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Jun 21, 2023

Die nächste Klimakatastrophe?: Laut Human zerstören wir das Mikrobiom

Von David Ewing Duncan „Menschliche Aktivitäten verursachen ein großes Ungleichgewicht im globalen Mikrobiom“, sagte Craig Venter mit seiner tiefen, grollenden Stimme. Wie immer nahm er kein Blatt vor den Mund. Es war 2018. Venter und ich

Von David Ewing Duncan

„Menschliche Aktivitäten verursachen ein großes Ungleichgewicht im globalen Mikrobiom“, sagte erCraig Venter mit seiner tiefen, grollenden Stimme. Wie immer nahm er kein Blatt vor den Mund. Es war 2018. Venter und ich saßen an Deck von Sorcerer II, seinem 100 Fuß langen Segelboot, und tranken Kaffee an einem kalten, nebligen Morgen im Golf von Maine. Langsame, kreisende Wellen umgaben das Boot, während Delfine an Steuerbord in großen Bögen auf und ab sprangen, ihre glatten, grauen Körper mit Schaum bedeckt.

Venter meinte damit, dass fossile Brennstoffe und andere Schadstoffe nicht nur Eisbären und Monarchfaltern schaden. Sie verändern auch die unsichtbare Welt winziger Organismen, die das Leben, wie wir es kennen, am Leben erhalten, etwas, das ein wesentlicher Bestandteil dessen ist, was Rachel Carson in ihrem bahnbrechenden Buch Silent Spring aus dem Jahr 1962 als „Gewebe des Lebens“ bezeichnete, einer Anklage gegen die Torheit der Menschen, ihre Umwelt zu verschmutzen eigene Umgebung.

Diese Warnung ist auch zu Venters Fanfarenruf geworden. Es ist ein zentrales Thema eines neuen Buches mit dem Titel „The Voyage of Sorcerer II: The Expedition That Unlocked the Secrets of the Ocean's Microbiome“, das er und ich gemeinsam geschrieben haben und in dem überzeugende Beweise dafür dargelegt werden, wie der Homo sapiens das Mikrogewebe des Ozeans verursacht Unser Leben gerät aus den Fugen.

Die meisten Nicht-Wissenschaftler wissen wenig oder gar nichts über diese existenzielle Bedrohung. Und obwohl ich als Wissenschaftsjournalist immer wieder Geschwätz darüber gehört hatte, verstand ich erst an diesem feuchten Morgen auf Venters Boot wirklich die Dringlichkeit der Angelegenheit. Damals näherte sich der damals 70-jährige Venter dem Ende einer 2003 begonnenen Reihe von Seereisen, bei denen er Meerwasserproben voller Mikroben sammeln wollte – eine Aufgabe, die konkurrierende Wissenschaftler ursprünglich als lächerlichen Unterfangen bezeichnet hatten. Nachdem er schließlich 75.000 Meilen gesegelt war, hatte Venter den Kritikern getrotzt, indem er Hunderte Fässer Meerwasser an Bord der Sorcerer II mitnahm und dann die Milliarden von Mikroben, die jede Probe enthielt, genetisch sequenzierte – ein Projekt, das schließlich das veränderte, was die Wissenschaft heute über diese winzigen Kreaturen weiß, die zahlreicher sind bekannte Sterne im Universum und verbinden alles Leben auf der Erde.

Begrüßen Sie das Mikrobiom – die Bakterien, Viren, Pilze und mikroskopisch kleinen Tiere des Planeten –, das seit über 30 Jahren Venters Spielplatz darstellt. Überzeugender als jeder andere hat er bewiesen, dass diese sehr kleinen Lebewesen buchstäblich überall auf der Erde sind: in der Atmosphäre, tief im Boden, in Gletschern, auf jeder Rose und in jedem schlagenden Herzen jedes Tieres. Etwa 39 Billionen davon leben derzeit in und auf Ihrem Körper, und ohne sie würden Sie nicht lange leben. Untersuchungen legen nahe, dass sie Ihre Gesundheit und Ihre Stimmung beeinflussen können. Sie könnten sogar Einfluss darauf haben, in wen Sie sich verlieben, auf die zukünftige Gesundheit von Babys und wie lange Sie leben werden. Und das ist nur ein kleiner Teil ihrer übergroßen Auswirkungen auf uns und alle anderen Tier- und Tierarten und wie sie alle miteinander in Beziehung stehen.

