Fünf große Umweltrisiken stellen die Menschheit vor enorme Herausforderungen und werden tiefgreifende Auswirkungen auf unsere Gesellschaft, Wirtschaft und die Ökosysteme haben, warnt das Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UN Environment). Seinem Bericht „Frontiers 2018/19“ zufolge sind diese fünf noch zu wenig beachteten Themen die neuesten Entwicklungen in der synthetischen Biologie, die Zerschneidung von Landschaften, das Abtauen von Permafrostböden, Stickstoffbelastung und eine Fehlanpassung an den Klimawandel. „Im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts entwickelten zwei deutsche Chemiker – Fritz Haber und Carl Bosch – ein Verfahren, um synthetischen Stickstoff günstig im großen Umfang herzustellen. Ihre Erfindung spornte die Massenproduktion von Stickstoffdünger an und veränderte damit die Landwirtschaft weltweit“, erinnert Joyce Musya, die stellvertretende Exekutivdirektorin von UN Environment im Vorwort. Doch dies sei auch der Beginn unseres langfristigen Eingriffs in den Stickstoffhaushalt der Erde gewesen. „Jedes Jahr gelangen reaktive Stickstoffverbindungen im Wert von 200 Milliarden US-Dollar in die Umwelt und degradieren unsere Böden, verschmutzen die Luft und führen zur Ausbreitung von sauerstoffarmen „Todeszonen“ und giftigen Algen in unseren Gewässern“, fügte sie hinzu. „Die in Frontiers untersuchten Probleme sollten daran erinnern, dass wir, wann immer wir in die Natur eingreifen – sei es auf globaler oder molekularer Ebene –, riskieren, dauerhafte Auswirkungen auf unseren Planeten zu verursachen.“

Das erste Kapitel behandelt Chancen und Risiken der synthetischen Biologie. „Neue Verfahren des Genome Editing schreiten rasch voran und versprechen viele biologische und ökologische Vorteile, von der Ausrottung von Krankheiten bis hin zur Verhinderung des Artensterbens. Die Genschere CRISPR/Cas9 ist das neueste und schnellste Gerät im Genome Editing-Werkzeugkasten, das eine enorme Präzision bei der Manipulation des Genoms ermöglicht“, so die Autoren. Sie warnen jedoch deutlich, dass die Fähigkeit, künstliches Leben zu schaffen und vorhandene DNA zu verändern, das Risiko von Kreuzkontaminationen und unbeabsichtigten Folgen berge. „CRISPR-basierte Gen Drives (...) erfordern eine vielschichtige gesellschaftliche Debatte, da sie die gesamte Population von Zielarten verändern, unterdrücken oder ersetzen können.“ Daher könne die absichtliche oder zufällige Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen in die Umwelt erhebliche negative Folgen für die Gesundheit von Mensch und Umwelt haben. „Der Missbrauch dieser Technologien und das Ignorieren unbeabsichtigter Folgen könnte zu einer geopolitischen Bedrohung werden.“ Die Autoren sehen die wachsende Zahl an Do-it-yourself-Biohackern und Garagenlaboren mit großer Sorge. Es bestehe Regelungsbedarf, doch für die Behörden sie dies bei leicht zugänglichen und günstigen Methoden wie CRISPR und Gentechnik-Kits sehr schwierig. Zudem bestehe das Risiko, dass Terroristen die Technologie missbrauchen, um Ernten zu zerstören oder harmlose Mikroben in biologische Waffen umzuwandeln.

Das zweite Thema ist die ökologische Vernetzung – die Verknüpfung und Überbrückung fragmentierter Lebensräume zu einer verbundenen Landschaft, um das Artensterben zu bremsen. Weltweit habe die Industrialisierung in großem Stil zu einer Zerschneidung zuvor intakter Landschaften geführt, was den Rückgang einiger Arten beschleunigt habe, da sie sich nicht mehr räumlich ausbreiten können, um Nahrung oder Partner zu finden. Es gebe vielversprechende Initiativen zur Förderung der Verknüpfung von Landschaften weltweit, aber bei der Planung müsse der Fokus stärker auf die Wiederverbindung von Teillebensräumen und die Bewahrung intakter Landschaften gelegt werden. Das dritte Problem ist das Auftauen der Permafrostböden – jener Böden in der nördlichen Hemisphäre, die bisher dauerhaft gefroren sind und etwa die Hälfte des organischen Kohlenstoffs der Erde speichern. Die Temperatur steige überall, aber in der Arktis schreite die Erwärmung doppelt so schnell voran wie im globalen Durchschnitt. Das rasante Abtauen des Permafrosts könnte einen unkontrollierbaren Schneeballeffekt in Gang setzen, da Kohlenstoff aus den auftauenden Böden freigesetzt werde und die Atmosphäre noch mehr erwärme, wodurch der Klimawandel verstärkt werde.

Die Stickstoffbelastung – die Beeinträchtigung von Ökosystemen, der menschlichen Gesundheit und der Wirtschaft durch massive Veränderung des globalen Stickstoffkreislaufs durch den Menschen – ist eine weitere Top-Gefahr. Stickstoff in Form von Lachgas wirkt als Treibhausgas 300-mal stärker als Kohlendioxid, dazu kommen die Auswirkungen verschiedener Stickstoffverbindungen auf die Ozonschicht und die Luftqualität. „Wir produzieren einen Cocktail aus reaktivem Stickstoff, der Gesundheit, Klima und Ökosysteme bedroht und Stickstoff zu einem der wichtigsten Umweltprobleme der Menschheit macht“, warnt der Bericht. Das Ausmaß des Problems sei jenseits der Wissenschaft jedoch weitgehend unbekannt und unbeachtet. Als fünftes Problem nennt die UN die misslungene Anpassung an den Klimawandel – von nicht funktionierenden Prozessen über Maßnahmen, die Ressourcen schädigen oder ohnehin gefährdete Bevölkerungsgruppen verdrängen. Doch Joyce Musya ist optimistisch: „Wenn wir vorausschauend zusammenarbeiten, können wir einen Schritt voraus sein und Lösungen schaffen, die uns allen und künftigen Generationen dienen werden.“ (ab)