Kipppunkte, Artensterben und schlummernde Talente

Der Klimawandel und das Artensterben gehören zu den grossen Herausforderungen unserer Zeit. Beide sind eng verknüpft: Die Klimaerwärmung gefährdet Pflanzen- und Tierarten, und der Verlust von Biodiversität beschleunigt die Erwärmung des Klimas. Dabei handelt es sich nicht um lineare Veränderungen. Die Wissenschaft hat vielmehr sogenannte Kipppunkte definiert, die mit der Klimaerwärmung verknüpft sind. Werden diese erreicht, verändert sich der Zustand biologischer Systeme fundamental. So sterben etwa die Korallenriffe ab oder der Regenwald des Amazonas wird zur Savanne.

Die beiden Erdsystemwissenschaftlerinnen Maria J. Santos und Gabriela Schaepman-Strub erklären im Dossier dieses Hefts, welche gravierenden Auswirkungen es auf das globale Klima hat, wenn Ökosysteme kippen, und wie Rückkopplungseffekte die Klimaerwärmung beschleunigen können. Wenn der Klimawandel nicht rasch gestoppt wird, werden heute dicht besiedelte Gebiete unseres Planeten für Menschen unbewohnbar. Die beiden UZH-Wissenschaftlerinnen plädieren deshalb für einen grundlegenden Wandel unseres Wirtschaftssystems, das viel zu verschwenderisch mit den beschränkten Ressourcen unseres Planeten umgeht.

Santos und Schaepman-Strub forschen am Universitären Forschungsschwerpunkt (UFSP) «Global Change and Biodiversity», der in diesem Jahr ausläuft – wie auch der UFSP «Evolution in Action». Die Forschung des Evolutionsbiologen Andreas Wagner zeigt, wie die Natur unermüdlich Neues erfindet. Viele dieser Innovationen sind genetisch angelegt, werden aber nie genutzt. Doch wenn sich die Umweltbedingungen ändern, werden diese «schlafenden Talente» geweckt und entfalten sich. Dieser Erfindungsreichtum macht Organismen resilienter und anpassungsfähiger. Das gilt auch für epigenetische Veränderungen, die häufiger vorkommen als Mutationen. Diese können vererbt werden und helfen Pflanzen, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen. Das eröffnet neue Möglichkeiten für die Züchtung von widerstandsfähigeren Kulturpflanzen, sagt Pflanzengenetiker Ueli Grossniklaus.

Am Institut für Regenerative Medizin (IREM) der UZH werden personalisierte Stammzellen gezüchtet. In wenigen Jahren sollen solche Zellen beispielsweise in ersten klinischen Studien für Herzpatient:innen zum Einsatz kommen. Bis es so weit ist, müssen noch einige Hürden genommen werden. Doch IREM-Direktor Simon Hoerstrup ist überzeugt, dass in Zukunft diese vielfältig einsetzbaren Stammzellen hergestellt und gegen unterschiedliche Krankheiten therapeutisch genutzt werden können.