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Wenn Sie einen der Avatar-Filme gesehen haben, ähneln Mikroben der realen Version des blau leuchtenden Schleims, der alles Leben auf dem fiktiven Mond des Films, Pandora, verbindet. Nur dass Mikroben nicht leuchten und nicht blau sind. Aber sie sind die Lebenskraft unseres Planeten und das schon seit ihrem ersten Auftreten vor rund 3,5 Milliarden Jahren. Mikroben sind der Grund dafür, dass wir eine Sauerstoffatmosphäre haben, da einige von ihnen – mikrobielles Phytoplankton in den Ozeanen – Kohlenstoff „einatmen“ und O2 „ausatmen“ und so etwa 60 % des gesamten terrestrischen Sauerstoffs produzieren.

Alles Leben, Sie eingeschlossen, hat sich aus den frühesten Mikroben entwickelt. Und alles Leben ist von ihnen abhängig, angefangen bei der Verdauung des Himbeer-Smoothies, den Sie gerade getrunken haben, bis hin zu den Bakterien, die jedes sterbende Lebewesen verschlingen und zersetzen und diese chemischen Bestandteile anschließend in Nährstoffe für neues Leben umwandeln.

Craig Venter wurde als alles Mögliche bezeichnet, von stachelig und arrogant (und noch schlimmer) bis hin zu einem Genie. In den 1990er Jahren leitete er bekanntermaßen ein aufstrebendes Team, das ein viel größeres und besser finanziertes Bundesprogramm zur Sequenzierung der ersten vollständigen DNA eines Menschen herausforderte und wahrscheinlich sogar besiegte. (Der Wettlauf um die Fertigstellung der ersten Karte eines menschlichen Genoms wurde im Jahr 2000 vom damaligen Präsidenten offiziell für unentschieden erklärtBill Clinton ). Im Jahr 2010 erreichte Venter einen weiteren großen Meilenstein: Er schuf von Grund auf ein vom Menschen geschaffenes Genom, das er in ein Bakterium einfügte, das dann zum Leben erwachte. Dieser Durchbruch beunruhigte den Präsidenten so sehrBarack Obamadass das Weiße Haus eine dringende Bewertung der Ethik der Designer-DNA und des Aufkommens der „synthetischen Biologie“ angeordnet habe.

Venter hat nichts davon demütig oder stillschweigend erreicht. Er hat seine Karriere damit verbracht, die wissenschaftlichen Orthodoxien auf den Kopf zu stellen und sich dann dem Aufruhr des Protests mit einer „Ich habe es dir doch gesagt“-Prahlerei und oft brillanten Schnörkeln von Wissenschaft und technologischer Innovation entgegenzustellen. Beispielsweise hat er seine Erkundungen des Mikrobioms der Ozeane unverhohlen mit den Reisen des jungen Charles Darwin in den 1830er Jahren verglichen. Für Biologen ist das ein bisschen so, als würde man sich mit dem Allmächtigen vergleichen, eine Einstellung, die auch bei einigen im wissenschaftlichen Establishment nicht gut ankommt, die sich über seine provokanten Ideen und seinen aggressiven Stil ärgern, obwohl er oft recht hatte.

„Craig ist eine sehr launenhafte und sehr harte Persönlichkeit“, bemerkte erAri Patrinos, ehemals leitender Beamter beim US-Energieministerium, der zur Finanzierung vieler Projekte von Venter beigetragen hat, „was meiner Meinung nach keine negative Eigenschaft ist.“ Ich denke, es war schon immer eine enorme Persönlichkeitsstärke und das Engagement für die Ideen, die er hatte. Ich glaube ehrlich gesagt nicht, dass er halb so erfolgreich gewesen wäre, wenn er versucht hätte, mit den Menschen Frieden zu schließen.“

