00;00;11;02 – 00;00;38;05
Voice-over
Willkommen bei Beyond Lab Walls, einem Podcast des Salk Institute. Begleiten Sie die Moderatorinnen Isabella Davis und Nicole Mlynaryk auf einer Reise hinter die Kulissen des renommierten Forschungsinstituts in San Diego, Kalifornien. Wir nehmen Sie mit ins Labor, um die neuesten Entdeckungen und modernste Neurowissenschaft, Pflanzenbiologie, Krebs, Alterung und mehr zu erfahren. Erkunden Sie die faszinierende Welt der Wissenschaft, während Sie den Geschichten der brillanten Köpfe dahinter lauschen. Hier bei Salk entschlüsseln wir die Geheimnisse des Lebens selbst und teilen sie über die Labormauern hinaus.
00;00;53;22 – 00;01;18;09
Nicole
Hallo zusammen. Willkommen zu einer weiteren Folge von Beyond Lab Walls. Ich bin Ihre Gastgeberin, Nicole, und ich freue mich, mit dieser ganz besonderen Folge zu beginnen. Bevor wir unseren Gast vorstellen, möchte ich die heutige Co-Moderatorin, unsere Highschool-Sommerpraktikantin Amina Aslam-Mir, begrüßen. Hallo, Amina!
Amina
Hi!
00;01;18;12 – 00;01;46;06
Nicole
Sie hat den Sommer damit verbracht, mit dem Team für Zellkommunikation zu arbeiten, während das Summer Scholars-Programm der Brody High School ihren Höhepunkt erreichte. Es war ein wirklich wichtiges Programm, das vom Socks Education Outreach Team durchgeführt wurde. Sie laden örtliche Highschool-Schüler ein, bei Salk zu trainieren und Karrieren in den Biowissenschaften zu erkunden. Traditionell arbeiteten diese Schüler in Laboren auf dem Campus. Dieses Jahr wurde das Programm jedoch um Praktika beim Kommunikationsteam und unserem Office of Technology Development erweitert. Ich denke, dies war einfach eine wirklich großartige Möglichkeit, den Schülern zu zeigen, dass man in der Wissenschaft arbeiten und zu diesem Bereich beitragen kann, ohne tatsächlich Forscher in einem Labor zu sein.
00;01;46;06 – 00;02;07;21
Nicole
Es gibt also jede Menge anderer Karrieren in der Wissenschaft und es hat wirklich Spaß gemacht, diesen Sommer die Welt der Wissenschaftskommunikation mit Amina zu teilen. Wir freuen uns, Sie heute hier zu haben. Und wenn wir schon von einzigartigen Karrieren in der Wissenschaft sprechen: Einer unserer heutigen Gäste ist Programmmanager der Harnessing Plants Initiative von Salk, einem wirklich einzigartigen Programm hier bei Salk.
00;02;07;24 – 00;02;29;19
Nicole
Natürlich ist das Institut für seine Arbeit in den Gesundheitswissenschaften bekannt, aber unsere Pflanzenbiologieforschung hat in den letzten Jahren wirklich einen Aufschwung erlebt. Die Initiative Harnessing Plants nutzt also die Kraft der Pflanzen, um den Klimawandel zu bekämpfen. Wir werden darüber sprechen, wie ihre Wissenschaft genutzt wird, um unsere Küsten zu retten und unsere Nahrungsmittelversorgung zu unterstützen.
00;02;29;21 – 00;02;37;03
Nicole
Und wir werden durch alles von unserem großartigen Gast Kay Watt geführt. Also, ohne weitere Umschweife, herzlich willkommen, Kay. Wir freuen uns so, heute mit Ihnen zu plaudern.
00;02;37;04 – 00;02;48;20
Kay
Ja, ich freue mich riesig, hier zu sein. Vielen Dank an Sie beide, dass ich hier sein darf. Ich freue mich auf ein sehr anregendes Gespräch über die Herausforderungen des Klimawandels und auch darüber, was wir tun können, um den Klimawandel in Zukunft abzumildern.
00;02;48;23 – 00;02;52;23
Nicole
Ja, es ist eine so wichtige Arbeit. Also, warum fangen Sie nicht gleich damit an?
00;02;52;25 – 00;03;00;18
Amina
Hallo. Bevor wir mehr über Ihre Wissenschaft erfahren, würden wir gerne mehr über Sie erfahren. Wo sind Sie aufgewachsen und wie war Ihr Leben dort?
