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Rezension: Unendliche Weiten – Kreuz und quer durchs Chemie-Universum

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Dieser Artikel enthält Affiliate-Links aus dem Amazon-Partnerprogramm (gekennzeichnet mit (*) – (*) ) – euch kosten sie nichts, mir bringen sie vielleicht etwas für meine Arbeit ein. Ich habe für diese Rezension ein Rezensionsexemplar des Buches erhalten. Es besteht kein Interessenkonflikt hinsichtlich des Inhalts in diesem Beitrag und dessen Publikation.

Unendliche Weiten – Eine Einladung in das Universum der Chemie

Chemie – das ist schwierig, kompliziert, gefährlich… Das sind die gängigen Vorurteile gegenüber einer verkannten Wissenschaft. Chemie ist überall – alles ist Chemie — Mein eigener Leitspruch könnte im Schatten dieser Vorurteile wahrlich Anlass zum Gruseln sein.

Ich bin aber kein Fan von Grusel! Ich habe diesen Leitspruch gewählt, weil er aussagt, was Chemie in Wirklichkeit ist: Die natürlichste Sache der Welt (ja, auch die beruht auf Chemie!) und aus unserem Leben nicht wegzudenken. Und das gilt auch und gerade für jene unter euch, die einen “alternativen” Lebensstil pflegen.

Die Vielfalt der Chemie und ihre zahllosen Rollen in unserem Alltag wie auch bei der Bewältigung der grossen Probleme der Menschheit beschäftigt auch die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), die anlässlich ihres 150jährigen Bestehens mit der Herausgabe des Bildbandes “Unendliche Weiten” zum Entdecken einlädt:

Eine bunte und überraschende Abenteuerreise durch die faszinierenden Welten des Chemie-Universums: Wie erklärt die Chemie die Entstehung des Lebens, wie hat sie die Welt verändert und wie lassen sich die drängenden Probleme unserer Zeit mit ihrer Hilfe lösen? In zwölf Kapiteln geben uns ausgesuchte Spezialisten, Chemiker und Chemikerinnen, einen Einblick in die Chemie als äusserst kreative und verantwortungsbewusste Wissenschaft. Viele praktische Beispiele, Produkte und Anwendungen zeigen das Potential der Chemie auf. So erfährt man etwa, dass eine moderne Energie- und Rohstoffversorgung ohne Chemie weder denkbar noch machbar ist und welche Bedeutung die Chemie für die moderne Informationstechnologie hat.

Zum Inhalt des Buches

Die Abenteuerreise beginnt mit einem “Prospekt” des Reiseveranstalters: Das einleitende Kapitel “Faszination Chemie” von Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger öffnet ein Fenster in die Welt der Chemie – von ihrer Geschichte bis zu ihrer Bedeutung heute, das Lust auf mehr bzw. Genaueres macht. Und Genaueres gibt es in den folgenden Kapiteln zu den Teildisziplinen der Chemie.

Den Anfang macht die Anorganische Chemie. Zusammengestellt von Barbara Albert, Thomas Geelhaar, Wilma Neumann und Armin Reller reicht die “Spielwiese der Anorganischen Chemie” von den chemischen Elementen und ihrer Entstehung bis zu anorganischen Verbindungen, die heute unser Leben bestimmen. Alle 118 heute bekannten Elemente im Einzelnen beschrieben würden freillich ein eigenes Buch füllen (oder eine Blogartikel-Sammlung), sodass die Autoren sich mit einem Beispiel näher befasst haben – dem etwas exotisch erscheinenden Bor, das trotz seiner relativen Seltenheit im Universum wie in Schulbüchern wichtiger Bestandteil verschiedenster Technologien ist.

Um ein weiteres Element – Kohlenstoff – hat sich eine ganz eigene Disziplin der Chemie gebildet: Die Organische Chemie. Michael Röper nimmt uns im zweiten Kapitel zu einem Ausflug in diesen Fachbereich mit. Dabei erfahren wir nicht nur, warum uns ausgerechnet Kohlenstoff mit einer schier endlosen Vielfalt von Verbindungen beschert und wie wir diese Vielfalt aus Erdöl oder alternativ aus nachwachsenden Rohstoffen gewinnen können. Darüber hinaus lernen wir die Katalyse als Schlüsseltechnologie der Chemie näher kennen und erhalten einen Einblick in das Konzept der “grünen”, nachhaltigen Chemie, die Forschung und Industrie zunehmend beeinflusst. Dabei geben ausführlich gestaltete Infoboxen vertiefende Einblicke in die Materie (im wahrsten Sinne des Wortes!).

Es folgt ein Rundgang durch mein eigenes “Kerngebiet”: Die Biochemie – die Chemie und Technik des Lebens. Mark Helm, Johanna Bretzler, Nina Simon und Thomas Carell gewähren in ihrem Kapitel Einblick in ausgewählte Gegenstände der aktuellen Forschung und Anwendung. Von neu entdeckten DNA-Basen über Designer-Proteine über das CRISPR-Cas9 – Werkzeug für die einfache Genmanipulation bis zur Biotechnologie tun sich dabei geradezu futuristisch anmutende Möglichkeiten auf.

Bei aller Faszination wird jedoch ebenso viel Wert darauf gelegt, welch grosse Verantwortung Chemie-Betreibende – Forscher wie Anwender – stets tragen. So ist das fünfte Kapitel allein der Wasser- und Umweltchemie gewidmet. Vergeude keine Ressourcen, verwerte sie!, lautet der Leitsatz, wenn es um Wasservorräte, die Mikroplastik-Problematik oder um Klima und Atmosphärenchemie geht. Und in all diesen Feldern können und müssen Chemiker sich als Problemlöser betätigen.