Anfang 2018, nachdem ich 20 Jahre lang als Wissenschaftsjournalist über Venter berichtet hatte, war ich in seinem Büro in La Jolla und interviewte ihn für ein anderes Projekt, als er mich bat, gemeinsam mit ihm ein Buch über seine Abenteuer im Mikroland zu schreiben. Damit begann ein vierjähriges Abenteuer, bei dem versucht wurde, ihn dazu zu bringen, lange genug still zu sitzen, um über das Buch zu plaudern – zwischen Rennen auf Oldtimer-Segelbooten vor Nantucket, Geländewagenfahrten auf seiner Wüstenranch in der Nähe von San Diego und dem Trinken von Martinis in seinem weitläufigen Haus der kalifornischen Küste in La Jolla. Wenn ich ihn dazu drängte, über reine Wissenschaft zu sprechen, hielt er sich in der Regel zurück und sprach lieber über seine Segelabenteuer auf der Sorcerer II. Wie damals, als er auf den Galapagosinseln beinahe von Haien gefressen wurde. Oder der Tag, an dem sein Schiff im Indischen Ozean von bewaffneten Gendarmen geentert wurde.

„Bin ich ein bisschen ein Adrenalinjunkie?“ sagte Craig, bärtig, bärisch, ständig sonnenverbrannt. "Ja."

Ich habe auch miterlebt, wie er eines Nachts in seinem Haus in La Jolla emotional wurde, als ein enger Freund anrief, um ihm mitzuteilen, dass die Frau des Freundes, ebenfalls eine Freundin von Venter, gestorben war. Als die Sonne in orangefarbenen und roten Streifen über dem Pazifik unterging, schien die Zeit stehen zu bleiben, als er die schlechte Nachricht erhielt. Sein Gesicht wurde stoisch, mit einem Hauch von Old Man and the Sea, einem gemeißelten Gesicht, das ich hin und wieder gesehen hatte, als er in höchster Konzentration als Kapitän von Sorcerer II tätig war. Er legte leise auf und ich schwöre, ich sah eine Träne.

Mit Beharrlichkeit konnte ich zusammensetzen, was er und sein Team auf der Sorcerer II während ihrer 15-jährigen Reise vom Schwarzen Meer über den Nordatlantik bis zur Sargassosee in der Nähe von Bermuda erreicht hatten. Die Routine begann damit, dass Forschungsassistenten eine Pumpe und spezielle Sensoren ins Meer warfen, um Salzgehalt, Temperatur und andere Meeresmetriken zu messen. Die Assistenten saugten rund 200 Liter Wasser an und spürten dann die winzigen Mikroben auf, indem sie die Meerwasserproben durch feinmaschige Filter am Heck absiebten. Die Filter würden dann eingefroren und an Venters Institut zurückgeschickt, zunächst in Rockville, Maryland, und später in La Jolla, wo Forscher den Schatz sequenzierten und analysierten. Ihre Ziele und die Tausender unabhängiger Forscher, die die Daten von Sorcerer II genutzt haben, waren vielfältig: Sie suchten nach Hinweisen darauf, wie viele dieser winzigen Organismen es da draußen gab, was sie taten und wie sie sich im Laufe der Zeit entwickelten; plus Einblicke in die Entwicklung neuer Energiequellen, Medikamente und saubererer Industriechemikalien; und letztendlich Hinweise auf die Ursprünge des Lebens selbst.

Als ich mich für das Buch mit Dutzenden Wissenschaftlern traf, hörte ich auch sehr beunruhigende Erkenntnisse über den Klimawandel. Nennen Sie es eine „mikrobiell unbequeme Wahrheit“, um es vom ehemaligen Vizepräsidenten zu übernehmenAl Gore Buch und Filme über die Kohlenstoffbildung in der Atmosphäre. Um ein Gefühl für die kleinen Veränderungen in der Umwelt zu bekommen, denken Sie einmal darüber nach, was passiert, wenn Sie sich auf Fast Food stürzen und das Gleichgewicht der Mikroben in Ihrem Darm durcheinander bringen. Du wirst krank.

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Das ist es, was wir mit dem Mikrobiom der Erde machen, wenn Menschen das chemische Äquivalent von Fast Food in die Atmosphäre und die Ozeane gießen – was unter anderem enormen Druck auf kritische, weltweite Systeme ausübt, die in der In den nächsten Jahrzehnten könnte es zu einem Zusammenbruch kommen.

