20. Februar 2023

Implantate: In-Pflanzen?

Bionik, intelligente Apps und vertikale Farmen verändern unser Verhältnis zu Pflanzen.

„Technik und Natur – für viele sind das widersprüchliche Schlagworte. Technologie entfremdet uns von der Natur, heißt es. Doch eine Reihe neuer Innovationen zeigt, dass sie auch das Gegenteil bewirken kann.“

Von Valerie Kittlitz

Stellen Sie sich vor, Sie gehen eine von Bäumen gesäumte Straße entlang. Oder noch besser: durch einen Wald. Wie viele Pflanzenarten würden Sie benennen können? Fünf? Zehn? Fünfzehn? Wenn Sie mehr als das schaffen, ein Hoch auf Sie: Die meisten Menschen haben Schwierigkeiten, die gängigsten Bäume zu benennen. Neulich blieb ein Freund vor einer seltsam aussehenden Topfpflanze auf dem Gehweg stehen. Er zückte sein Handy, öffnete eine App namens Plantsnap, machte ein Foto, lud es hoch – und schwupps, war der Name der Pflanze da. Er lachte: „Das ist wie Shazzam für die Botanik“.

In einem Hinterhof in Berlin sitzt das Startup PEAT, das einen ähnlichen technologischen Ansatz – Objekterkennung mit trainierter KI – genutzt hat, um Plantix zu entwickeln, eine App, mit der Nutzer Pflanzenschäden identifizieren können. Die Gruppe von Freunden hinter PEAT (ein Akronym für Progressive Environmental Agriculture Technologies) hat die App entwickelt, um kleine und mittlere Landwirte auf der ganzen Welt zu unterstützen. Sie wollen einer traurigen Tatsache entgegenwirken: 30 % der Ernten gehen jährlich durch Krankheiten verloren, wie Pierre Munzel von PEAT bei einer Tasse Kaffee berichtet. Er runzelt die Stirn: „Die Landwirte werden durch extreme Klimaveränderungen herausgefordert. Die Pflanzen sind heute noch nie dagewesenen Bedingungen ausgesetzt: extremer Wind, Regen oder Trockenheit. Hinzu kommt, dass die globale Landwirtschaft auf die sich schnell ändernde Marktnachfrage reagiert; Pflanzen werden schnell in Regionen angepflanzt, in denen die Landwirte oft nicht mit ihren Bedürfnissen vertraut sind. Die App erkennt bis zu 400 Krankheiten und berät die Landwirte, wie sie diese behandeln können. Pierre sagt: „Plantix ist eine Art Dolmetscher. Wir machen Pflanzen zu lesbaren Organismen. Wenn man sie versteht, kann man sich mit ihnen auseinandersetzen.

Angesichts solcher Fortschritte sieht Pierre Natur und Technologie nicht als Widerspruch: „Ich weiß, dass viele Menschen der Philosophie folgen: „Zurück zur Natur, denn die Welt wird schneller“. Da alles digital wird, haben viele das Gefühl, dass wir in einer Art Terminator-Realität leben. Ich verstehe das – aber wir werden nicht zurück zum Pflug gehen. Das Internet und die Daten bieten uns auch Chancen. Wir stellen mehr Fragen und sind besser informiert. Wir alle durchlaufen diese enorme Lernkurve.

Ein positiver Ausblick. Aber nicht alle technischen Erfindungen sind so einfach und verbraucherfreundlich, wenn es darum geht, sich mit Pflanzen zu beschäftigen und Wissenslücken zu schließen. Schnallen Sie sich an, denn es wird unheimlich, und wir springen im Schnelldurchlauf in eine unbekannte Zukunft. Auf der anderen Seite des großen Teichs entwickelt Michael Strano eine Technologie, die in ihren Ambitionen zwei Schritte voraus ist. Er will Pflanzen in Glühbirnen verwandeln – und mehr.

Strano, ein Carbon P. Dubbs-Professor für Chemieingenieurwesen, und sein Team am MIT haben so genannte „bionische Pflanzen“ entwickelt: veränderte Exemplare, aber weder genetisch noch durch Züchtung. Diese Pflanzen wurden durch den Einsatz von Nanotechnologie verbessert.
Die Wissenschaftler drückten eine Lösung von Nanopartikeln – ein Partikel ist nicht größer als ein Protein – durch die Spaltöffnungen

in die Zellstruktur des Blattes. Die Lösung enthielt eine Kombination aus fluoreszierenden Enzymen, der gleichen Gruppe von Enzymen, die Glühwürmchen zum Leuchten bringen. Die in der Pflanze gespeicherte Energie veranlasste die Partikel, Licht zu emittieren – ein Fall von Biolumineszenz. Das Ergebnis: eine leuchtende Pflanze.

