einer anderen als einer klaren Nein-Antwort führen können.

Weil Metalle so begehrt sind, die natürlichen Ressourcen begrenzt und der Bergbau teuer, wird heute daher auch intensiv Schrott verwertet. Durch Recycling von Metall- und Elektroschrott gewinnt man also quasi Metalle ohne Bergbau. Die Mengen sind aber insgesamt nicht ausreichend, um ohne weiteren Bergbau auskommen zu können. Eine andere Quelle für bestimmte Metalle ist auch das Wasser der Meere. So werden Methoden entwickelt, um z. B. Gold, Lithium und Uran aus dem Meerwasser zu extrahieren. Auch hier ist der klassische Bergbau nicht der Weg für die Gewinnung dieser Metalle, die Metallgewinnung wäre daher ohne Bergbau möglich. Es bleibt also sicher spannend, was die Forschung in Zukunft noch für Möglichkeiten eröffnet, um Metalle zu gewinnen ohne Bergbau zu betreiben.

Die Antwort stammt von Michael Ganzelewski, Sammlungsleiter im Montanhistorischen Dokumentationszentrum am Deutschen Bergbau-Museum Bochum.

 

Wenn jeder Mensch einzigartiges Erbgut besitzt, unterscheidet sich dann auch die DNA von zwei Pflanzen aus der gleichen Gattung? Und ist das Erbgut eines Blattes an einem Baum identisch mit allen anderen Blättern dieser Art, die an demselben Baum wachsen?

Ja und Nein. Das Erbgut ist identisch und trotzdem anders. So wie zwischen jeder unsere eigenen Zellen, so gibt es kleinste Unterschiede auch zwischen und innerhalb den Organen einer jeden Pflanze. Blatt und Blatt, aber natürlich auch Blatt und Stängel sind nie zu absolut 100 Prozent identisch in den jeweiligen Genen.

Bei jeder Zellteilung (Mitose) entstehen kleine Fehler, die zu Unterschieden führen. Diese vernachlässigen wir in der Regel, wenn diese nicht zu Krankheiten wie z. B. Krebs oder neuen erwünschten Eigenschaften führen. Aber nicht nur bei der Mitose, sondern auch der Meiose kommt es zu Veränderungen. Hier mischt sich das Erbgut von weiblichen und männlichen Pflanzen von Natur aus. Die Nachkommen gehören zur gleichen Art und sind in ihrer Individualität unterschiedlich. Einen gewissen Unterschied gibt es bei Kulturpflanzen. Dahingehend, dass Mütter und Väter gezielt selektiert, teilweise eingezüchtet und vermehrt werden. Die Nachkommen sind dadurch oftmals uniformer. Schauen wir auf ein Getreidefeld, bekommen wir den Eindruck, hier gleicht eine Pflanze der anderen. Das tun sie aber nie zu 100 Prozent.

Weitere Faktoren, die wir als Epigenetik bezeichnen, führen zu weiteren individuellen Unterschieden. Dabei handelt es sich um Veränderungen, die nicht in der Erbsubstanz, sondern auf dieser geschehen. Auch diese verfolgen das gleiche biologische „Ziel“: ein Individuum besser an seine Umwelten anzupassen.

Nehmen wir es genau: In der Natur gleicht ein Ei nie dem anderen. Ein Zwilling nie seinem Geschwister und eine Pflanze nie der anderen zu 100 Prozent und selbst eine Zelle nie der anderen Zelle. Natur bedeutet Vielfalt.

Die Antwort stammt von Jens Freitag,  Leiter der Geschäftsstelle des Leibniz-Instituts für Pflangengenetik und Kulturpflanzenfoschung (IPK).

 

 

Wie viele Galaxien gibt es bzw. wie funktionieren Weltraumteleskope die entfernte Dinge entdecken?

Um eine solche Frage beantworten zu können, braucht man extrem empfindliche Beobachtungen. Mit dem bloßen Auge können wir ja gerade einmal 3 Galaxien am ganzen Himmel erkennen (die Andromedagalaxie am Nordhimmel sowie die Kleine und die Große Magellansche Wolke am Südhimmel). Mit großen Teleskopen sind es viel mehr; am meisten sieht man mit dem Hubble-Weltraumteleskop, das sich außerhalb der Erdatmosphäre befindet und deshalb auch noch ganz schwache ferne Galaxien erkennen kann, die selbst mit den größten Teleskopen am Erdboden nicht zu finden wären. Die meisten Galaxien lassen sich in einer Aufnahme finden, die das Ergebnis einer superlangen Belichtung mit Hubble ist (und auf Englisch das “Hubble Ultra-Deep Field” genannt wird). In einem Gebiet, das einen Winkel von nur einem zwanzigstel Grad am Himmel umfasst (etwa entsprechend einem Stecknadelkopf in einem Meter Entfernung), konnten über 10000 Galaxien gefunden werden. Allerdings ist es undenkbar, den ganzen Himmel auf diese Weise zu erfassen, dafür würde Hubble über eine Million Jahre benötigen. Wir müssen also die Ergebnisse aus dem Hubble Ultra-Deep Field auf den ganzen Himmel hochrechnen; das ergibt dann etwa 100 Milliarden Galaxien am gesamten Himmel. Zusätzlich dürfte es auch noch viele Galaxien geben, die selbst für Hubble zu lichtschwach sind; wenn man deren Anzahl noch hinzuschätzt, vergrößert sich die Gesamtzahl je nach Annahme dann auf bis zu einer Billion Galaxien.

Das ist die Zahl der Galaxien im *beobachtbaren* Universum. Inzwischen wissen wir aber auch, dass das Universum unendlich ist – es gibt also vermutlich auch unendlich viele Galaxien. Die allermeisten davon liegen allerdings außerhalb unseres beobachtbaren Horizonts, wir werden also nie in der Lage sein, ihre Existenz tatsächlich zu bestätigen. Deshalb ist es sinnvoller, sich bei der Beantwortung der Eingangsfrage auf Galaxien im beobachtbaren Universum zu beschränken.

Die Antwort stammt von Lutz Wisotzki, Leiter der Forschungsabteilung Galaxien und Quasare am Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) und Professor für „Beobachtende Kosmologie“ an der Universität Potsdam.

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