Kann man Gemüse ohne Sonnenlicht anbauen? Wissenschaftler entwickeln neue Methode | Umwelttrompete

Hallo zusammen, dies ist die 30. Ausgabe der Kolumne Environmental Trumpet. In dieser Ausgabe haben wir folgende lesenswerte Umweltforschung und Nachrichten zusammengestellt:

1) Extreme Hitze beschleunigt die menschliche Alterung

2) Menschen treiben Riesenkäfer für Schokolade in den Aussterben

3) Kann man Gemüse ohne Sonnenlicht anbauen? Wissenschaftler entwickeln neue Methode

4) Eine Batterie aus Papier? Es kann auch verwendet werden, um Blumen zu züchten, nachdem es abgebaut wurde

Extreme Hitze beschleunigt die menschliche Alterung

Eine kürzlich in Science Advances veröffentlichte Studie ergab, dass eine langfristige Exposition gegenüber extrem hohen Temperaturen zu Veränderungen der menschlichen DNA führen und die biologische Alterung beschleunigen kann .

Ältere Menschen sind besonders von großer Hitze betroffen. | AP Foto/Lynne Sladky

Das Forschungsteam analysierte Blutproben von mehr als 3.600 älteren Menschen und nutzte die epigenetische Uhr, um durch Ermittlung des DNA-Methylierungsniveaus das biologische Alter einer Person vorherzusagen.

Unter DNA-Methylierung versteht man das Hinzufügen kleiner Methylgruppen zur DNA, wodurch die Genexpression beeinflusst wird, ohne die DNA-Sequenz zu verändern. Es gibt viele Faktoren, die die DNA-Methylierung beeinflussen, darunter Alter, Geschlecht, Ernährung und Lebensgewohnheiten. Anhand des Methylierungsniveaus kann die epigenetische Uhr das biologische Alter des menschlichen Körpers berechnen – ein junger Mann kann gebrechlicher sein als ein alter Mann.

Durch Untersuchungen haben Forscher herausgefunden, dass die biologische Alterungsrate älterer Menschen, die in Gebieten mit häufig hohen Temperaturen leben, deutlich schneller ist als die von älteren Menschen in kühlen Gebieten . Im Vergleich zu kühlem Wetter ist das biologische Alter der Menschen unter dem „Grill“ extrem hoher Temperaturen (Temperaturen über 32,3 °C) an nicht weniger als 140 Tagen im Jahr sogar um 14 Monate höher als ihr tatsächliches Alter. Diese Auswirkungen sind mit denen von Rauchen und Alkoholismus vergleichbar.

Da viele ältere Menschen an einer Reihe leichter Beschwerden leiden, ist ihre Toleranz gegenüber hohen Temperaturen möglicherweise geringer als in der Forschung erwartet, und selbst bei nicht ganz so heißem Wetter (beispielsweise bei einer Umgebungstemperatur von etwa 27 °C) altert ihr Körper möglicherweise schneller.

Für Schokolade,

Der Mensch treibt Riesenkäfer an den Rand der Ausrottung

Kürzlich entdeckten Wissenschaftler, dass eines der größten Insekten der Welt, der Goliathus, vom Aussterben bedroht ist und dass der Grund für sein Aussterben mit Schokolade zusammenhängt.

Etwa 70 % des weltweiten Kakaos stammen aus Westafrika | Greenshoots Communications

Aufgrund der globalen Erwärmung geht die Kakaoproduktion in Westafrika zurück. Da Kakao der wichtigste Rohstoff für Schokolade ist, wird die Reduzierung der Kakaoproduktion zwangsläufig zu Preisschwankungen auf dem globalen Schokoladenmarkt führen. Um den Produktionsmangel zu lindern, begannen die Menschen in Westafrika, den Kakaoanbau immer weiter auszudehnen , was jedoch auch zur Zerstörung vieler wertvoller Waldressourcen führte.

Der Riesenhornkäfer ist einer der „Schätze“, die in den Wäldern Westafrikas leben – seine Population kann ein Spiegelbild der Gesundheit der dortigen Wälder sein . Eine größere Zahl zeigt ein gutes Waldwachstum an, während eine kleinere Zahl ein schlechtes Wachstum anzeigt.

Der Riesenhornkäfer ist in vielen Ländern Westafrikas weit verbreitet | C.Nahaboo/Flickr

Da sich erwachsene Riesenhornkäfer von Baumharz ernähren , haben sich Wissenschaftler bei der Untersuchung ihrer Verbreitung dafür entschieden, Bäume aufzuspüren, die Harz absondern. Leider stellte sich heraus, dass zwei Arten von Riesenhornkäfern mittlerweile vom Aussterben bedroht sind. Eine Art könnte in Teilen Westafrikas ausgestorben sein und eine andere hat etwa 40 % ihres Lebensraums verloren.

Neben der Lebensraumzerstörung durch die Ausweitung der Kakaoplantagen hat auch der Insektenhandel in gewissem Maße zum Rückgang des Riesenhornkäfers beigetragen. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Menschen Riesenhornkäfer auf Facebook, eBay und anderen Plattformen verkaufen.

Kann man Gemüse ohne Sonnenlicht anbauen?

Kann Gemüse ohne Sonnenlicht wachsen? Jetzt erforschen Wissenschaftler eine neue Methode zum Anbau von Nutzpflanzen: die Elektrolandwirtschaft .

