(aid) – Jetzt hat die Schwarzwurzel Saison. Das zarte Wintergemüse bereichert den Speiseplan und erinnert in der Zubereitung und im Geschmack an Spargel. Das Aroma ist jedoch intensiver und eher nussartig. Schwarzwurzeln schmecken in der Suppe oder im Eintopf, als Püree und gebacken als Gemüsebeilage zu Wildgerichten. Besonders gut harmoniert der „Winterspargel“ mit Äpfeln, Nüssen, Möhren oder Erbsen, ist aber auch roh im Salat ein Genuss.
Dazu werden die Wurzeln gerieben und zum Beispiel mit etwas Zitronensaft, Jogurt oder saurer Sahne, frischen Kräutern und einem Hauch Meerrettich verfeinert. Das Putzen der Wurzeln ist sehr aufwendig, der austretende Saft kann die Hände verfärben. Daher empfiehlt es sich, entweder Gummihandschuhe zu tragen oder erst nach dem Kochen und Abschrecken in kaltem Wasser die Stangen zu schälen. Legen Sie die rohen, geschälten Wurzelstücke direkt in eine Mischung aus Wasser, Essig und Mehl oder in Zitronenwasser. So bleiben die Stangen weiß. Nur frische und unverletzte Wurzeln gehören in den Einkaufskorb. Das Fruchtfleisch sollte weiß und nicht holzig oder faserig sein. Im Gemüsefach des Kühlschranks lassen sich Schwarzwurzeln einige Tage aufbewahren.
Im Labor: Dr. Thorsten Gnad, Saskia Scheibler, Prof. Dr. Alexander Pfeifer, Anja Glöde, Prof. Dr. Christa E. Müller, Laia Reverte-Salisa, Prof. Dr. Ivar von Kügelgen, Dr. Linda S. Hoffmann (von links). Foto: Claudia Siebenhüner/UKB
Bekämpfung von Übergewicht
Die Zahl der Übergewichtigen nimmt weltweit stark zu – damit steigt auch das Risiko, in der Folge etwa an Herzinfarkt, Schlaganfall, Diabetes oder Alzheimer zu erkranken. Viele träumen deshalb von einer effizienten Methode, Pfunde loszuwerden. Diesem Ziel ist nun ein internationales Forscherteam unter Federführung von Professor Alexander Pfeifer vom Universitätsklinikum Bonn einen Schritt näher gekommen. Das körpereigene Adenosin aktiviert braunes Fett und „bräunt“ weißes Fett. Die Ergebnisse sind nun im renommierten Fachjournal „Nature“ veröffentlicht.
„Fett ist nicht gleich Fett“, sagt Prof. Dr. Alexander Pfeifer vom Institut für Pharmakologie und Toxikologie des Universitätsklinikums Bonn. Der Mensch trägt zwei verschiedene Arten von Fett in sich: Unerwünschte weiße Fettzellen, aus denen zum Beispiel das lästige „Hüftgold“ besteht. Außerdem gibt es noch braune Fettzellen, die als erwünschte Heizaggregate überschüssige Energie in Wärme verwandeln. „Wenn es uns gelingt, braune Fettzellen zu aktivieren oder weiße in braune Fettzellen umzuwandeln, können möglicherweise überflüssige Pfunde abgeschmolzen werden“, berichtet der Pharmakologe.
Die Arbeitsgruppe von Prof. Pfeifer hat zusammen mit einem internationalen Forscherteam aus Schweden, Dänemark, Finnland sowie dem Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf und der Universität Düsseldorf einen neuen Ansatzpunkt gefunden: das Adenosin. Es wird bei Stressreaktionen ausgeschüttet. Eine wichtige Rolle spielt dabei der Adenosinrezeptor A2A.
Aktivierung von braunem Fett durch Adenosin
„Dockt in den braunen Fettzellen das Adenosin an diesen Rezeptor an, wird die Fettverbrennung stark stimuliert“, berichtet Dr. Thorsten Gnad aus Prof. Pfeifer´s Team. Dass Adenosin braunes Fett aktiviert, galt vorher als ausgeschlossen. Es gab mehrere Versuche mit Ratten und Hamstern, wobei sich zeigte, dass Adenosin braunes Fett blockiert. Das Team der Universität Bonn ließ sich von diesen Ergebnissen nicht beirren. Anhand von braunen Fettzellen, die Menschen bei Operationen entfernt wurden, vollzogen die Wissenschaftler den Signalweg der Fettaktivierung über das Adenosin nach. Dabei zeigte sich, dass Ratten und Hamster in dieser Hinsicht anders reagieren als der Mensch. „Das braune Fett von Mäusen hingegen verhält sich genauso wie das unserer eigenen Spezies“, fasst Prof. Pfeifer zusammen.
