Leben

Gentechnik macht Pflanzen zu Spionen und Straßenlaternen

von Marten Zabel

Gentechnisch veränderte Pflanzen könnten in Zukunft technische Gerätschaften ersetzen. Sie sind eine Alternative zu Straßenlaternen oder Umweltsensoren.

Ein Baum vor einem Nachthimmel
Pflanzen können in Zukunft leuchten, spionieren – und wahrscheinlich noch viel mehr. Alles Dank Gentechnik. Foto: Unsplash/Tadeu Jnr

Das erfahren Sie gleich:

  • Gentechnik kann jetzt leuchtende Pflanzen hervorbringen
  • Leuchtende Pflanzen könnten Städte nachts erhellen
  • Ähnliche Versuche machen aus Gräsern und Büschen Spione und Umweltsensoren

Gentechnik: Pflanzen als clevere Helfer

Während die Gentechnik bei Pflanzen in der Agrarindustrie bereits weit verbreitet ist, arbeiten Forscher inzwischen auch an ganz neuen Möglichkeiten, diese Biotechnologie einzusetzen: Leuchtende Pflanzen könnten in Zukunft Lampen daheim und sogar Straßenlaternen ersetzen. Ihre Erfinder gehen davon aus, dass sich so der weltweite Stromverbrauch deutlich senken lässt – und Städte gleichzeitig noch grüner werden. Pflanzen könnten sich so aber auch für andere Zwecke einspannen lassen: Spionage in Blattform ist ebenfalls bereits in der Entwicklung.

Wenn es um Biolumineszenz geht, also die Fähigkeit von Lebewesen zu leuchten, werden gemeinhin zunächst Beispiele aus der richtigen Welt genannt, wie etwa Glühwürmchen oder schimmernde Algen. Als Nächstes fallen vielen vor allem Szenen aus James Camerons Sci-Fi-Film Avatar ein. Derart hell leuchtende Pflanzen hätten im Alltag einen großen Nutzen, existieren aber in der Natur auf der Erde nicht. Wohl aber die genetischen Möglichkeiten des Leucht-Enzyms Luciferase, das Glühwürmchen zur Lichtproduktion verwenden.

Erste leuchtende Pflanzen funktionieren

Forscher vom MIT arbeiten bereits daran, bestimmte Pflanzen das Leuchten zu lehren: In Versuchen ist es ihnen bereits gelungen, speziell behandelte Wasserkresse zum Schimmern zu bringen. Im ersten Schritt für 45 Minuten, im zweiten Schritt schon für bis zu dreieinhalb Stunden. Zwar liefert das behandelte Blatt derzeit nur einen Bruchteil des Lichts, das zum Beispiel zum Lesen notwendig wäre, die Wissenschaftler sind sich aber sicher, das künftig ändern zu können. Ein großer Vorteil: Mit ihrem Verfahren können sie beliebige Pflanzen zum Leuchten bringen, indem sie diese als Setzlinge mit einer Tinktur behandeln. Von Zimmerpflanzen bis hin zu Bäumen kommt damit quasi alles Grün infrage.

Gentechnisch veränderte, leuchtende Pflanzen wären eine stromsparende und lufterfrischende Alternative zu klassischen Tischlampen, aber auch zu Straßenlaternen: Schätzungen gehen davon aus, dass etwa 20 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs auf Beleuchtung zurückfallen. Leuchtende Alleebäume könnten das drastisch ändern und auch anderweitig Kosten senken: Bäume sind an das Leben im Freien angepasst und können sich selbst regenerieren – der Austausch von Leuchtmitteln wie bei Straßenlaternen würde damit wegfallen. Und die Pflege von Alleebäumen ist bereits Teil des Budgets vieler Großstädte.

Die DARPA will Pflanzen zu Spionen machen

Die Fähigkeiten von Pflanzen will sich auch das US-Militär zunutze machen: Die Forschungsbehörde DARPA, eher für Experimente mit Robotern oder selbstlenkenden Geschossen bekannt, arbeitet an einem Projekt zur Verwendung von Pflanzen zu Spionagezwecken. Dabei wollen die Forscher die natürlichen Fähigkeiten von Lebewesen nutzen, auf ihre Umgebung zu reagieren.

Sträucher, Gräser oder Büsche würden damit zu selbsterhaltenden und sich auch selbst ausbreitenden Sensoren, die zum Beispiel auf Radioaktivität oder bestimmte Chemikalien auf eine Art und Weise reagieren, die sich aus der Ferne beobachten lässt. Würde ein Feld aus Gräsern zum Beispiel bei Kontakt mit der Strahlung einer nahen Kernwaffenfabrik plötzlich seine Farbe verändern, wäre das auf Satellitenaufnahmen sichtbar. Geht die Entwicklung noch weiter, wäre eine Reaktion auf gänzlich andere Stimuli ebenfalls denkbar – Pflanzen würden dann zu vollständigen Spionagesensoren im Feld, die sich perfekt in die Landschaft einpassen.

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Auch zivile Anwendungsmöglichkeiten wären für derartige lebende Sensoren durchaus denkbar: Umweltbelastungen oder Leckagen in Gas- und Ölpipelines könnten von Pflanzen wahrgenommen und sichtbar gemacht werden. Auch Wetterstationen, die heute meist batterie- oder solarbetrieben mitten in der Landschaft stehen, wären in Pflanzenform nicht nur autark, sondern auch unauffällig.

Natürliche Nanomaschinen

Während in der Digitaltechnik künstliche Intelligenz die prägende Technologie der kommenden Jahrzehnte sein dürfte, gilt in Sachen Hardware die Nanotechnik als großer Wegbereiter der Zukunft. Molekülgroße Maschinen, die sich selbst replizieren und in Gruppen höhere Funktionen durchführen, müssen allerdings nicht zwangsweise vollständig künstlich erschaffen werden: Pflanzen sind bereits Kolonien von Nanomaschinen, nämlich ihren Zellen, und können sich selbst ausbreiten, regenerieren und ihrem Standort anpassen. Mit einigen kleinen Veränderungen haben sie das Potenzial, der Menschheit noch mehr zu helfen, als sie es mit ihrer Sauerstoff- und Nahrungsproduktion ohnehin bereits tun.

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