NANO – Die Welt von morgen

Abgabefrist nationale Klimaziele – Der 10. Februar ist die Frist, bis zu der die Vertragsstaaten des Pariser Abkommens ihre Klimaziele für 2035 festlegen. Drei Länder haben ihre so genannten NDCs, ihre national festgelegten Klimabeiträge, pünktlich abgegeben: Großbritannien, die Schweiz und Neuseeland. Mit Gesprächsgast: Niklas Höhne, NewClimate Institute, Berlin
Neue Strategie bei Metastasen – Tumoren sind genetisch instabil. Sie mutieren ständig und können so unter Therapiedruck den Chemotherapeutika ausweichen. In Heidelberg ist es nun erstmals gelungen, aus den extrem seltenen, im Blut zirkulierenden Brustkrebszellen, die zu Metastasen führen, Tumor-Organoide zu züchten. An diesen können unter anderem Chemotherapeutika getestet und angepasst werden.
Qualitätssiegel für KI – Künstliche Intelligenz kann helfen, Krebs zu diagnostizieren. Doch KI macht Fehler, etwa wegen mangelhafter Daten. Am Deutschen Forschungszentrum für künstliche Intelligenz in Kaiserslautern entsteht eines von zwei bundesweiten Zentren, das Merkmale für „vertrauenswürdige KI“ entwickelt und in der Praxis etablieren soll. Ziel: ein Qualitätssiegel für künstliche Intelligenz „Made in Germany“.
Luxusbad – Sensationsfund in Pompeji – Bei einer Ausgrabung in Pompeji haben Archäologen ein privates und perfekt erhaltenes römisches Badehaus entdeckt, möglicherweise das größte, das jemals dort gefunden wurde – inklusive heißen, warmen und kalten Räumen, leuchtend roten Wänden, einem Mosaikboden, Steinbänken und einem riesigen Tauchbecken.
Gefährliches Halbwissen: Klospülung – Wenn man auf der Südhalbkugel die Klospülung drückt, fließt das Wasser andersrum ab. Aber stimmt das überhaupt? Diese Annahme beruht auf einer weit verbreiteten Fehlinterpretation des sogenannten Coriolis-Effekts. Die Ablenkung der Bewegung von Objekten aufgrund der Erdrotation. (Text: 3sat)

Das Ergebnis der letzten PISA-Studie von 2022 ist alarmierend: Die deutschen Schüler haben im internationalen Leistungsvergleich das bisher schlechteste Ergebnis erzielt. Gleichzeitig gibt es in Deutschland die vierthöchste Schulabbrecherquote der EU. Jedes dritte Kind in Deutschland fühlt sich von der Schule gestresst. Geht Schule auch ohne Druck, und lernen die Kinder und Jugendlichen dann trotzdem genug? Das will Reporter Frank Seibert in der Universitätsschule Dresden herausfinden, in einem wissenschaftlich begleiteten Schulversuch.
Die Schülerinnen und Schüler lernen dort in klassenübergreifenden Gruppen ohne Stundenplan, Hausaufgaben und Noten. Frank Seibert begleitet die zwölfjährige Leefke über mehrere Monate in ihrem Schulalltag und taucht tief in ein anderes Schulkonzept ein, als er es selbst erlebt hat. Eine Schule ohne Druck, die die Individualität der Schülerinnen und Schüler fördert, ihre Selbständigkeit und Neugierde unterstützt und sie im eigenständigen Lernen ermutigt – ist das also doch möglich? (Text: 3sat)

