Einige der kleinsten Lebensformen an Bord der Internationalen Raumstation, die mit mehr als 20-facher Schallgeschwindigkeit um die Erde rasen, sind auf einer Mission, um Menschen auf einem sich erwärmenden Planeten zu ernähren.
Samen von Sorghum und Kresse, die von der Internationalen Atomenergiebehörde in die Umlaufbahn gebracht wurden, sind über eine dünne Metallbox an die Kapsel gebunden. Das bedeutet, dass sie in einem Versuch, genetische Mutationen zu induzieren, einer intensiveren Sonnenstrahlung ausgesetzt werden, damit sie heißere Temperaturen, trockenere Böden, die Ausbreitung von Pest und den steigenden Meeresspiegel überleben können.
„Die meiste Astrobotanik bestand bisher darin, zu testen, wie Pflanzen gezüchtet werden können, um Astronauten für spätere Weltraumkolonien zu ernähren“, sagte Shoba Sivasankar, Leiterin für Genetik und Pflanzenzüchtung der IAEO, in ihrem Labor außerhalb von Wien. „Dieses Experiment ist anders, weil es den Menschen auf der Erde helfen soll, sich an den Klimawandel anzupassen.“
Landwirte von Argentinien bis Kalifornien, Frankreich und Indien kämpfen angesichts der globalen Erwärmung darum, ihre Erträge aufrechtzuerhalten, da steigende Preise für die wichtigsten zum Brotbacken verwendeten Feldfrüchte die politische Stabilität belasten. Die Dürre in Nordafrika dämpft die lokalen Weizenernten und erhöht möglicherweise die Nachfrage in einer der wichtigsten Importregionen der Welt.
Erwärmung und Wetterumschwünge haben die Nahrungsmittelproduktivität weltweit seit 1961 um fast 13 % verringert, so die jüngsten Schätzungen der Vereinten Nationen. Die NASA erwartet im Laufe des nächsten Jahrzehnts grundlegende Veränderungen in der Art und Weise, wie Lebensmittel angebaut werden.
Betreten Sie China mit fast einem Fünftel der Weltbevölkerung, aber nur 7 % seines Ackerlandes. Seit Jahrzehnten schickt die zweitgrößte Volkswirtschaft Saatgut an Bord von Raketen und Höhenballons ins All.
Wissenschaftler sagten, dass die Weltraumsamen ertragreichere Ernten von Weizen, Gerste, Mais, Gurken und Tomaten produzieren. Das Land testet immer noch Proben einer Mission aus dem Jahr 2006, die mehr als 130 Arten transportierte, und eine gemeinsame Mission mit Pakistan im vergangenen Jahr brachte Heilpflanzensamen an die Universität von Karachi zurück.
„Wir hoffen, dass sie mit stärkerer Resistenz, Überlebensrate und Wirksamkeit besser wachsen können“, sagte Wang Yan, ein Universitätsforscher, gegenüber China Economic Net. „Alles kann durch genetische Mutation im Weltraum erreicht werden.“
Dies ist das erste Mal, dass die IAEO kosmische Strahlung verwendet, um Samen zu mutieren. Es verabreicht jedoch seit mehr als einem halben Jahrhundert kontrollierte Strahlendosen mit einer Kobalt-60-Quelle in seinem Labor in Seibersdorf.
Die im November auf einer Rakete der Northrop Grumman Corp. 400 Kilometer (249 Meilen) in die Umlaufbahn geschossenen Sorghum- und Arabidopsis-Samen (ein Cousin der Kresse, die häufig in genetischen Experimenten verwendet werden) werden voraussichtlich im April wieder in den Labors der IAEO landen, wonach sie Sie werden Prüfungen unterzogen, die Jahre dauern können.
Im Gegensatz zu neueren Techniken, die DNA mit Werkzeugen wie CRISPR gentechnisch manipulieren, wird die Induktion von Mutationen durch Strahlung als natürlich angesehen. Daher unterliegt das Saatgut nicht den gleichen Marktbeschränkungen wie gentechnisch veränderte Organismen oder GVO.
