Biomimikry: Wenn die Bäume leuchten

12. Dezember 2014 | von:

Jetzt leuchten sie wieder, die Weihnachtsbäume auf Marktplätzen, in Kaufhäusern, Wartehallen und Vorgärten. Inszenierte Stimmungen mit elektrischen Lichterketten. Wäre es nicht viel spektakulärer, sie könnten von selbst leuchten? Aus eigener Kraft wie Glühwürmchen oder fluoreszierende Quallen ohne dafür elektrische Energie zu benötigen. Und das nicht nur in der Vorweihnachtszeit, sondern Bäume, die das ganze Jahr über „natürliches“ Licht produzieren und damit die herkömmliche Straßenbeleuchtung ersetzen.

Verrückt? Ein bisschen, aber gar nicht mal so unrealistisch. In den USA gibt es bereits leuchtende Tabakpflänzchen im Online-Shop des Biotech-Startups Bioglow zu kaufen. Starlight Avatar, so der Markenname, „ist die erste Pflanze, die aus sich heraus leuchtet“, schwärmt Firmengründer Alexander Krichevsky. Noch ist es nur ein Prototyp. Das Pflänzchen steckt in einem als Glühlampe geformten Glaskolben, der sein Nährmedium gegen Verunreinigungen von außen schützt. Nach zwei bis drei Monaten hat sich der Lichteffekt erschöpft. Krichevsky arbeitet daran, die Leuchtkraft seiner Pflanzen zu verbessern. Er träumt von fluoreszierenden Zierpflanzen und sogar Bäumen, die eine „Revolution im Licht-Design“ auslösen könnten: Landschaften, Plätze, Straßen und Autobahnen, die von natürlichem Licht illuminiert werden.

Das fasziniert auch Daan Roosegaarde, ein international bekannter niederländischer Designer und Architekt. Als „Techno-Poetry“ bezeichnet er seine Projekte wie etwa den kürzlich eröffneten Radweg in der Nähe des Örtchens Nuenem, in dessen Belag 50.000 fluoreszierende Steinchen eingelassen sind und ihn nachts wie einen von van Gogh – der dort lebte – gemalten Sternenhimmel strahlen lassen. Oder sein Konzept des interaktiven „Smart Highways“ mit leuchtenden Begrenzungslinien und je nach Situation angepassten Informationen auf der Fahrbahnoberfläche. Ein erster Abschnitt wurde gerade für den Verkehr freigegeben.

Starlight Avatar

Starlight Avatar, leuchtende Tabakpflanze und vielleicht Prototyp für leuchtende Bäume: Die Vision von biologischem, energieneutralem Licht.

Nun geht Roosegaarde einen Schritt weiter: Er arbeitet an Installationen mit Bäumen, die von sich aus leuchten. „Stellen Sie sich das vor: Dieses energieneutrale Licht, mit dem auf sehr poetische Weise Landschaften illuminiert werden können – das ist unglaublich und faszinierend.“ Die Vision, Strukturen und Systeme aus der Natur zu nutzen, um damit komplexe Design-Aufgaben zu lösen, nennt er Biomimikry. Dabei verschwimmen – weitaus radikaler als das bisher möglich war – die Grenzen zwischen Technik und Natur. Genau das reizt ihn und andere Designer.

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Van Gogh-Radweg: Funkelnder Sternenhimmel durch fluoreszierende Steine. Ein Projekt des niederländischen Designers Daan Roosegaarde. Nun will er mit leuchtende Bäumen Plätze und Landschaften inszenieren. (Video oben)Fotos: Dezeen, Studie Roosegaarde

Roosegaarde besitzt Studios in den Niederlanden und in Shanghai, aber an den leuchtenden Bäumen arbeitet er in den USA – nicht nur, weil er dabei mit Alexander Krichevskys Firma Bioglow kooperiert. „Dort ist man liberaler“, sagt Roosegaarde. Denn die leuchtenden Tabakpflanzen – oder in Zukunft auch Bäume – sind allein deswegen zur Biolumineszenz fähig, weil diese Eigenschaft mit gentechnischen Verfahren – oder mit Konzepten der Synthetischen Biologie – auf sie übertragen wurde. Sie sind gentechnisch verändert – und somit in Europa streng reguliert. Eine gentechnisch veränderte Pflanze – gleich, ob schädlingsresistent oder nur sanft leuchtend – gilt dort als gefährlich und ist meist unerwünscht. Man begegnet ihr nicht mit Neugier und visionärem Interesse, sondern mit Furcht vor „unkalkulierbaren Risiken“ und moralischem Zeigefinger.

Roosegaardes leuchtende Bäume sind nicht die ersten Organismen, in denen jene Biolumineszenz aktiv ist, zu der etwa Glühwürmchen oder bestimmter Quallen fähig sind. In der Forschung werden solche fluoreszierende Proteine (GFP-Proteine) schon lange als Indikatoren genutzt, um genetische Aktivitätsmuster sichtbar zu machen. Dafür gab es 2008 den Chemie-Nobelpreis.

