ISC-GeoUnions-Vortragsreihe zur Unterstützung der Internationalen Dekade der Wissenschaften für nachhaltige Entwicklung

10. September 2024, Veranstaltungsseite anzeigen

Die Weltmeere bedecken 71 % der Erdoberfläche und stellen mit einer durchschnittlichen Tiefe von etwa 4000 m mehr als 90 % des von Leben bewohnten Raums dar. Das Leben an Land hängt außerdem von den Wasserkreisläufen der Ozeane ab, die die atmosphärische mit der ozeanischen Dynamik verbinden. Der große Ozeanförderer verbindet alle Ozeane in einem einzigen großen System, das durch die Eisbildung an den Polen ausgelöst wird, wo ozeanisches Tiefenwasser entsteht, das Sauerstoff in die dunkle Tiefsee bringt. Die Form der Küsten und des Meeresbodens definiert zusammenhängende Räume, in denen Ökosystemprozesse stattfinden: Die Zellen des Ökosystems sind natürliche Verwaltungs- und Erhaltungseinheiten, die sich durch eine hohe interne Konnektivität der lebenden Komponenten durch drei Arten von Flüssen auszeichnen. Die Funktionen von Ökosystemen werden normalerweise von unterschiedlichen Disziplinen untersucht, die sich auf Biogeochemie (extraspezifische Flüsse nicht lebender Materie, die „außerhalb“ der Arten fließen), Lebenszyklen (intraspezifische Flüsse lebender Materie, die „innerhalb“ der Arten über eine Generationsfolge fließen) und trophische Netzwerke (interspezifische Flüsse lebender Materie, die von Art zu Art fließen) konzentrieren. Die drei Flüsse bestimmen die Funktionsweise des Ökosystems und müssen sowohl räumlich als auch zeitlich eingeordnet werden, damit wir unsere Aktivitäten gemäß einem wissensbasierten Ökosystemansatz in Richtung Nachhaltigkeit steuern können. Als Landtiere sind wir es gewohnt, Ökosysteme anhand der Vegetation zu definieren, aber das ist im Ozean nicht möglich: Der Meeresboden ist nur ein Teil des ozeanischen Bereichs und der größte Teil der „Umwelt“ wird durch die Wassersäule repräsentiert, in der große Pflanzen fehlen. Darüber hinaus liegt der größte Teil des ozeanischen Raums im Dunkeln und wird von Tieren und Mikroben dominiert; Sauerstoff gelangt durch abwärts gerichtete Strömungen und durch die kürzlich entdeckte Dunkelsauerstoffproduktion in die Tiefe. Der Großteil der ozeanischen Primärproduktion stammt aus dem Stoffwechsel photosynthetischer Mikroben (dem Phytoplankton), die für uns unsichtbar sind. Sie sind die Nahrung für Pflanzenfresser, die entweder benthisch oder planktonisch sein können (das pflanzenfressende Zooplankton, das hauptsächlich aus kleinen Krebstieren besteht), die wiederum die Nahrung für tertiäre Produzenten sind, darunter die planktonischen Larven und Jungfische von Fischen, die heranwachsen und als Erwachsene beginnen, sich gegenseitig zu fressen und die Hauptnahrungsquelle für höhere trophische Ebenen sind, von Haien bis hin zu Meeresvögeln und Säugetieren. Im Dunkeln gibt es keine Primärproduzenten und trophische Netzwerke basieren auf einem kontinuierlichen Fluss von Detritus (Meeresschnee), der Detritusfresser und die Fleischfresser, die sich von ihnen ernähren, ernährt. Diese Aspekte werden meist mit reduktionistischen Ansätzen untersucht, die die Komplexität von Ökosystemen reduzieren und die zu einer einzigen, ganzheitlichen Vision zusammengeführt werden müssen. Die ökologischen Übergangsprozesse bestimmen die Funktionsweise der Ökosysteme und planen unsere Aktivitäten, wobei wir darauf achten müssen, die Gesundheit des lebenden Planeten nicht zu gefährden.

Professor Ferdinando Boero
Universität Federico II, Neapel

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12 November 2024, Veranstaltungsseite anzeigen

Das Mikrobiom trägt durch komplexe Wechselwirkungen zwischen der physischen Umwelt und anderen Organismen, die in dieser Umwelt leben, zur Nachhaltigkeit des Ökosystems und zur menschlichen Gesundheit bei. Angesichts der enormen Vielfalt und der Funktionen, die Mikrobiome in Ökosystemen erfüllen, wird in dieser Präsentation die antimikrobielle Resistenz (AMR) als Beispiel verwendet, um die mikrobielle Konnektivität in ganzen Ökosystemen zu untersuchen. Es wurde festgestellt, dass sowohl städtische Kläranlagen als auch intensive Tierhaltungen die Hauptquellen der AMR-Verschmutzung in der Umwelt sind. Sobald anthropogene AMR in die Umwelt gelangen, können sie sich durch Massenbewegungen von Mikroben innerhalb des Ökosystems verbreiten und auf verschiedenen Wegen auf regionaler und sogar globaler Ebene transportiert werden.

