Helfen diese winzigen Meeresorganismen, einige der größten Herausforderungen unseres Planeten zu lösen?
In jedem Tropfen Meerwasser wimmelt es von mikroskopisch kleinem Leben. In Europa sind viele davon überzeugt, dass Mikroalgen die Welt verändern können: Durch sie wird die Landwirtschaft nachhaltiger und sie sind eine umweltfreundliche Alternative zu Plastik. Helfen diese winzigen Meeresorganismen, einige der größten Herausforderungen unseres Planeten zu lösen? Thema dieser Ocean-Folge.
Mit Mikroalgen die Welt retten?
Almería im Süden Spaniens ist bekannt für seine sonnigen Strände und seine Agrarindustrie. In der Region gibt es viele Gewächshäuser, das sogenannte "Plastikmeer". Dieses Klima ist ein Paradies für Mikroalgen, einzellige Organismen, die Sonnenlicht, Nährstoffe und CO₂ in wertvolle Biomoleküle umwandeln. Örtliche Forscher haben Mikroalgen-Stämme gefunden, die das örtliche Abwasser reinigen und aus denen man Düngemittel und andere Produkte für Landwirte entwickeln kann.
"Sie bieten biostimulierende Eigenschaften für die Nahrungsmittelproduktion in der Landwirtschaft. Aber wir haben auch ca. zehn verschiedene Mikroorganismen isoliert, die Biopestizide bilden - um Pilze, Insekten und andere Krankheiten in den Gewächshäusern zu bekämpfen, ohne irgendwelche Chemikalien zu verwenden, nur mit diesen natürlichen Mikroalgen-Molekülen", erklärt Gabriel Acién, SABANA-Projektkoordinator, Professor für Chemieingenieurwesen, Universität Almería.
Im Rahmen der von der EU finanzierten Projekte SABANA und ALGAENAUTS hat ein lokales Biotech-Unternehmen eine Reihe kommerzieller landwirtschaftlicher Produkte aus Mikroalgen entwickelt. Diese umweltfreundlichen Alternativen stehen im Einklang mit der "Vom Hof auf den Tisch"-Strategie der Europäischen Union. Sie zielt darauf ab, den Einsatz von chemischen Pestiziden bis zum Ende des Jahrzehnts zu halbieren.
Joaquín Pozo Dengra, Direktor für Forschung und Entwicklung bei Biorizon Biotech sowie Koordinator des ALGAENAUTS-Projekts: "Bis 2030 müssen wir chemische Mittel in der Landwirtschaft abschaffen, um eine nachhaltige und gesunde Lebensmittelproduktion zu erreichen."
Chemische Mittel bis 2030 zu Hälfte reduzieren
Düngemittel und Pestizide auf Mikroalgenbasis sind zwar teurer als herkömmliche Chemikalien, aber Landwirte haben festgestellt, dass sie effizienter sind: Man braucht nicht so viel einsetzen, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. Außerdem sind viele Verbraucher bereit, mehr für Produkte zu bezahlen, die als natürlicher angebaut wahrgenommen werden.
"Pflanzen, die nicht mit Chemikalien behandelt wurden, sind zarter, grüner und natürlicher", meint Tomatenbauer David García López von Saborum Origen. "Am Ende erhält man ein hochwertigeres Produkt."
Aber können Mikroalgen etwas gegen das Plastik in den Gewächshäusern ausrichten?
Die Plastikverschmutzung ist für Küstenregionen wie die französische Bretagne ein großes Problem. Teile zerfallen in Mikroplastik, die in die Nahrungskette gelangen. Das Problem sollte durch Sammeln und Recycling gelöst werden - aber in einigen Fällen könnten auch biologisch abbaubare Alternativen eine Rolle spielen. Stéphane Bruzaud, Professor an der Université Bretagne Sud (UBS):
"Es gibt Kunststoffe, die in der Land- oder marinen Umwelt landen, für die die Entwicklung biologisch abbaubarer Polymere eine umweltverträgliche Lösung wäre. Das können zum Beispiel Kunststoffe sein, die in der Fischerei-Industrie verwendet werden. Es kann der Agrar- oder der Kosmetiksektor sein, Textilfasern."
Das EU-Projekt Nenu2PHAr beschäftigt sich mit der Feinabstimmung der industriellen Produktion von Biopolymeren unter Verwendung von Meeresbakterien und aus Mikroalgen gewonnenen Zuckern. Den Forschern zufolge sind solche Biokunststoffe nachhaltiger als solche, die aus landwirtschaftlichen Pflanzen hergestellt werden, da für den Anbau von Mikroalgen keine Ackerflächen benötigt werden.