Nun ist es absolut falsch, die Chemie als isolierte Wissenschaft für sich zu betrachten. Vielmehr überschneidet sie sich mit allen Ecken und Enden mit anderen Disziplinen der Natur- und weiterer Wissenschaften. Die vielleicht gängigsten Schnittmenge ist jene mit der Physik. So ist das Kapitel über die physikalische Chemie besonders vielfältig und umfassend und reisst doch nur eine Auswahl der Arbeitsgebiete physikalischer Chemiker an: von theoretischen Berechnungen von Reaktionen über Spektroskopie, Katalyse (einmal mehr), Nanomaterialien, elektrochemische Grenzflächen, Energieversorgung, Nuklearchemie, Forschung bei extrem tiefen Temperaturen und der Rosetta-Mission ist vom einzelnen Atom bis zu den unendlichen Weiten des Weltraums alles dabei.

Zurück zu alltäglichen Belangen finden wir im siebten Kapitel über die Polymerchemie: Ohne Kunststoffe geht heute praktisch gar nichts mehr – und nicht nur die bestehen aus Polymeren, sondern auch das Leben käme ohne sie nicht aus. Und so faszinierend all diese Riesenmoleküle auch sind – auch hier kommen Umweltproblematiken und daraus entstehende Aufgaben für Chemiker nicht zu kurz.

Und auch in Sachen digitaler Kommunikation kommt die Chemie nicht zu kurz. Immer kleiner, .schneller und sparsamer soll unsere Kommunikationstechnik werden. Was die Chemie zur Entwicklung von Computerchips, ihrer Herstellung und ihrer Funktion – und damit zum Bloggen – beigetragen hat und bei der Entwicklung selbstorganisierender Strukturen, dem Gehirn nachempfundenen Datenspeichern und hochflexibler Displays beitragen kann, verrät uns Rainer Waser in Kapitel 8.

So viel Chemie macht Hunger – und wenn es um die Ernährung geht, kommen wir einmal mehr nicht ohne Chemiker aus. ‘Was machen eigentlich Lebensmittelchemiker?’ fragen die Autoren in Kapitel 9. Die Antwort: Sie sorgen sich um die Einhaltung unserer ausgezeichneten Qualitätsstandards in Mitteleuropa in Sachen Nahrungs- und Verbrauchsmittel. Und dabei sehen sie die Entdeckung einer unerwünschten Verunreinigung und den darauf folgenden Medienrummel als Nachweis ihrer gründlichen Arbeit an denn als Zeichen schlecher Nahrungsmittelqualität.

‘Im Dienste der Gesundheit’ tut sich in Kapitel 10 dann auch ein weiteres Fachgebiet auf: Die medizinische Chemie, die sich mit der Herstellung von Medikamenten und ihrer Wirkung auf den Organismus beschäftigt. Dabei wird die gängige, aber irreführende Unterscheidung in Natur = gut und Chemie = schlecht auf die Geschichte der Heilkunde zurückgeführt: Seit Beginn der Menschheitsgeschichte suchen Menschen nach heilenden Substanzen – und fanden sie zuerst in der Natur. Den langen Weg zu synthetischen Wirkstoffen zeichnen die Autoren anhand von zwei ebenso alten wie populären Medikamenten nach. Und wie solche Wirkstoffe eine ganze Gesellschaft verändern können, zeigt das Beispiel der Anti-Baby-Pille. Doch auch in Zukunft gibt es in der medizinischen Chemie grosse Aufgaben zu bewältigen: Bezahlbare Medikamente und Impfstoffe für alle sind nur ein Beispiel dafür.

Dieser farbenfrohe Rundgang durch das Universum der Chemie führt schliesslich zu der einen grossen Frage: Wie sieht die Zukunft der Chemie aus? Die vorangehenden Kapitel zeigen eine wahre Fülle von Aufgaben und Problemstellungen auf, mit welchen sich heutige und künftige Chemiker beschäftigten können bzw. müssen. Das elfte Kapitel dreht sich um die Frage nach dem “Wie”: Für die Lösung grosser, drängender globaler Probleme ist ein ebenso umfassendes Denken nötig, meinen die Autoren. Eine Ausweitung der Interessen über den Rand der Chemie hinaus ist unumgänglich, Interdisziplinarität das A und O, um aus den Fehlern der Vergangenheit zu lernen.

All das bietet schlussendlich die richtige Grundlage, um – auch und gerade in der Chemie – kreativ zu sein. Wieviel Kreativität in der Arbeit von ChemikerInnen tatsächlich steckt, zeigt Thisbe K. Lindhorst im 12. Kapitel, in welchem sie in faszinierender Weise die Chemie mit der Arbeit von Architekten vergleicht. Und tatsächlich schaffen wir Baumeister der Moleküle mindestens ebenso atemberaubende Werke wie die Baumeister der makroskopischen Welt!

Mein Eindruck vom Buch

Wir haben die Beiträge in diesem Buch zusammengestellt, um für die Chemie breites Interesse in der Gesellschaft zu wecken und auf sie neugierig zu machen.

So schreiben die Herausgeber im Vorwort zu “Unendliche Weiten”. Das könnte glatt aus meiner Feder stammen – und hat mich gleich dazu bewegt, euch dieses Buch vorzustellen.

Ganz besonders haben wir dabei an die Jugend gedacht. Für diejenigen, deren Schulzeit zu Ende geht, steht die Berufswahl an. Sie müssen sich für einen Weg in die Zukunft entscheiden. Dafür sind faire und ausführliche Informationen gefragt. Auch dabei soll das Buch eine Hilfe sein. Es möchte Sie inspirieren und vielleicht auch begleiten auf einem Weg in die weiten Welten der Chemie.