Wie reagieren Tiere auf Umweltveränderungen – und kann dieses Wissen auch Menschen schützen? – Ein spannender Forschungskrimi. Verhaltensbiologe Martin Wikelski beobachtet Tiere mit kleinen Hightechsendern: Nashörner in Südafrika genauso wie Bauernhofziegen in Italien. Die Erkenntnisse dienen dem Artenschutz und dem Schutz von Menschen. Wikelski und sein Team untersuchen, ob das Beobachten des Verhaltens von Tieren hilft, Naturkatastrophen wie Erdbeben vorherzusagen. Auf ihren Wanderungen legen Tiere oft weite Strecken zurück, sie kommunizieren miteinander und reagieren auf feinste Umweltveränderungen. Bisher unentdeckte Zusammenhänge werden entschlüsselt: Was verraten die Wanderwege der Palmenflughunde in Sambia über die Wiederaufforstung verlorener Wälder, wie warnen Zugvögel in Französisch-Polynesien vor Tsunamis, und wie helfen Fluchtreaktionen von Tieren, Wilderer aufzuspüren? Erstmals ermöglicht es die Technik, Hunderttausende von Tieren gleichzeitig zu beobachten. (Text: 3sat)

Nicht nur Extrem- und Spitzensportler wie Deniz Kayadelen und Christoph Harting – wir alle können von Kälte profitieren und unsere Körper an niedrigere Temperaturen gewöhnen. Aber wie? Die Filmemacher treffen unter anderen die Lagerarbeiterin Katarzyna, die in einem Tiefkühllager bei minus 22 Grad Celsius in Achtstundenschichten der Kälte trotzen muss. Wie gelingt ihr das, und welche Rolle spielt ihr individuelles Kälteempfinden dabei? Der Film begleitet auch die Extremschwimmerin Deniz Kayadelen bei ihren Vorbereitungen für die Durchquerung des Ärmelkanals.
Wie ist das zu schaffen: mehr als 33 Kilometer in nur 17 Grad Celsius kaltem Wasser? Was passiert in ihrem Körper? Der Kraftverlust der Muskulatur ist beträchtlich und geht schnell. Die Weiterleitung von Erregungsmustern gelingt immer schlechter. Das kann dazu führen, dass schon nach 15 Minuten in Wasser unter 15 Grad Celsius die gesamte Koordination der Bewegungen versagt und die schwimmende Person ertrinkt. Aber Deniz Kayadelen versucht ihren Körper so zu trainieren, dass er seine Temperatur immer besser halten kann. Wie das gelingen kann, dazu forscht unter anderem Dr. Erich Hohenauer von der „University of Applied Sciences and Arts of Southern Switzerland“.
Besonders interessiert ihn die Frage, ob Kältereize tatsächlich das Immunsystem stärken. Dazu führt er Untersuchungen mit normalen, aber auch kälteerprobten Probandinnen und Probanden durch. Einer davon ist der Biohacker Rolf Duda. Er wandert in Badehose durch Schneelandschaften und geht regelmäßig Eisbaden. Nach einem traumatischen Erlebnis änderte er sein Leben und erfuhr durch sein Kältetraining Heilung und mentale Stärkung. Seine Erfahrungen damit gibt er mittlerweile in Kursen an andere Menschen weiter.
Aber wie gelingt die mentale Stärkung? Dazu gibt es neue Forschungserkenntnisse aus der Psychologie. Im Spitzensport wird die Kältetherapie ebenfalls immer öfter eingesetzt. Der Diskuswerfer Christoph Harting, Olympiasieger von 2016, sitzt unter ärztlicher Leitung täglich in der Kältekammer bei minus 110 Grad Celsius. Damit soll seine Fähigkeit zur körperlichen Regeneration gesteigert werden. Auch kleinere Verletzungen wie Muskelfaserrisse heilen schneller, weil Körper und Extremitäten besser durchblutet werden. (Text: 3sat)