„Das Labor verändert wirklich die Art und Weise, wie wir Krankheiten und Hunger bekämpfen“, sagte Cindy McCain, die US-Botschafterin bei den UN-Lebensmittelbehörden in Rom, von denen eine die Labore unterstützt. „Ernährungssicherheit ist ein Thema der nationalen Sicherheit.“
Reis ist mit 870 neuen Sorten im Anbau die am häufigsten der Strahlung ausgesetzte Kulturpflanze. Die zunehmende Austrocknung hat die Produktion der Grundnahrungsmittel für die Hälfte der Weltbevölkerung verringert. Optimierte Sorten in Vietnam und Indonesien steigerten die Erträge um mehr als 40 %.
Sivasankar forscht in einem feuchten Gewächshaus, gefüllt mit Bananen- und Kaffeepflanzen, etwa eine Autostunde südlich von Wien. Länder schicken ihr jedes Jahr Dutzende von Samen, um sie mit Gammastrahlen zu bombardieren und dann für trockene Bedingungen zu kultivieren.
Die Entwicklung einer neuen Sorte durch kontrollierte Mutation kann etwa ein Jahrzehnt dauern – und das Geschäft boomt.
„Die Lebensmittelproduktion wird vom Klimawandel betroffen sein“, sagte sie. „Pflanzen dabei zu helfen, sich durch genetische Vielfalt an diese Veränderungen anzupassen, ist die nachhaltigste Lösung.“
Die IAEA-Labors sind eine der letzten Grenzen der Diplomatie, die eine Zusammenarbeit zwischen China, Russland und den USA inmitten eines Wiederauflebens des Streits zwischen den Supermächten hervorbringt. Die Länder haben in den letzten Jahren fast 100 Millionen US-Dollar investiert, um die Anlage aus der Zeit des Kalten Krieges zu modernisieren, was dazu beiträgt, eine Verpflichtung der fünf offiziellen Atommächte aus dem Nichtverbreitungsvertrag zu erfüllen.
„Wir stellen sicher, dass die vorteilhaften Nutzungen von Nukleartechnologien und -materialien verfügbar gemacht werden können“, sagte Laura Holgate, die US-Botschafterin bei der IAEA.
Auch reiche Länder profitieren von der Forschung. Ein Sterilinsektenprogramm half nordamerikanischen Landwirten, zig Milliarden Dollar einzusparen, indem es Fliegenstämme ausrottete, die Obst und Vieh befallen. Ein Programm in Italien eliminierte etwa 80 % der krankheitsübertragenden Mückenpopulationen in Zielregionen.
Der Standort der Agentur umfasst acht nukleare Anwendungslabore, die von Stacheldraht und Weiden umgeben sind. Ein fensterloses Gebäude beherbergt eine Maschine zum Nachweis von Uranspuren in Umweltproben aus Ländern wie dem Iran. Ein anderes wurde verwendet, um Tests für COVID-19, die Ebola- und Zika-Viren und die afrikanische Schweinepest zu entwickeln.
Eine weitere enthält Schwärme von Insekten, die in Kästen herumschwirren, die mit weißen Maschentüchern bedeckt sind. In tropisch aufgeheizten Räumen liegt der Duft von Insektenfutter in der Luft: Tierblut, Leberpulver, Thunfischmehl und Hefe.
Die Exemplare verursachen jährlich Schäden in Milliardenhöhe in Subsahara-Afrika, wo Tsetse-Fliegen die Schlafkrankheit bei Menschen verbreiten und Viehherden schwächen. Die Bestrahlung der Schädlinge hilft Wissenschaftlern, unfruchtbare Männchen aufzuziehen, um die Schlupfraten einzudämmen.
Für viele Menschen ist die IAEO gleichbedeutend damit, der Nuklearwächter der UNO zu sein, der vor dem illegalen Handel mit Materialien schützt, die in Atomwaffen enden könnten. Aber zunehmend ist es eine andere Bedrohung für die Menschheit – der Klimawandel – die neue Investitionen antreibt, sagte Chantel de Beer, eine südafrikanische Entomologin.
„Unsere alten Labore waren viel zu klein für das Wachstum, das wir erleben“, sagte sie. „Es liegt in unserer Verantwortung, Umweltprobleme mit Respekt zu bewältigen.“
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