Ich bin diesen Weg schon weit gegangen und habe mich im Rahmen der Lehrerausbildung schliesslich auch mit der Steinigkeit, die sein Anfang für viele bereithält, auseinandergesetzt. Mit anderen Worten: Ich habe erlebt, welche Schwierigkeiten Schülerinnen und Schüler im Umgang mit fachlichen Formulierungen und dem Begreifen eben solcher Zusammenhänge haben und die abschreckende Wirkung von mit dem Vorurteil “schwierig” behaftetem Stoff gesehen. Und ich kenne ebenso die Freude in den Gesichtern, wenn die Lernenden dieses Vorurteil als falsch enttarnen können und wirkliche Neugier auf “mein” Fach entwickeln.

Mit eben dieser Freude habe ich dieses Buch gelesen und viel Spannendes und Neues entdeckt – denn selbst studierte Chemiker können naturgemäss immer nur einen Bruchteil dieser ‘unendlichen Weiten’ im Blick haben. Die Vielzahl an farbigen Abbildungen und vertiefender Textboxen machen die Lektüre dabei um so greifbarer.

Ein Leser ganz ohne “chemischen Hintergrund” dürfte jedoch über manche Strecken mit dem fachlichen Niveau des Textes Mühe bekunden – oder viel Geduld bzw. Interesse zum Nachschlagen von Begriffen mitbringen müssen. Einige Grundlagen werden zwar kurz und bündig geliefert bzw. aufgefrischt, aber etwas chemisches Basiswissen ist von grossem Wert, um die faszinierende Welt der Chemiker wirklich geniessen zu können. Dabei gehen zwar die meisten Kapitel für sich den einladenden Weg von einfach nach anspruchsvoll, doch ganz und gar breitentauglich – dafür weniger tiefgehend – erschien mir erst das siebte Kapitel über die Polymere.

Schülerinnen und Schüler am Ende ihrer Schullaufbahn, wie das Zitat aus der Einleitung sie erwähnt, vornehmlich Maturanden/Abiturienten, finden – aufbauend auf den Grundlagen aus dem Chemieunterricht – einiges Bekanntes wieder und vor allem spannende weiterführende Einblicke in die Welt der Chemie. Überdies präsentiert ihnen das Buch eine breite Fülle von Fragestellungen und Betätigungfeldern, mit bzw. in welchen sie in Chemie-Berufen künftig wichtige und spannende Aufgaben für die Gesellschaft übernehmen können.

Eckdaten rund ums Buch

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(*) Thisbe K. Lindhorst, Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger, Gesellschaft deutscher Chemiker e.V. (Hrsg.): Unendliche Weiten – Kreuz und quer durchs Chemie-Universum(*)

WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2017
Gebundene Ausgabe, 230 Seiten
ISBN: 978-3-527-34203-7
ePDF-ISBN: 978-3-527-80450-4

Fazit

Die Abenteuerreise in die Unendlichen Weiten ‘Kreuz und quer durchs Chemie-Universum’ eröffnet besonders Schulabgängern und anderen Lesern mit grundlegendem chemischen Hintergrund ein breites Spektrum von Möglichkeiten, welche Chemie-Berufe und die Chemie als solches für sie und die Gesellschaft bereithalten.

Wer also ein grundlegendes Interesse an Naturwissenschaften hat, findet in diesem Buch einen spannenden Einblick in Forschung und Technik der Gegenwart und Zukunft. Umfassende Grundlagen werden dabei jedoch nicht vermittelt – das ist in diesem Umfang auch gar nicht möglich. Dafür mag dieser Band euch dazu inspieren, auch mal ein Grundlagenbuch zur Hand zu nehmen und euch näher mit der ‘gar nicht so schweren’ Chemie zu beschäftigen.

Und vielleicht sehen wir uns dann wieder im Universum der Chemie “…wo noch kein Mensch zuvor gewesen ist!”

[Rezension] Gerd Ganteför: Heute Science Fiction, morgen Realität?

Dieser Artikel enthält Affiliate-Links aus dem Amazon-Partnerprogramm (gekennzeichnet mit (*) ) – euch kosten sie nichts, mir bringen sie vielleicht etwas für meine Arbeit ein. Ich habe für diese Rezension ein Rezensionsexemplar des Buches erhalten. Es besteht kein Interessenkonflikt hinsichtlich des Inhalts in diesem Beitrag und dessen Publikation.

Die Geschichten in Keinsteins Kiste drehen sich in der Regel um den Alltag von heute – und der allein hat reichlich Spannendes zu bieten. Und manchmal scheint es gar so, als wäre die Wissenschaft fertig, könne alles erklären, was das Leben bietet, als könne die Technik alles leisten, was man zum Leben braucht. Und doch erwarten uns im Alltag von morgen unzählige neue Geschichten, die heute noch geradezu unglaublich klingen mögen – oder eben nach Science Fiction. Und genau diesen Geschichten widmet sich der Physiker Gerd Ganteför in seinem spannenden Buch “Heute Science Fiction, morgen Realität? – An den Grenzen des Wissens und darüber hinaus”.

[…]Doch Forschung ist nie am Ende und die Faszination der Wissenschaft ist ungebrochen, so Ganteför. Schliesslich gebe es Tausende von offenen und sehr spannenden Fragen.

Gibt es ein Ende der Welt? Sind wir dazu verurteilt, alt und schwach zu werden und zu sterben? Gibt es ausserirdisches Leben? Werden wir neue und unerschöpfliche Energiequellen entwickeln?

Diese und viele andere Fragen aus verschiedenen Diziplinen der Naturwissenschaft, die heute längst nicht nur Wissenschaftler bewegen, diskutiert Ganteför in seinem Buch – und die Häufigkeit, mit welcher er dabei zu der Antwort “möglich” oder gar “bald möglich” kommt, lässt mich staunen.

Zum Inhalt des Buches

Gibt es eigentlich noch etwas zu entdecken oder wissen wir schon alles? Werden wir immer einen Grossteil unseres Lebens arbeiten müssen, um unseren Lebensunterhalt zu verdienen? Wird es immer Krankheiten geben? […] Werden wir jemals die Sterne erreichen?

