Die kleinsten und ältesten Lebewesen auf und in der Erde spielen eine große Rolle bei der Schaffung einer nachhaltigen Zukunft für den Planeten, behauptet ein internationales Forscherteam, darunter Fakultätsforscher der Ohio State University, in einer neuen Zelle Artikel veröffentlicht Heute.
Die Aufgaben von Mikroben – Bakterien, Viren, Pilzen und anderen Einzellern – ermöglichen das Überleben aller anderen Arten, die an Land, im Meer und in der Luft sowie in unserem Darm leben. Dank der rasanten technologischen Fortschritte der letzten Jahrzehnte lernen Wissenschaftler jeden Tag mehr über die Funktionen von Mikroben und darüber, wie sie zum Schutz der menschlichen Gesundheit und der globalen Umwelt eingesetzt werden können.
Und dennoch ist die mikrobielle Forschung in den nachhaltigen Entwicklungszielen der Vereinten Nationen nach wie vor unterrepräsentiert – dies müsse sich nach Ansicht der Wissenschaftler ändern, um schnellere Fortschritte bei der Erreichung der Ziele zu erzielen.
Die UNO hat 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) formuliert, die von Industrie- und Entwicklungsländern weltweit angegangen werden sollen. Im Großen und Ganzen beschreibt die UNO diese Ziele als Versuch, Armut und andere Benachteiligungen zu beenden und gleichzeitig Gesundheit und Bildung zu verbessern, Ungleichheit zu verringern und das Wirtschaftswachstum anzukurbeln – und das alles, während gleichzeitig der Klimawandel bekämpft und der Schutz der Ozeane und Wälder vorangetrieben wird.
Obwohl die mikrobielle Aktivität für die Erhaltung allen Lebens von grundlegender Bedeutung ist (zum Beispiel durch die Produktion von Sauerstoff), so die Autoren, fehlt in den Hunderten von multilateralen Verträgen und zwischenstaatlichen politischen Abkommen der Vereinten Nationen weitgehend jede Erwähnung ihrer Rolle.
In der Übersicht beschreiben die Autoren sieben wichtige Wege, wie mikrobielle Forschung und Technologie zum Erreichen der Ziele eingesetzt werden können: Gesundheitsförderung und Krankheitsbekämpfung, Nahrungsmittelproduktion und Ernährung, Produktion sauberer Energie, Synthese und Recycling von Produkten, biologische Sanierung, Förderung gesunder Ökosysteme sowie globale biogeochemische Kreisläufe und Klimawandel.
„Ein ständig wachsendes Forschungsgebiet zeigt, wie verschiedene mikrobielle Gruppen unterschiedliche Funktionen erfüllen, und das effektive Management mikrobieller Gemeinschaften kann Lösungen zur Verbesserung verschiedener Aspekte des Lebens bieten, von der menschlichen Gesundheit bis hin zur Energie- oder Nahrungsmittelproduktion“, schrieben sie.
Dass Mikroben von den globalen Zielen nicht berücksichtigt werden, könnte zum Teil daran liegen, dass die Öffentlichkeit und die Politik sich nicht darüber im Klaren sind, wie wichtig Mikroorganismen sind, sagen Forscher. Am besten kennen wir die Bakterien und Viren, die uns krank machen, aber es gibt noch eine Billion weitere Mikrobenarten, die in eng miteinander vernetzten Gemeinschaften Nährstoffe verarbeiten, chemische Reaktionen auslösen, Gase verbrauchen und Abfall beseitigen – alles Funktionen, die für eine immer länger werdende Liste praktischer Anwendungen genutzt werden können, die dem Planeten zugutekommen.
Unter den vielen in dem Artikel skizzierten Beispielen berichten die Autoren über mikrobenbasierte Innovationen wie die Entwicklung von Bakterien, die Toxine an Tumore abgeben können, und den Einsatz lebender Organismen zur Extraktion von Schadstoffen aus Böden, Sedimenten und Wasser.
„Mikrobiome beeinflussen alles“, sagte Sullivan. „Und von Natur aus ist die Mikrobiomwissenschaft hochgradig interdisziplinär – was uns einen Vorsprung bei der Erforschung der Möglichkeiten verschafft, diese Forschung auf das notwendige Niveau zu skalieren, um eine große Wirkung zu erzielen.“
„Wir sind der Ansicht, dass ein besseres Verständnis der Rolle von Mikroben im Kontext von Ökosystemen von entscheidender Bedeutung ist, um die Kraft der Mikroben für die Herstellung nachhaltiger Bioprodukte und den Schutz des Planeten freizusetzen. Die wissenschaftliche Gemeinschaft ist bereit, diese Arbeit zu leisten, aber die Komplexität des mikrobiellen Lebens und die zur Lösung dieser Rätsel erforderliche Interdisziplinarität stellen eine Herausforderung für die traditionelle disziplinäre Finanzierung und akademischen Strukturen dar. Diese umfassende wissenschaftliche Kommunikation soll auf die Möglichkeiten aufmerksam machen.“
Die Hauptautoren des Artikels sind Laura van Galen und Thomas Crowther von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und Rino Rappuoli von der Fondazione Biotecnopolo di Siena in Italien.
Weitere Informationen:
Thomas W. Crowther et al., Aufruf an die Wissenschaftler zum Handeln: Mikroben, planetare Gesundheit und die Ziele für nachhaltige Entwicklung, Zelle (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.07.051