Adenosin bräunt weißes Fett
Die Forscher untersuchten auch, ob weiße Fettzellen durch Adenosin in braune Fettzellen umgewandelt („gebräunt“) werden können. Weiße Fettzellen lassen sich im Gegensatz zu den braunen normalerweise nicht zum Schmelzen des „Hüftgolds“ bewegen, weil ihnen die dazu erforderlichen A2A-Rezeptoren fehlen. Deshalb transferierte das Wissenschaftlerteam in Mäusen das Gen für den Rezeptor aus braunen Fettzellen auf weiße. Daraufhin verhalten sie sich wie braune Zellen – und die Fettverbrennung wird angekurbelt.
Klinische Anwendung ist noch weit entfernt
Den Forschern der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, die Bedeutung des Adenosins für braune Zellen von Mäusen und des Menschen nachzuvollziehen. „Durch die Gabe von Adenosin-ähnlichen Substanzen nahmen die Mäuse tatsächlich ab“, berichtet Prof. Pfeifer. Es seien jedoch in diesem Zusammenhang noch viele Fragen zu untersuchen. Eine klinische Anwendung sei deshalb noch weit entfernt.
Publikation: Adenosine activates brown adipose tissue and recruits beige adipocytes via A2A receptors, Fachjournal “Nature”, DOI: 10.1038/nature13816
Fischereimanagement im Spannungsfeld von Profit, Naturschutz und Verteilungsgerechtigkeit, Fotos: Imme Schmidt
Neuer Ansatz entschärft Konflikt zwischen Ökonomie und Ökologie
Das Gleichgewicht zwischen Gewinnmaximierung und nachhaltigem Schutz von Fischbeständen zu halten, ist für Fischer und Fischerinnen wie für die Politik gleichermaßen schwierig. Zählt nur der Gewinn, leiden die Bestände. Werden nur einzelne Fischarten beispielsweise per Quote geschützt, gerät das ökologische Gleichgewicht aus dem Ruder.
Die Kieler Forscher Dr. Rudi Voss, Dr. Jörn Schmidt und Prof. Martin Quaas aus der interdisziplinären Arbeitsgruppe zur nachhaltigen Fischerei des Exzellenzclusters „Ozean der Zukunft“ und Kolleginnen und Kollegen aus den USA, Hamburg und Finnland zeigen nun in neuen Veröffentlichungen in den Fachmagazinen Plos One und Marine Ecology Progress Series, wie nachhaltiges Fischereimanagement funktionieren kann. Die Forschenden haben in ihrer Studie nicht nur die Entwicklung einzelner Fischarten untersucht, sondern sie auch in Beziehung zu ihren Fressfeinden und Beutefischen gesetzt.
Dabei wenden sie den so genannten Ökosystem-basierten Ansatz an, eine gleichrangige Abwägung von sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten. Damit schaffen die Forschenden eine Grundlage für Handlungsempfehlungen an die europäische Fischereipolitik, die Zielkonflikte und deren Auswirkungen unmissverständlich visualisiert.
Wie wirkt sich Profitmaximierung in der Fischerei auf die Bestandsgrößen der Fischarten aus? Welche Folgen hat der Schutz einzelner Fischarten auf das Zusammenleben aller Lebewesen im marinen Ökosystem? Wie kann man die Bestände verschiedener Organismen im Meer auf einem existenzsichernden Niveau halten und gleichzeitig die Lebensgrundlage der Fischer und Fischerinnen bewahren? Modernes Fischereimanagement bedeutet, diese oft widerstrebenden Interessen und ihre Auswirkungen gegeneinander abzuwägen und einen bestmöglichen Kompromiss zu finden.
Während die Fischereipolitik bisher vor allem zwischen wirtschaftlichen und ökologischen Interessen vermittelte, verlangt der von den Vereinten Nationen geforderte sogenannte „Ecosystem Approach to Fisheries Management“, Ökosystem-basierter Ansatz im Fischereimanagement, eine gleichwertige Abwägung von sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten im Sinne eines nachhaltigen Ressourcenmanagements.
Die Veröffentlichungen der Kieler Forschenden in den Fachmagazinen PLOS ONE und Marine Ecology Progress Series heben insbesondere hervor, welche Kompromisse modernes Ressourcenmanagement eingehen muss, um eine nachhaltige Nutzung von Ökosystemdienstleistungen durch den Menschen sicherzustellen. Am Beispiel des Fischereimanagements in der Ostsee demonstriert die Forschungsgruppe diesen Ansatz: In einem wirtschaftliche und ökologische Faktoren berücksichtigenden Mehrarten-Optimierungsmodell wird erprobt, wie eine ökologisch, ökonomisch und sozial nachhaltige Erholung der zusammengebrochenen Dorschbestände zu erzielen ist.
Eine auf reiner Gewinnmaximierung basierende Strategie zum Wiederaufbau der Dorschbestände könnte zum Beispiel zum Zusammenbruch der finanziell weniger wertvollen Bestände der Sprotte führen: Beide Arten sind nämlich durch starke Räuber-Beute-Interaktionen verbunden, so dass Management-Maßnahmen für eine Art automatisch auch die andere Art beeinflussen. Von Schutzmaßnahmen zur Sicherung der Sprotte wiederum würden nur die darauf spezialisierten Fischer und Fischerinnen profitieren, was die Gerechtigkeit in der Ressourcennutzung in Frage stellen würde.