Diese Fragen, welche am Anfang des Buches stehen, lassen schon erahnen, dass die Forschung nicht nur in Ganteförs Augen noch lange nicht “fertig” ist. Es gibt noch zahlreiche spannende und überaus weltbewegende Fragen zu beantworten. Überdies sind Visionen und die Forschung daran notwendig für eine weitere Entwicklung und damit den Erhalt der menschlichen Zivilisation.

So soll Ganteförs Buch in einer Zeit, in welcher viele Menschen dem wissenschaftlichen Fortschritt skeptisch gegenüber stehen, Möglichkeiten bzw. Chancen für die Bewältigung der heutigen grossen Probleme der Gesellschaft, die die Wissenschaft von morgen eröffnet, aufzeigen. Dazu sollen in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft die Grenzen des heutigen Wissens aufgezeigt werden, um dann einen Blick darüber hinaus auf das zu wagen, was uns hinter diesen Grenzen Aufregendes und Nützliches erwartet.

Ganteför beginnt seinen Rundgang ganz und gar nicht bescheiden mit dem Universum selbst. Zu Beginn miit den Eckdaten unseres Kosmos ausgerüstet geht es an die Fragen nach einer zweiten Erde irgendwo da draussen und möglichem Leben darauf. Mit Wasser scheint beides möglich, doch angesichts des unermesslichen Platzes im Universum und der Zeit, die die Evolution benötigt, ist laut Ganteför fraglich, ob zwei intelligente Zivilisationen in erreichbarer Nähe und zeitgleich erscheinen.

Daraus ergibt sich förmlich die Frage nach Reisen zu den Sternen. Da der Hyperraum uns, könnten wir ihn erreichen, uns der unverletzlichen Kausalität wegen die Rückkehr verweigern und das Beamen an den gleichen unfasssbaren Ressourcenmengen, wie sie schon Lawrence M. Krauss vor 19 Jahren in “Die Physik von Star Trek” beschrieb, scheitern würde, bleibt uns für Langstreckenreisen im Weltraum letztlich die Kombination von Fusionsenergie und einem Staubstrahltriebwerk, das seinen Treibstoff während seiner Reise aus dem Raum aufliest.

Bei der näheren Betrachtung möglicher Energiequellen der Zukunft beschreibt Ganteför neben schwarzen Löchern als recht unwahrscheinliche künftige Energiequelle die Fusionsreaktoren, an welchen heute schon geforscht wird. Die Kernfusion bekommt man darin sogar hin – allerdings sie die Geräte für irgendeine Anwendung noch bei Weitem zu sperrig.

So wendet sich Ganteför als nächstes den Visionen der Biologie zu. Können die Dinosaurier wiederz um Leben erweckt werden? Das ist seit Jurassic Park wohl eine der populärsten Fragen an die Biologie. Unglücklicherweise hält sich DNA, wie gut sie auch konserviert ist, nicht länger als etwa eine Million Jahre, was die Dinos unerreichbar macht. Der Wiederbelebung in jüngerer Zeit ausgestorbener Arten sind Wissenschaftler jedoch aufregend nahe gekommen – wie auch der Molekularbiologie Martin Moder in “Treffen sich zwei Moleküle im Labor” zu berichten weiss.

Eine weitere grosse Frage der Biologie ist jene nach dem Ursprung des Lebens – der heute im Umfeld heisser Quellen am Meeresgrund vermutet wird, wo die ersten Moleküle, die sich selbst reproduzieren können, entstanden sein mögen. Und da man über derartige Moleküle schon ziemlich viel weiss, ist laut Ganteför auch eine “synthetische” Biologie von Menschenhand designter Lebewesen denkbar.

Die grossen Visionen der Medizin sind bei Ganteför die Fragen nach der Heilbarkeit aller Krankheiten einschliesslich Nervenverletzungen durch Unfälle, nach einem ewigen Leben oder zumindest einem verlangsamten Altern und der Erschaffung von “Supermenschen”. In allen drei Bereichen führt Ganteför das Verstehen von Körperfunktionen im ganz Kleinen (also auf molekularer Ebene) als Voraussetzung für diese grundsätzlich möglichen Errungenschaften an und gewährt spannende Einblicke in Gegenstände heutiger Forschung unter anderem zu personalisierter Medizin, Regeneration von Nervengewebe und zu den möglichen Gründen dafür, dass wir altern.

Von der Regeneration von Nervengewebe geht es im Kapitel “Geist und Bewusstsein” zu den Möglichkeiten der Direktverbindung zwischen Computer und Gehirn: Kann man Daten von einem Computer ins Gehirn laden – oder umgekehrt den Inhalt eines Gehirns samt Bewusstsein auf einen Computer-Speicher schreiben? Können Computer Gedanken lesen? Oder gar selbst eine künstliche Intelligenz entwickeln? Was hier reichlich nach Fantasy klingt, ist tatsächlich Gegenstand heutiger Forschung, die Ganteför hier vorstellt.

Von den Visionen geht es schliesslich zu den Grenzen des Wissens in der Physik: Zunächst gibt Ganteför eine Übersicht über das heute etablierte, wenn auch nicht ganz problemfreie Standardmodell der Teilchenphysik, aus welchem sich die Fragen nach einer Weltformel, nach der Natur von Raum und Zeit und Teilchen als solchen bis hin zur Bedeutung des erst vor wenigen Jahren experimentell bestätigten Higgs-Feldes ergeben.

Neben den Teilchen gehören auch scheinbar unverrückbare Naturgesetze und -konstanten zu unserer heutigen physikalischen Welt. Warum die Naturgesetze so sind, wie sie sind, was die Werte der Naturgesetze bestimmt und warum in unserem Universum Leben möglich ist, sind heute noch weitgehend offene Fragen.