Einer der großen Vorteile der Elektrolandwirtschaft besteht darin, dass sie den Bedarf an Beleuchtung in der Landwirtschaft reduziert. F. Jiao

Elektrolandwirtschaft ist eine Landwirtschaft, die elektrische Energie nutzt, um das Wachstum und die Reife von Nutzpflanzen sicherzustellen. Da es kein Sonnenlicht gibt, können Pflanzen keine organische Substanz durch Photosynthese synthetisieren. Die Elektrolandwirtschaft verfolgt einen anderen Ansatz: Sie nutzt Elektrolyse, um Kohlendioxid (CO2) in Kohlenmonoxid (CO) zu zerlegen und schließlich Acetat zu bilden. Pflanzen absorbieren zunächst das Acetat und synthetisieren dann schließlich durch Stoffwechsel organische Stoffe wie Zucker.

Derzeit können Salatsetzlinge Acetat verwenden, um am Leben zu bleiben, aber sie wachsen nicht | Elizabeth Hann

Derzeit nutzen Forscher diese Methode erfolgreich, um Algen und einige biologische Ressourcen zu kultivieren, die keine Photosynthese betreiben, wie etwa Pilze und Hefe. Die Forscher fanden außerdem heraus, dass Nutzpflanzen wie Tomaten und Salat ebenfalls Acetat zur Erhaltung ihres Lebens nutzen können . Wenn sie jedoch weiter wachsen wollen, müssen ihre Stoffwechselprozesse verbessert werden.

Verglichen mit Nutzpflanzen, die organische Stoffe durch Photosynthese synthetisieren, klingt die elektrische Landwirtschaft wie eine Stromverschwendung. Der Vorteil der Elektrolandwirtschaft besteht darin, dass sie nicht stark von Land- und Wasserressourcen abhängig ist und in Gebieten mit unzureichender Sonneneinstrahlung oder in extremen Umgebungen eine Nahrungsquelle bieten kann . Derzeit befindet sich die elektrische Landwirtschaft noch in der Entwicklungsphase und steht vor zahlreichen Herausforderungen, wobei der Energieverbrauch das größte Problem darstellt. Der Elektrolyseprozess zur Herstellung von Acetat erfordert viel Strom. Schätzungen zufolge würde der Stromverbrauch etwa fünfmal so hoch sein wie der derzeitige Gesamtstromverbrauch der Vereinigten Staaten, wenn die gesamte Nation ausschließlich durch elektrische Landwirtschaft ernährt würde. Darüber hinaus ist die Effizienz der landwirtschaftlichen Stromerzeugung derzeit gering und die Frage, wie sich die Effizienz steigern lässt, stellt ebenfalls ein großes Problem dar.

Eine Batterie aus Papier? Es kann auch verwendet werden, um Blumen zu züchten, nachdem es abgebaut wurde

Im Januar dieses Jahres gewann die vom singapurischen Startup Flint ausgestellte Papierbatterie den Best Sustainability Award auf der International Consumer Electronics Show (CES). Das Produkt des Unternehmens ist eine Batterie aus Papier.

Papierbatterien sind unglaublich dünn und leicht | Mit freundlicher Genehmigung von Flint

Papierbatterien verzichten auf das in herkömmlichen Batterien verwendete Lithium, Nickel und Kobalt und verwenden stattdessen Zink, Mangan und Zellulose als Hauptmaterialien der Batterie . Das Prinzip von Papierbatterien basiert auf der Redoxreaktion von Metallen wie Zink und Mangan. In der Batterie dient Zink als negative Elektrode, Mangan als positive Elektrode und Zellulosepapier als Basismaterial, wobei das Hydrogel die Ionenkanäle ausfüllt. Wenn die Batterie in Betrieb ist, verliert Zink Elektronen und durchläuft eine Oxidationsreaktion. Die Elektronen fließen über den externen Stromkreis zur positiven Elektrode. Die Manganionen an der positiven Elektrode gewinnen Elektronen und durchlaufen eine Reduktionsreaktion, wodurch Strom erzeugt wird.

Flint hat diese Batterie unter Berücksichtigung von Umweltaspekten entwickelt. Papierbatterien sind biologisch abbaubar – sobald das versiegelte Gehäuse entfernt wird, kann die Batterie in ungiftige Bestandteile zerlegt werden. Das in herkömmlichen Batterien verwendete Lithium, Nickel und Kobalt verursachen beim Abbau und der Verarbeitung häufig Umweltprobleme und sind schwer abbaubar. Metalle wie Zink und Mangan, die in Papierbatterien verwendet werden, kommen in der Natur häufig vor und können auch von Pflanzen aufgenommen werden.

Papierbatterien sind biologisch abbaubar und können zur weiteren Pflanzenernährung verwendet werden | Katie Collins/CNET

Derzeit werden hauptsächlich Papierbatterien hergestellt und in kleinen elektronischen Produkten verwendet. Da Papierbatterien jedoch flexibel sind und sich beliebig falten lassen, kommt für den Einsatz in faltbaren Mobiltelefonen künftig auch eine Verwendung von Papierbatterien in Frage.

Autor: Xiao Xiaoze

Bearbeitet von: Gelbschwanz-Seelachs