00;03;00;21 – 00;03;19;02
Kay
Das ist eine gute Frage. Ich komme ursprünglich nicht aus Kalifornien, obwohl ich seit über einem Jahrzehnt hier bin. Ich habe also das Gefühl, dass ich mittlerweile so etwas wie ein Ehrenkalifornier bin. Wenn ich nach Hause nach Massachusetts fahre, dann nur im Sommer, weil ich in meinem Leben nicht bereit bin, noch einmal den Winter in Massachusetts zu erleben.
00;03;19;07 – 00;03;20;29
Nicole
Ja, mir geht es genauso.
00;03;21;01 – 00;03;42;11
Kay
Aber ich bin ursprünglich in Massachusetts aufgewachsen, also gab es viele kalte, schneereiche Winter. Ich wurde südlich von Boston an der Südküste geboren und verbrachte dort meine Kindheit, wo ich in einer Art Vorort lebte. Aber ich lebte direkt neben einem Naturschutzgebiet, also machten wir viele Spaziergänge in der Natur, und als wir aufwuchsen, hatten wir auch unseren eigenen Garten.
00;03;42;13 – 00;03;49;22
Kay
Wir bauten Mais an, wir hatten Bohnen und Erbsen, einfach alles, was wir anpflanzen wollten, und natürlich Kürbisse für Halloween.
00;03;49;28 – 00;03;52;05
Nicole
Ja. Oh, wow. Wunderschön.
00;03;52;09 – 00;04;13;18
Kay
Ja, es war wunderschön. Ich habe erwähnt, dass meine Familie viele Spaziergänge in der Natur unternahm, vor allem im Winter. Wir gingen in Wäldern spazieren, wo alle Blätter von den Bäumen gefallen waren. Vielleicht gibt es ein paar Kiefern, die noch grün sind, aber auf dem Boden liegt Schnee. Man hat also eine Art grauen Himmel, wie die schwarze Rinde dieser Bäume, und dann ein paar grüne Kiefern.
00;04;13;18 – 00;04;37;08
Kay
Und dann sah man ab und zu ein paar wirklich schöne leuchtend rote Farbtupfer, die durch das Blätterdach huschten. Das waren Kardinäle, einer meiner Lieblingsvögel, als ich aufwuchs. Ja. Aber eines der Dinge, die mir in den letzten Jahren klar geworden sind, ist, dass Kardinäle nicht in Massachusetts heimisch sind. Im 1900. Jahrhundert waren sie eher in Kentucky heimisch und wurden Kentucky-Kardinal genannt.
00;04;37;11 – 00;05;04;17
Kay
Doch seitdem hat sich ihr Verbreitungsgebiet weiter nach Norden verlagert. Als ich in den 1990er Jahren aufwuchs, lag ihr Verbreitungsgebiet in Massachusetts. Und jetzt, in den 2020er Jahren, hat sich ihr Verbreitungsgebiet bis nach Kanada im Norden ausgedehnt. Und der Grund dafür, dass sie sich fortbewegen und ihren Lebensraum ändern, ist zum Teil der Klimawandel. Wenn die Winter milder werden, können sie den Winter an diesen neuen Orten verbringen.
00;05;04;20 – 00;05;20;15
Nicole
Das ist verrückt, denn ich habe diese Erinnerung auch in Jersey. Diese kalten Winter und die Cardinals sind so schön. Aber ja, es ist seltsam, daran zu denken. Wenn ich dann zurückblicke, ist dieser schöne Teil unserer Kindheit eigentlich eine Art Warnung vor dem Klimawandel, obwohl das jetzt schon so lange her ist.
00;05;20;20 – 00;05;26;12
Kay
Ja. Ich weiß nicht, was das Gegenteil einer rosaroten Brille ist, aber ich glaube, wir tragen sie beide ein bisschen.
00;05;26;14 – 00;05;38;25
Nicole
Oh Mann. Wow.
00;05;38;28 – 00;05;42;09
Amina
Wie begannen Sie, sich für die Naturwissenschaften zu interessieren? Ja, das ist eine gute Frage.
00;05;42;09 – 00;06;04;25
Kay
Ich habe mich also sehr für Natur und Landwirtschaft interessiert, aber für Wissenschaft interessierte ich mich erst nach meinem Bachelor-Abschluss so sehr, als ich im Peace Corps diente. Das Peace Corps ist eine sehr kleine Gruppe von Freiwilligen, US-Bürgern, die mit der Bundesregierung zusammenarbeiten, um in Gemeinden in verschiedenen Ländern auf der ganzen Welt soziale Arbeit zu leisten.