Auch das Universum selbst wirft noch unbeantwortete Fragen auf. Heute ist die Urknall-Theorie als Entstehungsgeschichte des Universums anerkannt, obwohl sie Fragen offen lässt: Warum gibt es im Universum keine Antimaterie? Expandierte das Universum am Anfang seines Daseins mit Überlichtgeschwindigkeit? Was war vor dem Urknall? Was ist dunkle Materie und woher kommt die dunkle Energie?

Das elfte und letzte Kapitel ist schliesslich eine Zusammenfassung des vorangehenden bunten Reigens von Visionen und offenen Fragen.

Mein Eindruck vom Buch

Gerd Ganteför bietet seinen Lesern einen spannenden und für Laien gut verständlichen Rundgang durch die Themen der Forschung von morgen: Da erwartet uns in Zukunft viel Aufregendes, das sich in Ganteförs überaus klarem und nüchternem Schreibstil sehr angenehm lesen lässt.

So vielfältig die diskutierten Fragen sind, so oberflächlich werden die einzelnen Forschungsgebiete im begrenzten Umfang des Buches auch dargestellt. Das wird besonders in den Kapiteln deutlich, welche Themen behandeln, die mir besonders vertraut sind: Dort sind mir wiederholt kleine inhaltliche Ungenauigkeiten ins Auge gefallen, wie das Aufzählen der Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante ohne zu erwähnen, dass Licht sich nur im Vakuum mit dieser Geschwindigkeit bewegt, oder die Behauptung, man sei heute noch nicht in der Lage, Energie aus Masse zu gewinnen (genau das ist die Grundlage der Energiegewinnung mittels Kernspaltung!).

Solche Ungenauigkeiten zu erwähnen mag als Korinthenkackerei angesehen werden, aber ich vermag nicht einzuschätzen, inwiefern sie auch in den Abschnitten auftauchen, die mir weniger vertraute Themen behandeln und dort womöglich zur Entstehung fehlerhafter Vorstellungen beitragen.

Wer sich für die beschriebenen Themengebiete näher interessiert, findet jedoch in den Literaturlisten am Ende jedes Kapitels reichlich vertiefendes Material zum Weiterlesen. Dabei kommen auch und vor allem die Netz-Nutzer unter den Lesern nicht zu kurz, denn erstaunlich viele Verweise führen zu Wikipedia und andere Wissens-Sammlungen (was in meinen Augen für die zunehmende Qualität der Inhalte solcher Portale spricht).

Darüber hinaus stellt Ganteför die behandelten Visionen und Möglichkeiten auffallend unkritisch dar. So findet man in seinem Buch keine tödlichen Designerviren, feindlichen Alien-Zivilisationen, ethischen Diskussionen über Tierversuche zur Wiederbelebung ausgestorbener Arten oder Nebenwirkungen von “Verbesserungen” von Menschen.

Das entspricht der Zielsetzung, die der Autor gemäss Einleitung mit seinem Buch verfolgt: Nämlich in einer Zeit, in welcher Wissenschafts- und Fortschritts-Skeptiker vielerorts den Ton angeben, einen positiven Einblick in die Möglichkeiten, die uns die Forschung in Zukunft eröffnen kann, zu gewähren. Und diese Möglichkeiten sind gemäss Ganteför dafür geeignet, die grossen Probleme der Menschheit zu lösen.

Für eine sachliche Diskussion der Möglichkeiten und Anforderungen künftigen wissenschaftlichen Fortschritts an die Gesellschaft liefert das Buch nur eine Seite der Medaille. Wenn man die andere Seite durch den verbreiteten Wissenschafts-Skeptizismus als gegeben annimmt, liefert “Heute Science Fiction, morgen Realität” ein wohltuendes, wenn nicht gar aufregendes Gegengewicht zu weit verbreitetem Pessimismus und vielfältiger Panikmache.

Eckdaten rund um das Buch

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Textlink (Amazon): Gerd Ganteför: Heute Science Fiction, morgen Realität? – An den Grenzen des Wissens und darüber hinaus (*)
WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2016
Hardcover, 224 Seiten
ISBN: 978-3-527-33881-8

 

Fazit

Mit “Heute Science Fiction, morgen Realität?” bietet Gerd Ganteför auch und gerade absoluten Wissenschafts-Laien einen spannenden und leicht verständlichen Einblick in die Möglichkeiten der Wissenschaft von morgen, welche ebenso vielfältig bunt sind wie das Cover des Buches. Doch dank ebendieser Themenvielfalt bin auch ich als “Wissenschafts-Profi” bei der Lektüre hier und da ins Staunen gekommen.

Die dargestellten Visionen kritisch zu betrachten und ethische Gesichtspunkte abzuwägen bleibt dabei ganz dem Leser überlassen. Wer gerne unkritisch staunt und sich von spannenden Aussichten verzaubern lässt, wird in diesem Buch eine kurzweilige und letztlich auch ermutigende Lektüre finden.

Und was ist eure liebste Zukunfts-Vision?

Tierversuche in der Wissenschaft: Was wirklich im Labor geschieht

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Tierversuche : Wistar-Laborratte

Peter bekommt eine neue Leber

Das Telefon klingelt. Wieder einmal laufen Peter Schauer über den Rücken. Ob das der lang ersehnte Anruf ist? Peter nimmt den Hörer ab und hört zu. Sein Gesicht nimmt einen Ausdruck irgendwo zwischen Furcht und Freude an, der zu sagen scheint: Endlich ist es soweit!

Peter ist schwer krank und steht auf der Organempfängerliste. Seine Leber funktioniert nicht mehr richtig. Wenn Peter leben möchte, braucht er eine gesunde Leber. Am Telefon ist die Klinik – sie haben ein passendes Spenderorgan und bestellen ihn zur Verpflanzung ein.