Die Möglichkeit, lebende Tiere und Pflanzen zum Leuchten zu bringen – und damit Organismen mit neuen Eigenschaften entwerfen zu können -, zog schnell auch Künstler und Designer an. Bereits in den 1980er Jahren gab es grünlich schimmernde Tabakpflanzen zu bestaunen und 1999 provozierte der brasilianische Künstler Eduardo Kac mit Alba, dem fluoreszierenden Kaninchen, das eine französische Genetikerin für ihn erzeugt hatte. Glofish, die trendigen, in allen Farben leuchtende Zierfische schwimmen in USA und Asien in vielen Aquarien. Doch diese Tiere und Pflanzen hatten alle einen Nachteil: Sie leuchteten nur dann, wenn ein bestimmtes chemisches Stimulans (Luciferin, um die Luciferase zu „aktivieren“) vorhanden ist oder wenn sie mit UV-Licht bestrahlt werden.

Beim Starlight Avatar ist das anders: Die Pflänzchen leuchtet zwar bisher noch sehr schwach, aber aus eigener Kraft. Entwickelt wurden sie an einer New Yorker Universität. Einem Team, dem auch Krichevsky angehörte, gelang es, insgesamt sechs Gene aus einem fluoreszierenden Meeresbakterium in Pflanzen einzuführen, und zwar nicht in das im Zellkern befindliche Genom, sondern in die Chloroplasten, kleine evolutionsbiologisch ehemals autonome Einheiten in den Pflanzenzellen, in denen die Fotosynthese stattfindet. Die so veränderten Pflanzen bilden jetzt beide für einen Leuchteffekt benötigten Substanzen. Damit gründete Krichevsky Bioglow.

Dass leuchtende Pflanzen – und damit die Vision von biologischem anstelle von künstlichem Licht – zumindest in den USA ein breites Publikum begeistern können, hatte sich schon bei einem ähnlichen Projekt gezeigt. Im April 2013 hatten drei Molekularbiologen aus San Francisco ihre Idee Glowing Plant auf der Crowdfunding-Plattform Kickstarter vorgestellt. Auch sie hatten mit Synthetischer Biologie Stoffwechselwege für selbstleuchtende Proteine in Pflanzen – diesmal Arabidopsis (Ackerschmalwand) – eingebracht. Auf Kickstarter warben sie für ihr Vorhaben, Bäume zu entwickeln, die selbst Licht produzieren, um so elektrische Energie und die dafür benötigten Ressourcen einzusparen. Die Resonanz war überwältigend: In ein wenigen Wochen fanden sich 8433 Personen, die 484.013 US-Dollar zusagten – weit mehr, als für den Start von Glowing Plant benötigt wurde.

Ab einer bestimmten Fördersumme, so hatten es die Macher zugesagt, sollten die Unterstützer ein leuchtendes Arabidopsis-Pflänzchen erhalten. Doch damit begann der Ärger. Als gentechnisch veränderte Pflanzen gerieten sie in den Sog einer auch in den USA zunehmend gentechnik-kritischer werdenden öffentlichen Diskussion.

Die leuchtenden Pflanzen – weder Lebensmittel, noch für den landwirtschaftlichen Anbau vorgesehen – fallen in de USA nicht unter die Gentechnik-Gesetze. Im Prinzip können sie frei in Verkehr gebracht werden – und wenn doch etwas passieren sollte, haften die Hersteller. Nun forderten mehrere gegen Gentechnik agierende Organisationen, das Projekt zu stoppen und auf den Versand der Leuchtpflänzchen zu verzichten. Man beschwor nicht vorhersehbaren Folgen, sollten die Leucht-Gene auf andere Pflanzen oder Mikroorganismen übertragen werden. Wissenschaftler widersprachen und das Glowing Plant-Team beteuerte, ihre Pflanzen seien völlig harmlos. Gegen Furcht und Skepsis setzten sie ihre optimistische Vision, die Möglichkeiten der Gentechnik zu nutzen, um bessere, nachhaltige Lösungen zu finden. Demnächst, so kündigten sie gerade an, wollten sie endlich die leuchtenden Arabidopsis-Pflänzchen an ihre Förderer verschicken.

Doch auch Daan Roosegaarde und Alexander Krichevsky werden die harschen Reaktionen aufgeschreckt haben. Das negative Image der Gentechnik droht ihren Traum von biologischen und damit autonomen Lichtquellen zu ersticken. Nun hat Krichevsky eine zweite Generation von Leucht-Pflanzen angekündigt. Er nennt sie Glowing Nature. Dafür will er die natürliche Biolumineszenz von Pilzen nutzen, die er auf Bäumen ansiedeln will. Dann leuchten auch sie, aber ohne Gentechnik.

Kommentare

  1. Operationsverstärker sagt: 12. Februar 2015

    Da haben sich doch bestimmt wieder Gentechnikgegner drüber aufgeregt, oder?

    Gab es da nicht mal eine Künstler, der mit seinen Genen eine Pflanze dazu gebracht hat, Blutbahnen aus zu bilden?

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