00;06;04;25 – 00;06;25;14
Kay
Ich verbrachte meine Zeit beim Peace Corps mehr in Panama. Ich lebte in einer sehr ländlichen Gemeinde und arbeitete an nachhaltiger Landwirtschaft. Damals war ich wie ein 22-Jähriger, der gerade die Uni abgeschlossen hatte. Ich hatte den größten Idealismus, den ich in meinem Leben jemals haben werde, und ich war mir sehr sicher und zuversichtlich, dass ich alles erreichen könnte, was ich mir vornahm.
00;06;25;17 – 00;06;35;22
Kay
Die Erfahrung, die ich dort gemacht habe, hat mich sehr demütig gemacht. Wir mussten praktisch ohne finanzielle Mittel und mit sehr wenigen Vorräten arbeiten.
00;06;35;24 – 00;06;38;16
Nicole
Wie sah das im Alltag aus?
00;06;38;19 – 00;06;59;29
Kay
Die ersten drei Monate habe ich bei einer Gastfamilie gewohnt. Das ging ungefähr um 6 Uhr morgens los, man konnte die Hühner draußen oder die vorbeilaufenden Schweine hören. Man stand auf und ging nach draußen, denn das Dach war aus Zink und heizte sich in der Sonne sehr schnell auf. Das Haus war aus Schlackensteinen gebaut und es gab keine Abkühlung im Haus.
00;07;00;05 – 00;07;50;22
Kay
Man verbrachte die meiste Zeit draußen, bis der Sonnenuntergang anbrach. Man verbrachte also viel Zeit damit, mit den Leuten zusammenzusitzen, mit ihnen zu plaudern, sie kennenzulernen, sie zu verstehen und Beziehungen aufzubauen. Aus meiner Sicht, als jemand, der sehr motiviert ist, sich hinzusetzen und die Arbeit zu erledigen, schien das keine Zeitverschwendung zu sein, aber im Vergleich zu dem, was ich zu tun vorhatte, sehr langsam. Aber letztendlich war es der wichtigste Teil – diese Beziehungen aufzubauen, Meinungen anzuhören, zu verstehen, was die Leute zu brauchen glauben. Denn normalerweise sind sie die Experten für das, was sie zu brauchen glauben. Sie sind also diejenigen, die es wissen und es Ihnen sagen können, anstatt dass Sie mit einer Idee kommen und sagen: „Das ist es, was Sie tun müssen.“
00;07;50;25 – 00;08;19;03
Kay
Eines der Hauptprobleme, das ich lösen sollte, war, die Gesundheit der Kaffeebäume in der Stadt selbst zu verbessern, denn Kaffee war eine Art Exportgut. Ich arbeitete mit Bauern, insbesondere im Bereich nachhaltige Landwirtschaft, hauptsächlich auf Kaffeeplantagen, um Bäume auf eine bestimmte Art zu beschneiden, damit Krankheitserreger oder verschiedene Bakterien, die natürlicherweise vorhanden waren, weniger Gelegenheit hatten, diese Bäume zu infizieren und sich dort festzusetzen.
00;08;20;01 – 00;08;41;20
Kay
Aber gleichzeitig habe ich mit der Schule und mit den Leuten zusammengearbeitet, damit sie ihre eigenen Gärten anlegen konnten, denn wo wir lebten, bauten die Leute Grundnahrungsmittel an. Das bedeutete, dass sie ihre eigenen Reisfelder hatten, Kochbananen und Bananen anbauten. Das war es, worauf die Leute angewiesen waren, um sich und ihre Kinder ernähren zu können.
00;08;41;23 – 00;09;12;21
Kay
Aber leider, obwohl es ein tropisches Land ist und es keine strengen Winter gibt, können viele Nahrungsmittel- oder Nutzpflanzenarten dort nicht gedeihen. Wenn die Leute also Tomaten oder Gurken essen wollten, konnten sie sie anpflanzen und hoffen, dass sie gut gedeihen. Und in neun von zehn Fällen wuchsen sie nicht. Dann kam es zu Krankheiten, die sie befielen, oder es gab extreme Regenfälle, oder der Boden selbst hatte einfach nicht genug Nährstoffe, weil es sich um einen sehr dicken roten Regenwaldton handelt, der sehr nährstoffarm ist.