Während Peter seine Siebensachen packt und sich zur Vorbereitung auf die grosse OP in die Klinik aufmacht, wartet einige Hundert Kilometer entfernt ein Helikopter an einem anderen Krankenhaus darauf, seine kostbare Fracht entgegen zu nehmen: Sorgfältig in einen Kühlbehälter verpackt wird die Leber eines eben verstorbenen Spenders zum Landeplatz gebracht, um zu ihrem wartenden Empfänger geflogen zu werden. Während des Transports ruht das Organ in einer speziellen Lösung, welche es vor der Kälte und allen anderen Widrigkeiten ausserhalb eines funktionierenden Körpers bestmöglich schützen soll. Nur so kann es so gesund wie möglich verpflanzt werden und dem Empfänger ein “neues” Leben ermöglichen…

 

Ein Morgen im Labor

Im Institut für physiologische Chemie an der Universitätsklinik Essen herrscht morgens um 9 Uhr schon reger Betrieb. Im Präparationsraum spritzt eine Medizinisch-technische Assistentin soeben eine stattliche weisse Ratte in das Reich der ewigen Träume. Das Tier wird narkotisiert, um anschliessend einem strengen Protokoll folgend die Zellen seiner Leber zu entnehmen. Zellen, auf welche die Wissenschaftler des Instituts bereits warten, um Zellkulturen daraus anzufertigen, an welchen sie ihre Experimente machen können. Die spendende Ratte wird aus ihrer Narkose nie wieder erwachen.

Der Raum gegenüber gleicht noch mehr einem richtigen kleinen Operationssaal. Ein Doktorand der Medizin sitzt dort bereits an seinem Arbeitstisch. Vor ihm liegt eine weitere weisse Ratte in tiefer Narkose. Der junge angehende Arzt nimmt an dem Tier eine Lebertransplantation vor: Er entnimmt der Ratte ihre Leber und konserviert sie in einem Behälter mit spezieller Lösung. Dann pflanzt er dem Tier eine andere Leber ein, welche er am Vortag einer anderen Ratte entnommen und in ebensolcher Lösung im Kühlschrank gelagert hatte. Nach Abschluss der Operation wird die Ratte aus ihrer Narkose aufwachen. Die Zeit, welche die Ratte anschliessend mit ihrer neuen Leber überlebt, dient als Indikator dafür, wie gut die verwendete Konservierungslösung für ihren Zweck – das Organ ausserhalb des Körpers gesund zu erhalten – geeignet ist…

Es ist unschwer zu erkennen: In diesem Institut werden Tierversuche gemacht. Und ich bin zu jener Zeit mittendrin – gehöre als Diplomandin zu den Wissenschaftlern, die ihre Zellkulturen aus Zellen der eingeschläferten Ratte anfertigen. Fast ein Jahr meiner Studienzeit habe ich im Tierversuchs-Labor zugebracht, mit den Wissenschaftlern dort gearbeitet und war selbst – zumindest indirekt – an der Nutzung von Tieren für Versuchszwecke beteiligt.

 

Was mich zur Arbeit im Tier-Labor bewegte

Die Faszination, die Geheimnisse des Lebens ein Stück weit zu entschlüsseln und etwas beitragen zu können, das kranken Menschen hilft, hat mich zu meiner Spezialisierung in einem solchen Bereich bewegt. Und wenngleich ich der Forschung im Tier-Labor inzwischen den Rücken gekehrt habe, hat mir dieses eine Jahr wertvolle Einblicke hinter die Kulissen von Tierversuchen gewährt.

Denn das Thema ‘Tierversuche’ wird kontrovers und oft hoch emotional diskutiert – sogar Ärzte (“gegen Tierversuche”), welche man als hoch gebildet einschätzen mag, greifen da zuweilen zu unsachlichen Mitteln, um ihr an sich redliches Ziel zu erreichen: den vollständigen Verzicht auf Tierversuche.

Aber was spielt sich in Tierversuchs-Labors tatsächlich ab?

 

Einige Einblicke in den Alltag im Tierlabor, die auf meinen persönlichen Erfahrungen in Essen fussen:

 

1. Tierversuche macht man nicht “einfach mal eben so”

Bevor ein Wissenschaftler oder seine Arbeitsgruppe Tierversuche machen können, muss er oder sie ein aufwändiges, gesetzlich vorgeschriebenes Antrags- und Bewilligungsverfahren meistern. Das gilt für Deutschland ebenso wie für die Schweiz.

Wer eine Studie mit Tierversuchen plant, muss seine Ziele darlegen und die Eignung bzw. Notwendigkeit der geplanten Versuche zur Erreichung dieser Ziele nachweisen. Zudem setzt sich der Antragsstellende mit der Belastung der Tiere während der Versuche auseinander und wägt die schutzwürdigen Interessen aller Beteiligten (das Wohl der Tiere wie auch den eigenen Nutzen bzw. den Nutzen der Menschheit und Umwelt an den Versuchen) gegeneinander ab.

Schliesslich entscheidet eine Kommission aus Fachleuten darüber, ob ein solcher Antrag bewilligt wird. Die Kantonale Tierversuchskommission (TKV) des Kantons Zürich besteht beispielsweise aus 11 Mitgliedern, darunter 3 Vertretern von Tierschutzorganisationen sowie einem Ethiker und anderen Fachleuten von der Universität Zürich bzw. der ETH.

Erfahrene Wissenschaftler kennen die Vorschriften “ihres” Landes für Tierversuche gut und können oft abschätzen, welches Vorhaben die Mühe eines Antrags lohnt, und welches nicht. Manchmal treiben die strengen Reglementierungen jedoch geradezu Blüten: Unsere Dozenten erzählten dereinst von der Zurückweisung des Einsatzes eines gut wirksamen Narkosemittels im Tierversuch, weil der Wirkstoff als potentiell krebserzeugend gilt. Pikant ist dieser Entscheid deshalb, weil die Tiere im geplanten Versuch nie wieder aus ihrer Narkose aufwachen sollten – womit ihnen reichlich wenig Zeit geblieben wäre, um des Wirkstoffs wegen Krebs zu entwickeln.