Vor ein paar Wochen im Mai öffnete das Cooper Hewitt seine Türen, um sie im Rahmen der Design-Triennale 2019 auszustellen. Die Besucher waren eingeladen, Schnappschüsse der ausgestellten futuristischen Modelle auf Instagram hochzuladen. Das Ergebnis sind Bilder, die ein seltsames Szenario überlebensgroßer Pflanzen zeigen, die die Menschen in ein fast psychedelisches Licht tauchen und dem Wort „immergrün“ eine völlig neue Bedeutung verleihen.

Für Strano ist dies erst der Anfang. In einem seiner Experimente hat sein Team Pflanzen mit Nanopartikeln infundiert, die ihre Fähigkeit zur Photosynthese verbessern. Eine faszinierende Idee, wenn man bedenkt, dass wir auf die Photosynthese der Pflanzen angewiesen sind, um den CO2-Gehalt in der Atmosphäre zu senken. Aber er will noch weiter gehen: Wenn Pflanzen aufgrund ihrer internen elektrischen und chemischen Signalsysteme leuchten können, könnten sie auch ganz andere Funktionen übernehmen – so Stranos Überlegung. Pflanzen ernten und speichern ihre eigene Energie, sie haben eine bewegliche Wasserversorgung. Und sie bestehen aus Kohlendioxid“, sagt er. Außerdem sind sie bereits an die Außenwelt angepasst. Und sie sind kostengünstig. Anstatt Plastik und Leiterplatten zu verwenden, die auf der Mülldeponie landen, können wir eine nachhaltigere Welt schaffen. Eine Pflanze wird zum Kraftwerk. Eine verblüffende Vision. Zugegeben, ein großer Teil von Stranos Forschung nutzt die Nanotechnologie, um zu verstehen, wie Pflanzen funktionieren. Aber der Bereich, in dem sein Team Pflanzen verbessert, ist von ganz anderer Art. Und er ist nicht ganz neu: Im Wesentlichen lässt er sich mit einer 2015 in Science Advances veröffentlichten Arbeit vergleichen, in der die Autoren zeigten, dass eine Pflanze wie eine alternative Leiterplatte funktionieren kann. Angesichts der chemischen Signalübertragung, die in einer Pflanze stattfindet, ist es nicht allzu schwierig, sie als eine Art lebendes Internet zu betrachten. Schwerer ist es, sich vorzustellen, wie Strano diese Ideen weiterführen will. Von Pflanzen beleuchtete Straßen. Ersetzen von Plastikplatinen durch Pflanzen: eine pflanzenbetriebene Mikrowelle? Ein pflanzenbetriebener Drucker? Diesen Artikel auf einer Pflanze tippen? Höchstwahrscheinlich ein Apfelbaum.

Eine Rose ist eine Rose ist eine Rose. Oder eine Leiterplatte. Illustrationen zur grundlegenden Pflanzenphysiologie und zur Analogie zur Elektronik (links) und zu elektronisch leitenden Xylem-Drähten (rechts). Quelle: https://advances.sciencemag.org/content/1/10/e1501136

Schlechte Wortspiele beiseite: Stranos Experimente werfen eine Frage auf: Ist es in Ordnung, Pflanzen so drastisch zu verändern? Der Ingenieur mag darauf bestehen, dass er nur an Methoden interessiert ist, die Pflanzen am Leben erhalten, und dass sein Team sie nicht genetisch verändert. Aber ihre Funktion so zu verändern, dass das Ergebnis wie eine Art Pflanzen-Cyborg klingt – klingt das nicht vielleicht … respektlos? Herausforderung an Strano. Ich möchte mich davor schützen, wie ein Pseudowissenschaftler zu klingen“, antwortet er. Es gibt seit langem eine Kontroverse über Pflanzen. Es geht darum, ob sie eine Psychologie, eine Intelligenz haben, so wie zum Beispiel ein Delphin. Das ist umstritten, weil eine Pflanze kein zentrales Nervensystem hat – kann sie also Gefühle haben? Wenn in der Wissenschaft etwas nicht sicher ist, lautet die Antwort NEIN.“ Er gibt eine letzte Empfehlung: „Ich schlage vor, dies wie eine offene Frage zu behandeln.

Im Zweifelsfall ohne leben? – Hier ein einfacher Vergleich, den Strano selbst anstellte: „Wenn die Nanopartikel erst einmal in den Zellen der Pflanze sind, ist das wie eine Droge, die in die Venen eines Menschen gespritzt wird.
Enhancement oder Vergiftung? Hybris – oder einfach nur Fortschritt? Für uns Menschen ist der Pflug, auf den Pierre oben verwiesen hat, ebenso ein Stück Technik wie der erste geschliffene Stein. Die Frage ist also, wo man die Grenze zieht. Ebenso unscharf sind die Grenzen zwischen Lebensmitteln, Ernährung und Drogen (im medizinischen Sinne). Seit langem kultivieren wir Pflanzen und andere Arten, um uns selbst und die Welt um uns herum zu verbessern und ein längeres, „glücklicheres“ Leben zu führen. Die Geschichte hat jedoch gezeigt, dass wir dazu neigen, technologische Hilfsmittel zu entwickeln, bevor wir wissen, wie wir sie nutzen können, wie der Soziologe Richard Sennett uns daran erinnert. Es liegt also an uns, die ethischen Fragen zu bedenken, die sich mit jeder neuen Erfindung stellen.