Die Arbeit zeigt jedoch einen Weg auf, der zwar wirtschaftlich nicht optimal ist, aber möglicherweise für eine akzeptable Balance zwischen Profit, Artenschutz und sozialer Gleichheit sorgt. Damit demonstriert diese Fallstudie, welche gesellschaftlichen Handlungsoptionen zur Lösung von Interessenkonflikten in der Nutzung von natürlichen Ressourcen zur Verfügung stehen und dass solche Managementempfehlungen einen wichtigen Beitrag zur Erhaltung der globalen Fischbestände leisten können.
Voss R, Quaas MF, Schmidt JO, and Hoffmann J. Regional trade-offs from multispecies maximum sustainable yield (MMSY) management options. Marine Ecology Progress Series 498:1-12. www.int-res.com/articles/feature/m498p001.pdf
Herausragend für den Klimaschutz – dieses Prädikat hat das Land NRW dem Projekt von Nachwuchswissenschaftler Dr. Nicolas Plumeré verliehen. Am Zentrum für Elektrochemie der Ruhr-Universität Bochum entwickelt er mit seinem Team einen Nitratsensor. Dieser soll es ermöglichen, Nutzpflanzen mit exakt der richtigen Menge Dünger zu versorgen, ohne den Boden unnötig zu belasten. Das Projekt wurde für die „KlimaExpo.NRW“ ausgewählt.
Bis zu doppelt so viel Dünger im Einsatz wie notwendig
Zurzeit setzen Landwirte bis zu doppelt so viel Dünger ein, wie Nutzpflanzen tatsächlich benötigen. Dadurch gelangt überflüssiges Nitrat in die Böden, das die Umwelt belastet. Auch die Produktion der Stickstoffdünger schadet dem Klima: Jährlich verschlingt sie etwa ein Prozent des globalen Energiebedarfs. Bislang gab es nur wenige Methoden, um die auf dem Feld vorhandene Nitratmenge zu bestimmen und somit den Düngebedarf zu ermitteln. Da die Verfahren aufwendig und teuer sind, nutzen Landwirte sie nur wenig.
Leicht einsetzbare Methode zur Nitratbestimmung
Nicolas Plumeré entwickelt mit seinem Team einen zuverlässigen Nitratsensor, den Bauern unkompliziert direkt auf dem Feld einsetzen können. Er funktioniert ähnlich wie ein Blutzuckermessgerät. Der Anwender ritzt einen Pflanzenstängel an, um einen winzigen Tropfen Pflanzensaft zu gewinnen. Ein Messstäbchen saugt genau die für den Test benötigte Menge auf – am Ende sollen das gerade einmal 300 Nanoliter sein – und gibt als Ergebnis die vorhandene Nitratmenge aus. Das Messstäbchen enthält ein Enzym, das Nitrat zu Nitrit umsetzt. Bei der Reaktion werden Elektronen frei; den resultierenden Stromfluss misst eine Elektrode im Stäbchen. Aus dem Stromfluss wiederum berechnet das Gerät automatisch die Nitratkonzentration im Pflanzensaft. Da Luftsauerstoff das Nitrat-Messverfahren stört, integrierten die Forscher spezielle weitere Enzyme in das Messstäbchen, die den Sauerstoff abfangen.
Zurzeit optimiert die Forschergruppe das Messverfahren, damit es robust gegen alle Störeinflüsse auf dem Feld ist. In ein bis zwei Jahren könnte ein funktionstüchtiger Prototyp vorliegen, ein marktreifes Produkt in drei bis fünf Jahren.
So belastet Nitrat die Umwelt
Nitrat führt in Gewässern zu einem Überangebot an Nährstoffen und bringt so das Ökosystem aus dem Gleichgewicht. In die Luft ausgeschiedener Stickstoff erhöht außerdem die Feinstaubbelastung, kann Krankheiten wie Krebs und Asthma fördern und unterstützt die Bildung von bodennahem Ozon.
Die KlimaExpo.NRW ist ein Projekt der Landesregierung von Nordrhein-Westfalen, das eine nachhaltige Entwicklung für Wirtschaft und Gesellschaft beflügeln soll. Schubkräfte für diese Entwicklung sind Energiewende, Klimaschutz sowie die notwendige Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Ziel ist es, erfolgreiche Projekte in innovativen Formaten einem breiten Publikum bis hin zur internationalen Ebene zu präsentieren und zusätzliches Engagement für den Klimaschutz zu initiieren. Die KlimaExpo.NRW soll das technologische und wirtschaftliche Potenzial Nordrhein-Westfalens in diesem Bereich präsentieren. Sie läuft landesweit bis zum Jahr 2022.