 

2. Die “3 R” – Refine, Reduce, Replace – waren auch Anfang 2009 schon massgeblich

Der Einsatz von Tieren in “belastenden” Versuchen, also solchen, die den Tieren Schmerzen, Leiden oder Schäden zufügen, ist gemäss Artikel 17 des Schweizer Tierschutzgesetzes auf das “unerlässliche Mass” zu beschränken (gleiches gilt auch in Deutschland).

Um dieser Vorgabe gerecht zu werden, folgen Tier-Experimentatoren, auch meine damalige Arbeitsgruppe in Essen, dem 3R-Prinzip: Replace, Reduce, Refine – zu Deutsch: Ersetzen, Verringern, Verbessern.

  • Replace – Ersetzen

Für den Ersatz von Tierversuchen durch alternative Methoden ist meine eigene Arbeit in Essen ein gutes Beispiel: Ich habe – wie eigentlich die meisten Mitglieder der Arbeitsgruppe – die meisten Versuche an Zellkulturen gemacht. Zellkulturen sind Ansiedelungen lebender Zellen in künstlicher Umgebung, an welchen die Reaktion einzelner Zellen oder von Zellverbänden auf bestimmte Einflüsse beobachtet werden kann.

Zellkulturen können aus verschiedenen Quellen gewonnen werden: Krebsähnlich entartete Zellen, die sich nahezu unbegrenzt teilen, können fortlaufend vermehrt und zu Versuchszwecken “herangezüchtet” werden: Eine bestimmte Sorte solcher Zellen mit einem regelrechten “Stammbaum” wird als Zell-Linie bezeichnet. Ihre “Entartung” schränkt jedoch gleichzeitig die Aussagekraft von Versuchen an Zell-Linien ein. Deshalb werden auch Zellen aus gesunden Organen verschiedener Lebewesen eingesetzt. Diese “primären” Zellen vermehren sich in der Regel jedoch nicht mehr, sodass für jeden Versuchsdurchlauf neue Zellen gewonnen werden müssen. Primärzellen können aus Organen zu diesem Zweck getöteter Versuchstiere (wie der Ratte aus der Einleitung), aber auch aus Schlacht- oder gar OP-Abfällen gewonnen werden.

Zellkulturen und andere Methoden können einen lebenden Organismus jedoch (noch) nicht vollständig ersetzen. Dennoch eignen sie sich gut für viele Fragestellungen in der Grundlagenforschung: Biochemische bzw. molekularbiologische Prozesse innerhalb einzelner Zellen können nachvollzogen und beeinflusst, oder eine Vorauswahl möglicher Wirkstoffe getroffen werden, ehe aussichtsreiche Kandidaten in Tierversuchen und danach in klinischen Studien weiter untersucht werden.

  • Reduce – Verringern

Neben der Verringerung der Anzahl benötigter Versuchstiere durch die sinnvolle Einordnung von Tierversuchen zwischen grundlegender Forschung an Zellkulturen und klinischen Studien, trug in Essen ein weiteres “oberstes Gebot” zur Minimierung der Anzahl benötigter Tiere dar:

Verschwendung gilt als Todsünde! Ein- bis zweimal in der Woche gab es eine Ratte, die Zellen für die ganze Arbeitsgruppe lieferte, welche bestmöglich zu verwenden waren. Auch deshalb hatten alle Mitarbeiter peinlichst genau darauf zu achten, dass ihre Kulturen stets keimfrei blieben und möglichst restlos für Versuche eingesetzt werden konnten. So sollte keine Ratte unnütz sterben müssen.

  • Refine – Verbessern

Die Wissenschaftler in Essen zeigten sich für Verbesserungen offen: Als ich im Rahmen des Studiums erstmals in das Labor meiner künftigen Arbeitsgruppe kam, wurde die zur Leberzell-“Spende” vorgesehene Ratte zur Narkose-Einleitung noch in einen Kasten mit CO2 gesetzt (das Gas ist dichter als Luft und behindert die Atmung, sodass das Tier im Kasten daran erstickt!), ehe sie eigentlich einschläfernde Spritze bekam. Als ich später die Vorbereitung auf die Diplomarbeit begann, erfolgte die Narkose-Einleitung mit Isofluran, einem in der Tiermedizin gebräuchlichen Narkosegas.

Diese Art methodischer Verbesserungen gestaltet die Arbeit für alle Beteiligten weniger belastend. Die Ratte schläft unter Isofluran-Einfluss relativ friedlich ein anstatt zu ersticken, und den Experimentator belastet es gewiss weniger, dabei zuzusehen. Überdies liefern weniger gestresste Tiere auch weniger gestresste Zellen, sodass Versuche aussagekräftiger und einfacher zu reproduzieren (mit vergleichbarem Ergebnis zu wiederholen) sind. So dienen Verbesserungen wie diese nicht nur dem Wohl der Tiere, sondern können auch die Anzahl eingesetzter Tiere vermindern.

Den Bemühungen um die Beschränkung von Tierversuchen auf ein unerlässliches Mass ist anzurechnen, dass in der Schweiz im Jahr 2014 rund 600.000 Tiere für Tierversuche verwendet wurden – Anfang der 1980er Jahre waren es noch 2 Millionen jährlich. Das Bundesamt für Lebensmittelsicherheit und Veterinärwesen (BLV) veröffentlicht regelmässig Listen mit allen Forschungsprojekten, für welche Tierversuche durchgeführt worden sind.