Zurück in Berlin, bietet eine weitere Erfindung neue Möglichkeiten, mit Pflanzen umzugehen. An einem Frühlingsmorgen schickt die Sonne ihre ersten goldenen Strahlen über die Neorenaissance-Fassade des Martin-Gropius-Baus. Zeitlos wie eh und je, verrät der Anblick nichts von den unkonventionellen Neuheiten, die sich im Inneren des Museums verbergen – und wir reden hier nicht von zeitgenössischer Kunst. Hinter dem Hof liegt das Beba, das neu eröffnete Restaurant des Museums, in dem eine ganze Wand mit beleuchteten, zwei Meter hohen, lichtdurchlässigen Kästen ausgekleidet ist. Die Regale beherbergen Pflanzen. Lebende Pflanzen.

Es ist ein seltsamer Anblick. Die Kästen sehen aus wie riesige Kühlschränke, sind aber nichts dergleichen. Sie sind vertikale Farmen, klimatisierte Zonen, in denen Salate und Kräuter geerntet werden – und innerhalb von Stunden serviert werden. Und das hat einen ganz bestimmten Effekt. Die Pflanzen haben ein Geschmacksprofil, das man bei denen, die drei Tage lang in einer Plastiktüte im Regal standen, nicht erlebt“, sagt Beba-Gründerin Shani Leiderman, die in Tel Aviv aufwuchs und 2012 nach Berlin kam. Zwei Jahre später begann sie beim Startup Infarm zu arbeiten – dem Hersteller dieser vertikalen Farmen – und weitere vier Jahre später beschloss sie, ihre Leidenschaft für Lebensmittel, die in der Familie liegt, in

Shani Leiderman erntet frische Kräuter. Knackig, knusprig und sehr lecker!

Vertikale Farmen sind keine völlige Neuheit – in einer Reihe von Supermärkten in Europa, Asien und den USA haben Sie vielleicht schon einmal eine gesehen. Die vollständig geschlossenen hydroponischen Systeme ermöglichen ein Wachstum ohne Pestizide oder Herbizide. Die Pflanzen sind daher organisch, reich an Nährstoffen und müssen nicht verpackt werden. Die UNO schätzt, dass die Weltbevölkerung in den nächsten 15 Jahren um mehr als eine Milliarde Menschen wachsen wird, und das Problem der Lebensmittelverschwendung ist eine beunruhigende Realität. Mit vertikalen Farmen verringert sich die Transportzeit und damit auch die Gefahr unnötigen Verderbs.

Zugegeben, eine stromfressende Indoor-Farm mag auf den ersten Blick wie ein energieintensiver, luxuriöser Marketing-Gag wirken, der den Geschmack verwöhnter Stadtbewohner trifft. Glaubt man jedoch Infarm, so ist der Kohlenstoff-Fußabdruck von Indoor-Gemüse geringer als der von auf dem Bauernhof angebautem Gemüse. Es entfällt ein großer, energieintensiver Teil der Lieferkette, der für den Kunden normalerweise nicht sichtbar ist“, sagt Leiderman. Der Nebeneffekt? Bei diesen Betrieben ist alles sichtbar. Und das macht es vielleicht unangenehm, weil die Leute jetzt die Energie sehen, die verbraucht wird. Sie geht zu einer Kiste hinüber, öffnet sie und nimmt einen Strauß Kräuter heraus.

Wir müssen uns damit abfinden, dass sich unsere Umwelt verändert, und es liegt an uns, zu bestimmen, wie. Stellen Sie sich eine Zukunft vor, in der das Gemüseregal in Ihrem Supermarkt eine transparente vertikale Farm ist. Wenn es nach Strano ginge, könnte es von Pflanzen betrieben werden. Sie ernten einen Salatkopf, gehen zur Kasse, nehmen ihn mit nach Hause und legen ihn in die Spüle. Seine Wurzeln sind intakt, noch feucht, sie müssen entfernt werden. Das erinnert Sie an eine natürliche Realität – an den Ursprung des Lebens. Ob mit oder ohne Pflanzenschazzam, es gibt etwas, dem man zuhören kann.
Früher habe ich Pflanzen als etwas Statisches betrachtet“, sagt Shani Leiderman. Jetzt sehe ich sie als lebende Kreaturen, die einfach einen anderen Rhythmus haben als wir. Sie brauchen mehr Zeit. Ich habe das Gefühl, dass sie mit uns sprechen, aber sie sprechen langsamer. Man muss sich einen Moment Zeit nehmen, zuhören und sich darauf einstellen, was sie brauchen.

Hier steht eine kurze Beschreibung.

You may also like