Deutschland befindet sich mitten in einer dramatischen Biodiversitätskrise: Feldhamster, Ringelnatter, Rebhuhn – viele prominente und einst weitverbreitete Arten stehen auf der Roten Liste. Einige Arten sind bereits komplett ausgestorben. Dazu gibt es einen Rückgang der Insekten, und zwar in manchen Regionen um bis zu 75 Prozent. Helfen größere Naturschutzgebiete und mehr Wildnis, den massiven Artenschwund zu stoppen? Auf der Weltnaturschutzkonferenz in Montreal 2022 wurde beschlossen, bis zum Jahr 2030 30 Prozent der Landes- und Meeresfläche unter Schutz zu stellen. Auch Deutschland hat unterschrieben.
Doch wie viel Wildnis ist in unserem dicht besiedelten Land möglich? Die Wissenschaftsjournalistin und Biologin Lena Ganschow blickt bei ihrer Spurensuche auf drei Naturräume: Wiese, Wasser und Wald. Was ist wichtig, damit diese Ökosysteme stabil bleiben? Sind bestimmte Schlüsselarten wichtiger als andere? Und wie verändern sich Ökosysteme, wenn ehemals ausgerottete Tierarten wie etwa der Wolf wieder zurückkehren? Lena begleitet den Wolfsforscher Norman Stier in ein Wolfsgebiet in Mecklenburg-Vorpommern, wo er ihr zeigt, welchen Einfluss die Raubtiere auf die Damwild-Bestände haben. Sie steht in der Oder mit der Süßwasserbiologin Sonja Jähnig, die untersucht, wie sich der Fluss seit der Oder-Katastrophe verändert hat.
Sie trifft den Insektenforscher Thomas Hörren am Niederrhein – und erlebt Wildnis im Anklamer Stadtbruch bei Anklam in Mecklenburg-Vorpommern, wo ein gebrochener Deich zum Glücksfall für die Natur wurde. Tausende Kraniche sammeln sich dort für ihren Vogelzug in den Süden, und inzwischen gibt es dort auch die größte Seeadler-Dichte in Mitteleuropa. Biber, Fischotter und seltene Pflanzen haben ein Habitat gefunden, weil der Mensch das Gebiet in Ruhe lässt. Mehr Wildnis und strengeren Schutz fordert auch die Biodiversitätsforscherin Katrin Böhning-Gaese, Direktorin des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum, die Lena Ganschow auf Streuobstwiesen bei Frankfurt am Main besucht.
Ihr Plädoyer: Beim Klimawandel gehe es darum, wie wir in Zukunft leben. Beim Artensterben aber gehe es darum, ob wir als Menschheit überhaupt überleben. Das klingt dramatisch – aber wenn wir das Biodiversitätsziel von Montreal wirklich ernst nehmen und unsere Lebensgrundlagen retten wollen, müssen wir uns viel intensiver dem Artenschutz widmen und mehr naturnahe Ökosysteme in Deutschland möglich machen. Und mehr Wildnis. (Text: 3sat)