00;09;12;23 – 00;09;30;07
Kay
Wenn die Menschen also etwas wie eine Tomate oder eine Gurke essen wollten, mussten sie jemanden aus ihrer Familie drei Stunden mit dem Bus in eine Stadt schicken, um sie abzuholen und dann den ganzen Weg wieder zurückzubringen. Es gab also keine große Ernährungssicherheit in Bezug auf nahrhafte Lebensmittel, abgesehen von dem, was sie direkt vor Ort anbauen konnten.
00;09;30;10 – 00;09;53;07
Nicole
Ja. Ich denke gerade über Ihre Arbeit nach und wie sie dazu beiträgt, unsere Nahrungsmittelversorgung aufrechtzuerhalten und Ernteerträge zu stabilisieren. Wenn ich an Landwirtschaft denke, haben viele Amerikaner eine bestimmte Vorstellung davon, wie das aussieht, wie ein Bauernhof aussieht, wie Landwirtschaft aussieht. Und dennoch ist für viele Leute wie diese in Panama, diese Subsistenzbauern oder diese Bauern, die Landwirtschaft ihr Lebensunterhalt.
00;09;53;09 – 00;10;18;14
Nicole
Basierend auf dem, was Sie sagen, wird es jedes Jahr auf die Erträge beeinflusst und wenn ein Krankheitserreger eindringt und Ihre Ernte vernichtet, dann hat das wirklich Auswirkungen auf Ihren Lebensunterhalt. Ich schätze also, wir werden darüber nachdenken, wie unser Klima und menschliche Aktivitäten die landwirtschaftlichen Praktiken verändern, und das betrifft nicht nur die Megafarmen, die wir in den USA haben. Wir sprechen wirklich über das Leben einzelner Menschen, die von der Stabilität ihrer Ernten abhängen.
00;10;18;16 – 00;10;23;22
Nicole
Ich könnte mir vorstellen, dass es Sie auf Ihrer Reise definitiv ein wenig motivieren würde, wenn Sie das aus erster Hand sehen würden.
00;10;23;23 – 00;10;43;02
Kay
Ja. Danke, dass Sie mich den ganzen Weg zurückgeführt haben, um den Kreis zu schließen. Ich habe Ihnen gerade die ganze Geschichte darüber erzählt, wie ich es geschafft habe, nicht darauf zurückzukommen, warum ich in die Wissenschaft gegangen bin. Lassen Sie mich also diesen Kreis schließen. Ich habe also diese Erfahrung gemacht. Aber ich wusste auch, dass sich die Menschen in den letzten paar hundert Jahren wirklich auf die Pflanzenzucht konzentriert haben.
00;10;43;02 – 00;11;05;11
Kay
Und heute, mit dem Aufkommen der Genetik und Genomik, ist die Pflanzenzucht ein stark kommerzialisiertes und sehr wettbewerbsintensives Feld, insbesondere für Nahrungsmittelpflanzen. Auch wenn diese Pflanzen in dieser Umgebung nicht gut gedeihen, ist es durchaus möglich, Pflanzen zu züchten, die in dieser Umgebung gedeihen und die Ernährung der Familien unterstützen können, die dort leben und sie anbauen.
00;11;05;13 – 00;11;15;21
Kay
Als ich in die USA zurückkam, beschloss ich, einen zweiten Bachelor-Abschluss zu machen und anschließend direkt mit einem PhD in Genetik und Genomik mit Schwerpunkt Pflanzenzucht zu beginnen.
00;11;15;24 – 00;11;19;25
Nicole
Wow. Und das alles ohne wissenschaftlichen Hintergrund? Sie haben vorher nicht formell Naturwissenschaften studiert?
00;11;19;25 – 00;11;26;00
Kay
Überhaupt kein wissenschaftlicher Hintergrund. Nur die Liebe zur Natur und zur Landwirtschaft, aber keine formale wissenschaftliche Ausbildung.
00;11;26;01 – 00;11;40;23
Nicole
Ja, also, noch einmal ein Hinweis für Amina hier und unsere anderen Highschool-Praktikanten, dass Veränderungen möglich sind. Sie können immer umschwenken und Ihren Kurs ändern, wenn Ihnen ein neues Karriereziel in den Sinn kommt.
00;11;40;25 – 00;11;57;29
Kay
Und man weiß nur, was man im Moment weiß. Man interessiert sich also nur für das, was man weiß. Sobald man also etwas Neues lernt, haben viele Leute, glaube ich, das Gefühl, oh, nun, ich habe so viel in eine bestimmte Richtung investiert oder ich hatte einen bestimmten Plan gemacht. Ich möchte das nicht ändern, weil ich mich auf das konzentrieren möchte, was ich tun wollte.