3. Tier-Experimentatoren sind gut ausgebildet

Wer Tierversuche machen möchte, muss neben seiner wissenschaftlichen Ausbildung auch im Umgang mit Tieren geschult sein: Neben Versuchs- bzw. Operationstechniken lernt, wer eine Fortbildung zur Befähigung zu Tierversuchen macht, auch ganz allgemeine Fertigkeiten zur sicheren und möglichst stressfreien Handhabung von Tieren, Tierpflege und die Einschätzung der Befindlichkeit (Schmerzen!) von Tieren (was besonders bei Kleinnagern nicht ganz einfach ist, da diese als Beutetiere darauf angewiesen sind, sich Schwächen nach Möglichkeit nicht anmerken zu lassen).

Überdies gehörte ein Tierarzt zu unserer Arbeitsgruppe, zu dessen Aufgaben es gehörte, ein Auge auf die Tiere und die Experimentatoren zu haben.

Ich selbst hatte ebenfalls die Möglichkeit, in meiner Diplomanden-Zeit die Befähigung zu Tierversuchen zu erwerben und die Gewinnung der Ratten-Leberzellen zu erlernen. Letztlich konnte ich mich aber tief im Herzen nicht dazu durchringen, selbst Hand an die Tiere zu legen.

 

4. Tier-Experimentatoren sind nette, anständige Leute

Die Wissenschaftler und Mitarbeiter, die ich im Tierversuchs-Labor kennengelernt habe, sind in keiner Weise kaltherzig, sondern empfindsame und verantwortungsbewusste Menschen, die sehr daran interessiert sind, “ihren” Tieren möglichst wenig Leid zuzufügen. In ihrem Arbeitsalltag müssen sie jedoch einen gewissen Pragmatismus an den Tag legen, um mit den Belastungen, die auch ein Experimentator bei der Arbeit mit Versuchstieren erfährt, fertig zu werden.

Nichts desto trotz tauschte man sich über Erlebnisse und Vorkommnisse, auch schon einmal in Form einer “Gruselgeschichte”, mit den Tieren aus. Ich nehme deshalb an, es gab innerhalb des Institutes diesbezüglich wenig Geheimnisse oder Beschönigungen. Auch nicht gegenüber Studenten.

So ist es für jemanden, der in einem Tierversuchs-Labor dieser Art arbeitet, kaum zu übersehen, dass die Tiere letztendlich leiden. Und das tat wohl seinen guten Teil dazu bei, dass ich diesem Forschungsbereich am Ende den Rücken gekehrt habe.

 

Was können wir tatsächlich tun, um das Leid der Tiere im Dienste der Menschheit zu vermindern?

Als Gesellschaft können wir

  • Eine Gesetzgebung anstreben, die in ihrer Umsetzung das Handeln gemäss der drei grossen R fördert, anstatt sie zu behindern
  • Die Geduld aufbringen, welche für die Entwicklung praktikabler und sicherer Alternativen zu Tiermodellen nötig ist – und gleichzeitig den Bedarf nach solchen Entwicklungen erhalten: Die kritische Einstellung der Öffentlichkeit gegenüber Tierversuchen macht Alternativen dazu aus wirtschaftlicher Sicht erst notwendig und befeuert den Einsatz von Zeit und Geld dafür.

 

Jeder Einzelne kann

  • Die Debatte um Tierversuche sachlich (was nicht gleich beschönigend ist) führen: Sachliche Darstellungen und Auseinandersetzungen mit dem Thema (das gilt nicht nur für Tierversuche) erscheinen glaubwürdig und können sinnvolle Wege eröffnen, auf denen wirklich etwas zum Wohl der Tiere erreicht werden kann.
  • Bei persönlichen Feldzügen in thematisch verwandten Gebieten einen möglichen Zusammenhang mit Tierversuchen beachten – Beispiel: Für die Zulassung neuer Inhaltsstoffe von Medikamenten, Kosmetika und anderer Alltagshelfer schreiben Gesetzgeber, sowohl in der Schweiz als auch in der EU, Tierversuche zur Überprüfung dieser Stoffe auf ihre (Neben-)Wirkungen vor (diese müssen nicht gesondert genehmigt werden und tauchen daher in der Veröffentlichung des BLV nicht auf). Das bedeutet, wenn ein Inhaltsstoff in der Öffentlichkeit als potentiell gefährlich Ablehnung erfährt, wiederholt überprüft und schlimmstenfalls durch eine Neuentwicklung ersetzt wird, geht dies stets mit neuen Tierversuchen einher. Es macht also Sinn abzuwägen, inwieweit eine mögliche Gefährdung durch einen Stoff die Entwicklung eines Ersatzes auf dem “Rücken” von Versuchstieren wirklich rechtfertigt.
  • Für sich bewusst überdenken, welche unserer heutigen “Alltagshelfer”, deren Entwicklung und Anwendung Tierversuche erfordert, verzichtbar sind. Ein derzeit populäres Beispiel für eine in meinen Augen verzichtbare “Technologie” ist die Anwendung von Botox in der Schönheits-Industrie: Botox, besser “Botulinumtoxin”, ist eines der stärksten Gifte der Welt. Deshalb muss jede neue Charge botoxhaltiger Produkte von Gesetz wegen in neuen Tierversuchen auf korrekte Dosierung überprüft werden.

 

Mein Fazit

Auch und besonders nach meiner Zeit im Tier-Labor erachte ich Alternativen zu Tierversuchen als dringendes Anliegen, das unbedingt weiter zu verfolgen ist. Bis solche Alternativen in allen Bereichen verfügbar sind, sollte der Bedarf danach in meinen Augen durch sachliche Auseinandersetzungen wach gehalten werden. Jene, die an Tierversuchen und damit auch an Entwicklungen zum Wohl der Tiere beteiligt sind, verdienen Vertrauen in ihre Menschlichkeit, keine Polemik.

Und ich hoffe, ich habe etwas zu dieser Sachlichkeit beitragen können.

Wie steht ihr zu Tierversuchen? Was kann eurer Meinung nach dagegen/dafür getan werden? Was tut ihr selbst?