Nehmen Sie die sogenannte biologische Kohlenstoffpumpe des Ozeans, die mithilfe von Phytoplankton 25–30 % des Kohlenstoffs in der Luft ansaugt und den größten Teil des Sauerstoffs produziert, den wir atmen. Wissenschaftler stellen fest, dass größeres Phytoplankton abstirbt, möglicherweise aufgrund eines Anstiegs der Meerestemperatur und weil es an all dem Kohlenstoff erstickt. Der Nährstofffluss, der Phytoplankton – sowie Fische und andere Wasserorganismen – ernährt, verändert sich, während die Verschmutzung durch Düngemittel und andere Chemikalien, die von Flüssen in die Ozeane gelangen, tote Zonen verursacht, in denen nur wenige oder keine Fische und andere Makrolebewesen überleben können. Eine tote Zone unterhalb der Mündung des Mississippi im Golf von Mexiko hat mittlerweile fast die Größe von New Jersey. Und es wächst.

Der Angriff auf das Mikrobiom trägt auch zum Absterben von Korallenriffen bei, unter anderem weil der Klimawandel Bakterien beeinträchtigt, die in Symbiose mit den Korallen leben und für deren leuchtende Farben sowie für die Gesunderhaltung der Riffe verantwortlich sind. Steigende Meerestemperaturen und Verschmutzung können dazu führen, dass Korallen diese Bakterien ausstoßen, was dazu führt, dass Riffe bleichen und absterben, wenn sie sich von bunt zu weiß verfärben. Kurz gesagt, die ökologische Gesundheit des Planeten wird möglicherweise durch die Zerstörung der mikroskopisch kleinen Bausteine, die jedes Element der Umwelt insgesamt beeinträchtigen, gefährdet.

Das erinnert mich an etwas anderes, das Rachel Carson vor 60 Jahren in *Silent Spring* schrieb – dass die Natur angesichts der „chemischen Flut“, mit der sie von Menschen beworfen wurde, „in der Lage war, auf unerwartete Weise zurückzuschlagen“, etwas, das wir tun Ich sehe im Moment überall Beweise dafür. Nicht nur mit Dingen, die wir sehen und fühlen können, wie zum Beispiel der ofenähnlichen Hitze, die diesen Sommer den Globus umhüllt hat – plus schmelzenden Gletschern, Superstürmen und allem anderen – sondern auch in der Welt des ganz Kleinen.

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„Die meisten von uns haben eine so menschenzentrierte Sicht auf die Welt“, erzählte mir Venter kurz bevor wir losfuhren, um durch den Golf von Maine zu segeln – ein seltener Moment, in dem dieser vollendete Mann der Tat philosophisch wurde – „als wäre die Erde geschaffen.“ für uns, und es wird uns weiterhin unterstützen, egal was wir der Umwelt zumuten. Das ist nicht sehr schlau von uns. Wir können nicht in einer Methanatmosphäre leben und wir können nicht mit zu viel CO2 leben. Aber die meisten Leute oder Politiker denken darüber nicht wirklich nach, was irgendwie katastrophal falsch ist.“

An diesem grauen Nachmittag im Boot wiederholte Venter diesen Gedanken, während er auf das Meer blickte. Dann verstummte er und drehte den Kopf, um das weite Panorama um uns herum zu überblicken, eine flüssige Wüste mit Dünen aus H2O, die lebendig wirkten, als die Oberfläche sich hob und wölbte, das Schiff anhob und es dann in einem gleichmäßigen Rhythmus fallen ließ, während die Wellen zunahmen an Intensität.

„Ein Sturm kommt“, sagte er schließlich und saß noch einen Sekundenbruchteil still, bevor er in Aktion trat, um sich auf einen weiteren Sturm vorzubereiten, der auf ihn zukam.

Teile dieses Aufsatzes sind eine Adaption von The Voyage of Sorcerer II: The Expedition That Unlocked the Secrets of the Ocean's Microbiome, das am 12. September 2023 bei Harvard University Press veröffentlicht wird. Das Buch unterliegt dem Urheberrecht von © JCVI; Die hierin enthaltenen Abschnitte werden mit Genehmigung verwendet.

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