Die Anwendung von Einzelzellmethoden zur In-situ-Analyse von AMR wird hervorgehoben, wobei insbesondere der „Verteilungs-Diffusions-Entwicklungsprozess“ (3D) aktiver antibiotikaresistenter Bakterien (ARB) im Mittelpunkt steht. Durch gezielte Einzelzellsortierung und Metagenomik lässt sich in den aktivsten ARB genau bestimmen, „wer was und wie tut“, die physiologische Entwicklung der Resistenz verfolgen und die zugrunde liegenden genetischen Mechanismen analysieren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AMR innerhalb des Ökosystems zwischen Menschen, Tieren, Pflanzen und der Umwelt zirkulieren kann, und dass der One-Health-Rahmen zur Bewertung mikrobieller Zyklen übernommen werden sollte.

Professor Yongguan ZHU ist Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS), Fellow der TWAS (Weltakademie der Wissenschaften), Fellow des International Science Council (ISC) und ist Generaldirektor des Research Center for Eco-environmental Sciences, CAS. Er arbeitet zu Fragen der Umweltgesundheit und des Wohlbefindens im Zusammenhang mit Umweltverschmutzung, Bodenbiodiversität und mikrobieller Ökologie. Er war Mitglied des wissenschaftlichen Komitees des ISC-Programms „Menschliche Gesundheit und Wohlbefinden in sich wandelnden städtischen Umwelten“ und ist Mitglied des Committee of Science Planning des ISC. Er diente neun Jahre lang als Mitglied der Ständigen Beratergruppe für Nuklearanwendung der Internationalen Atomenergie-Organisation (2004–2012). Er hat zahlreiche Verdienstauszeichnungen erhalten, darunter den TWAS Award for Agricultural Science 2013, den National Natural Science Award 2009 & 2023 und den Von-Liebig-Preis der International Union of Soil Science 2022. Er publiziert viel in internationalen Zeitschriften mit einem H-Index von 126 (Web of Science) und wurde als „Highly Cited Researcher“ des Web of Science ausgewählt (2016–2024).

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13 Mai 2025, Veranstaltungsseite anzeigen

Prof. William Moseleys neues Buch analysiert die Geschichte der Ernährungssicherheit und landwirtschaftlicher Entwicklungsinitiativen im postkolonialen Afrika und entwirft eine Vision für zukünftigen Wohlstand. Die Hauptargumentation des Buches besteht aus drei Teilen. Erstens werden Entwicklungsorganisationen und Regierungen die Ernährungsunsicherheit (SDG 2) in Afrika erst dann ernsthaft angehen, wenn sie die Behauptung, eine enge Fokussierung auf die landwirtschaftliche Produktion sei die Lösung – eine zentrale Idee der Pflanzenwissenschaften und Agronomie –, stärker in Frage stellen. Zweitens muss landwirtschaftliche Entwicklung nicht nur als erster Schritt in einem industriellen Entwicklungsprozess betrachtet werden, sondern als nachhaltige Lebensgrundlage mit eigenem Wert. Drittens ermöglicht ein agroökologischer Ansatz in Verbindung mit guter Regierungsführung den Menschen mehr Kontrolle über ihre Ernährungssysteme, eine nachhaltigere Produktion gesunder Lebensmittel und einen verbesserten Zugang der Ärmsten zu Nahrungsmitteln. Nach einer umfassenden konzeptionellen Einführung mit Schwerpunkt auf politischer Agronomie und politischer Ökologie untersucht Moseley die Erfahrungen mit Ernährungssicherheit und landwirtschaftlicher Entwicklung in vier Ländern, in denen er geforscht hat: Mali, Burkina Faso, Südafrika und Botswana. Anschließend untersucht er erfolgreiche Bemühungen in jedem der genannten Länder und skizziert zukünftige Ansätze, die die Agrarökologie, also die Anwendung ökologischer Prinzipien in landwirtschaftlichen Systemen, betonen. Abschließend präsentiert er einige Überlegungen zu Institutionen auf nationaler, regionaler und internationaler Ebene. Um widerstandsfähigere Nahrungsmittelsysteme und eine andere Entwicklung aufzubauen, müssen neue Institutionen entstehen, die die Agrarökologie und einen lebendigen ländlichen Raum unterstützen.

Professor William G. Moseley ist ein auf Mensch-Umwelt und Entwicklung spezialisierter Geograph, der Kurse zu folgenden Themen unterrichtet: Einführung in die Humangeographie; Menschen, Landwirtschaft und Umwelt; Afrika; Entwicklung und Unterentwicklung; und ein Seminar für Fortgeschrittene zu Umwelt- und Entwicklungsstudien. In den meisten seiner Kurse versucht er, mindestens drei Ziele zu erreichen: 1) die Fähigkeiten der Studenten zum kritischen Denken durch Lesen, Diskutieren und Schreiben zu schärfen; 2) geographisches Denken und Analysieren durch die sorgfältige Untersuchung räumlicher Muster menschlicher Prozesse, Mensch-Umwelt-Interaktionen und Verbindungen zwischen Orten und Regionen zu fördern; und 3) ein größeres Interesse daran zu wecken, die Welt geographisch zu verstehen. Ihm ist besonders daran gelegen, dass seine Studenten zu einem bestimmten Thema mit einer Vielzahl von Sichtweisen konfrontiert werden, dass sie lernen, diese Sichtweisen zu analysieren und zu dekonstruieren und dass sie sich anschließend mit Schlüsselfragen auseinandersetzen und eigene, überzeugende Argumente konstruieren.

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