Kurzfassung

Mikroalgen - Nachhaltige Helden

Mikroalgen können als natürliche Alternative dazu beitragen, dass die Prozesse in anthropogenen Bereichen (z. B. Landwirtschaft, Industrie) nachhaltiger werden. So betreiben sie beispielsweise Photosynthese und binden CO2 (10-mal effektiver als Pflanzen), während sie Sauerstoff, Biomasse und andere wertvolle Produkte wie Pigmente produzieren. Mikroalgen können auch als Nahrungsergänzungsmittel und zur Herstellung von antimikrobiellen Verbindungen verwendet...
Mikroalgen - Nachhaltige Helden

Mikroalgen können als natürliche Alternative dazu beitragen, dass die Prozesse in anthropogenen Bereichen (z. B. Landwirtschaft, Industrie) nachhaltiger werden. So betreiben sie beispielsweise Photosynthese und binden CO2 (10-mal effektiver als Pflanzen), während sie Sauerstoff, Biomasse und andere wertvolle Produkte wie Pigmente produzieren. Mikroalgen können auch als Nahrungsergänzungsmittel und zur Herstellung von antimikrobiellen Verbindungen verwendet werden. Darüber hinaus sind einige Mikroalgen (diazotrophe Cyanobakterien) in der Lage, Stickstoff aus der Luft zu binden und ihn in Form von Ammonium in für Pflanzen bioverfügbaren Stickstoff umzuwandeln. Somit könnten Mikroalgen als natürlicher Dünger verwendet werden, um den Einsatz von Kunstdünger zu reduzieren. Im Gegenzug wird durch die Reduzierung des Kunstdüngers die Ammoniummenge im Abfluss in die Oberflächengewässer verringert, aber auch die Freisetzung von Lachgas minimiert. Das von der DFG geförderte Projekt (STR1650/1-1) sucht derzeit nach geeigneten Mikroalgenkandidaten für die Stickstofffixierung aus der Atmosphäre, die dann in Co-Kultur mit Pflanzen gezüchtet werden sollen, um eine potentielle künstliche Symbiose zu untersuchen. Angesichts des steigenden Nahrungsmittelbedarfs und der Notwendigkeit nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken, werden große Mengen an Biomasse benötigt, die als Biodünger verwendet werden können, um entsprechende landwirtschaftlichen Erträge zu erhalten. Biofilmkulturen auf biologisch abbaubaren Trägern, die in Aerosol-basierten Photobioreaktoren mit Luft belichtet werden, stellen daher einen interessanten Weg dar, um dieses Ziel zu erreichen.

Im Rahmen des Projekts soll nun untersucht werden, ob eine submerse Kultivierung in gängigen PBR-Systemen auf Trägermaterialien möglich ist. Dabei soll der Einfluss verschiedener Stickstoffgehalte und Stickstoffquellen auf die Cyanobakterien untersucht werden (TUK). Neben der allumfassenden Chrakterisierung der Biomasse (TUK) soll die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft sowie die Stoffwechselwege des Biofilms mit Hilfe von molekularen Werkzeugen unter den verschiedenen Wachstumsbedingungen untersucht werden (Universität Landau). Die Ergebnisse werden dann mit den Ergebnissen, die im Rahmen des DFG-Projekts erzielt wurden verglichen, um so die optimale Kultivieurngsstrategie zu ermitteln.

Für das Thema Mikroalgen ist es das Ziel, die in diesem und in dem DFG-Projekt erzielten wissenschaftlichen Erkenntnisse für den pädagogischen Gebrauch aufzuschlüsseln, eine storybasierte VR-Software zu entwerfen, die diese Erkenntnisse mit Hilfe von Hands-on-Mechanismen umsetzt und die Forschungsfragen und begleitenden Erkenntnisse einzubinden, um einen Einblick in Lücken und Ansätze der aktuellen universitären Forschung zu geben (Universität Landau). Vereinfacht gesagt soll ein VR-Spiel entwickelt werden, bei dem Interessierte spielerisch das Potential von Mikroalgen nahegebracht bekommen.

Im Rahmen einer Kooperation zwischen NachwuchswissenschaftlerInnen der Universität Landau und der TUK werden fachspezifische und fachdidaktische Kompetenzen kombiniert, um aktuelle Forschungstrends in angemessener Weise der Öffentlichkeit darzustellen und zugänglich zu machen. Das kann so zu einem besseren Bewusstsein für nachhaltige Themen in der Bevölkerung führen. Die Förderung dient dazu die Kernkompetenzen der NachwuchswissenschaftlerInnen der Universität Landau und der TUK zu kombinieren. Ziel ist, dass basierend auf den erzielten Erkenntnissen gemeinsame Forschugnsprojekte entstehen.
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