"Wir können z.B. einen Bioreaktor in einer Wüste bauen", sagt Gabriel Brouchon, Forscher im Bereich Biotechnologie an der Université Bretagne Sud (UBS). "Man kann in einer Wüste keine Rüben, aber man kann sehr wohl Bioreaktoren bauen, die diese Zucker produzieren, mit denen man Biokunststoffe herstellt."
Die Eigenschaften dieser Materialien sind denen herkömmlicher Kunststoffe ebenbürtig und können spezifische Anforderungen erfüllen, erklärt Pierre Lemechko, Forscher im Bereich Biotechnologie, IRMA:
"Das kann etwas sehr Sprödes sein. Aber nur spröde, wenn es gebogen wird, und ziemlich widerstandsfähig gegen Zug oder Druck, zum Beispiel. Alles hängt von den erforderlichen Anforderungen und dem Verwendungszweck ab."
Vielfältige Verwendungsmöglichkeiten
Die Verwendungsmöglichkeiten für Mikroalgen sind vielfältig und reichen von Nahrungsergänzungsmitteln über Kosmetika bis hin zu Biokraftstoffen. Die Technologie macht rasche Fortschritte, es wird erwartet, dass der europäische Green Deal der Branche in den kommenden Jahren einen Schub geben wird.
Eine Firma in der Nähe der portugiesischen Stadt Faro hat ihre Techniken zur Herstellung von Mikroalgen über ein Vierteljahrhundert lang verfeinert. Der Mitbegründer des Unternehmens ist der Ansicht, dass das wahre Potenzial dieser Branche erst dann voll ausgeschöpft werden kann, wenn bürokratische Hindernisse beseitigt, nationale Vorschriften gestrafft und der seiner Meinung nach ungerechtem Wettbewerb mit umweltschädlichen Sektoren bekämpft wird, die kostengünstige natürliche Ressourcen abbauen.
"Wir sind sehr wenige und sehr kleine Firmen, aber wir können sehr groß werden und eine sehr wichtige Rolle bei dem spielen, was die Zukunft in Europa sein könnte - eine neue Nahrungsform für Menschen und Tiere, eine neue Art, Dinge zu produzieren, die wir bereits produzieren, aber auf eine weniger umweltschädliche Weise", meint João Navalho, Mitbegründer und Geschäftsführer von Necton.
Ein Beispiel dafür ist die Aquakultur, die in der Regel Mikroalgen oder Phytoplankton zur Fütterung von Jungfischen und anderen gezüchteten Arten verwendet. Die Aquakultur-Forschungsstation in Olhão untersucht die Verwendung verschiedener Stämme, um Fische gesund zu halten. Man arbeitet daran, die potenziellen Vorteile von Mikroalgen auch für erwachsene Fische zu erforschen, was die Futtermittel für die industrielle Aquakultur nachhaltiger gestalten würde.
Sara Castanho, Technikerin an der IPMA Forschungsstation für Aquakultur: "Da Mikroalgen Teil der Nahrungskette in der Fisch-Fütterung sind, ist es nur natürlich, dass sie als Ersatz für Fischöle und Fischmehl verwendet werden und gleichzeitig zum Wohlbefinden der Tiere beitragen, indem sie ihr Immunsystem und ihre Stressresistenz stärken."
Fischfutter enthält heute oft Proteine aus landwirtschaftlichen Kulturen. Vielleicht könnten diese durch Mikroalgen ersetzt werden, und damit Anbaufläche an Land gespart werden. Pedro Pousão-Ferreira, Leiter der IPMA Forschungsstation für Aquakultur:
"Heute basiert das Futter für Meeresfische zum Beispiel auf Weizen. Und wie man weiß, wird Weizen aufgrund des Krieges in der Ukraine immer knapper. Also sucht man nach möglichen Alternativen, wie zum Beispiel Mikroalgen."
Diese winzigen Lebewesen haben vor Hunderten Millionen Jahren das Leben im Meer angestoßen. Heute können Mikroalgen dazu beitragen, die Küstenwirtschaft nachhaltiger zu gestalten und den Ozean vor Verschmutzung und anderen Bedrohungen zu schützen.
"Wir haben eine direkte Verbindung zum Ozean", sagt João Navalho. "Da kommen wir her. Und je sorgfältiger wir ihn bewahren, desto stärker ist unsere Verbindung, desto mehr können wir alles genießen, was der Ozean uns bieten kann."