Green Deal Der European Green Deal, der Europa zum ersten klimaneutralen Kontinent machen sollte, wurde vor sechs Jahren mit einem Volumen von über 1 Billion Euro beschlossen. Er verfolgt Ziele wie die Reduktion der Umweltverschmutzung und die Unterstützung der Staaten für Netto-Null-Emissionen bis 2050. Doch die Tendenzen, den Green Deal wieder aufzuweichen, verdichten sich. Flottengrenzwerte Die Treibhausgasemissionen des Straßenverkehrs verursachen rund 20 Prozent der CO2-Emissionen in Europa. Um das Klima zu schützen, hat die EU vor zehn Jahren den „Flottengrenzwert“ eingeführt.
Hersteller, die den Grenzwert überschreiten, müssen Strafen zahlen. Aktuell ist der Anteil von Elektroautos in der EU jedoch zu niedrig, um die Vorgaben zu erfüllen, was zu Strafzahlungen führen könnte. Gesprächspartner: Stefan Bratzel Direktor des Forschungsinstituts Center of Automotive Management (CAM), Dozent an der Fachhochschule der Wirtschaft KI soll illegale Holzfäller stoppen Die EU plant, nur noch Produkte zuzulassen, bei deren Erzeugung keine Naturwälder abgeholzt wurden.
Forschende der Universität für Bodenkultur in Wien nutzen künstliche Intelligenz, um die Einhaltung dieser Verordnung zu gewährleisten, indem sie Lieferketten und Herkunftsnachweise besser nachvollziehbar machen. Brasilien: Bäume statt Rinder Brasilien erlebt die schlimmste Dürre seit Beginn der Wetteraufzeichnungen, auch der Amazonas ist betroffen. Besonders in Minas Gerais, wo Regenwald für Weideland abgeholzt wurde, bringt der Wassermangel die Landwirtschaft in Not. Doch es gibt Hoffnung: Bauer Pedro Martins pflanzt Bäume, die den Boden verbessern und den Grundwasserspiegel erhöhen.
Das Aufforstungsprojekt zeigt positive Ergebnisse. Methan im Kuhstall Markus Dillinger hält 70 Milchkühe, die Methan ausstoßen – ein starkes Treibhausgas. Methan ist fast 30-mal klimaschädlicher als CO2. Um den Klimaschutz zu fördern, arbeitet Dillinger daran, die Methan-Emissionen seiner Kühe zu reduzieren, indem er sie nachhaltig mit Gras und nur wenig Kraftfutter füttert. Durch Weidehaltung speichert er CO2 im Boden und verbessert die Milchproduktion. (Text: 3sat)

Ob bei Ebbe und Flut, der Nachtruhe oder dem Paarungsverhalten bei Tieren: Der Mond hat seine unsichtbare Kraft im Spiel. Doch der Erdtrabant hat noch weit mehr Macht über unseren Planeten. Der Mond bewegt Ozeane und hat gleichzeitig Einfluss auf die Geschwindigkeit der Erdumdrehung. Ohne den Mond hätte ein Tag nur acht Stunden – unser Leben sähe also ganz anders aus. Auch verschiedene Tierarten lassen sich in ihrem Lebensrhythmus vom Mond leiten. Ohne den Mond würde sich die Erde nicht nur schneller drehen, auch ihre Ausrichtung würde sich maßgeblich ändern.
Denn durch seine Anziehungskraft stabilisiert der Mond die Erdachse und sorgt so für verlässliche Jahreszeiten auf unserem Planten. Auch die Gezeiten spielen für das Leben auf der Erde eine zentrale Rolle: Sie erzeugen klimastabilisierende Strömungen, definieren unser Landschaftsbild und haben die Evolutionsgeschichte beeinflusst. In Frankreich und Indien lässt sich die Kraft des Mondes sogar in Form einer spektakulären Gezeitenwelle, die sich entgegen der Flussströmung bewegt, beobachten.
Viele Tierarten richten ihre biologische Uhr nach den Mondphasen aus: Im Labor können der Korallenforscher Anthony Bertucci und sein Team nachvollziehen, inwieweit das Mondlicht den Fortpflanzungszyklus von Korallen bestimmt. Auch in Australien, genauer gesagt auf der Weihnachtsinsel im Indischen Ozean, lässt sich ein atemberaubendes Naturspiel beobachten, das mit dem Mond in Verbindung steht: Jedes Jahr zwischen Oktober und November wimmelt es dort von Millionen Roter Landkrabben, die auf dem Weg zum Meeresufer sind.
Einmal am Wasser angekommen, beginnt ein Millionen Jahre alter Fortpflanzungsritus, wobei die Weibchen ihre befruchteten Eier im Meer ablegen. Die Krebse wissen instinktiv, dass der Meeresspiegel während dieser Zeit, kurz vor dem Neumond, am günstigsten steht. Welchen Einfluss hat der Erdtrabant noch auf das Leben auf unserem Planeten? Und wie lässt sie sich erklären, die geheimnisvolle Macht des Mondes? Diesen und anderen Fragen geht die „nano Doku: Im Bann des Mondes – Leben mit Gravitation“ nach. (Text: 3sat)