00;11;57;29 – 00;12;11;10
Kay
Aber wenn man mehr lernt, ist es völlig in Ordnung, die Dinge umzustellen. Ich denke, es bereichert das Leben der Menschen sehr, wenn sie neugierig und forschend sind und nicht nur auf einer geraden Linie leben, sondern eher eine gewundene, malerische Route einschlagen, wissen Sie?
00;12;11;10 – 00;12;27;03
Nicole
Absolut. Ich bin sicher, dass Sie dieses PhD-Programm mit einer ganz besonderen Perspektive und Erfahrung begonnen haben, verglichen mit einigen anderen Studenten, die vielleicht ihr ganzes Leben lang Biologie und Genetik studiert und sich darauf vorbereitet haben.
00;12;44;02 – 00;12;47;19
Nicole
Können Sie uns etwas mehr über Ihre Erfahrungen erzählen? Was haben Sie dort studiert?
00;12;47;21 – 00;13;09;08
Kay
Ja. Also ging ich für meinen Doktor nach Kalifornien. Ich wurde an der UC Davis angenommen und wollte speziell im Bereich Pflanzenwissenschaften arbeiten. Aufgrund meines Interesses an dem, was ich in Panama gesehen hatte, wollte ich die Klimaanpassung von Nutzpflanzen untersuchen. Und ich arbeitete speziell an Kichererbsen, die weltweit eine sehr wichtige Nutzpflanze sind. Sie sind sehr proteinreich.
00;13;09;08 – 00;13;32;12
Kay
Viele Menschen bauen Kichererbsen für den Eigenbedarf an. Kichererbsen gelten als äußerst wichtig für die menschliche Gesundheit und die Ernährungssicherheit. Und ich habe sie speziell studiert, um die Klimaanpassung von Kichererbsen zu verstehen. Wie können wir also in einem Klima, in dem es extrem heiß ist, in dem es weniger Wasser gibt oder das Wasser, das wir haben, einen gewissen Salzgehalt aufweist, weiterhin Kichererbsen anbauen?
00;13;32;12 – 00;13;58;06
Kay
Es wird also Salz hinzugefügt. Für mich bedeutet das, diese verschiedenen Kichererbsensorten anzubauen, die ich aus der ganzen Welt gesammelt habe. Und ich habe sie auf verschiedenen Feldern im Central Valley angebaut, wobei ich mich besonders auf Gebiete konzentriert habe, in denen es sehr, sehr heiß wird, um zu sehen, wie diese Pflanzen unter Stress reagieren. Wie viele Körner werden sie am Ende der Saison produzieren?
00;13;58;08 – 00;14;22;03
Kay
Und welche Pflanzen waren am erfolgreichsten? Ich wollte die Genetik hinter dieser Toleranz besser verstehen. Also habe ich das eine Zeit lang untersucht und gleichzeitig ein Zuchtprogramm für Kichererbsen gestartet. Dabei werden die Sorten mit der besten Leistung gekreuzt, um eine Sorte zu schaffen, die hoffentlich die Stärken beider Eltern in sich trägt.
00;14;22;06 – 00;14;29;18
Nicole
Sie kreuzbestäuben also verschiedene Sorten in der Hoffnung, eine neue Generation mit anderen, besseren Genen hervorzubringen. Stimmt das?
00;14;29;20 – 00;14;31;05
Kay
Das ist völlig richtig. Ja.
00;14;31;05 – 00;14;36;27
Nicole
Wie hat das alles dann Ihre nächsten Schritte bestimmt? Und wie sind Sie bei Salk gelandet?
00;14;36;29 – 00;14;57;00
Kay
Was ich aus dieser Erfahrung gelernt habe, ist, dass es eine Sache ist, ein grundlegendes naturwissenschaftliches Studium zu absolvieren. Eine ganz andere Sache ist es, es sinnvoll anwenden zu können. Als ich an meiner Promotion arbeitete, besuchte ich auch MBA-Kurse, ebenfalls in Davis, und das war eine ganz andere Erfahrung als die naturwissenschaftliche Ausbildung.
00;14;57;00 – 00;15;20;28
Kay
Die Wissenschaft ist sehr starr. Sie muss von Natur aus in der Lage sein, etwas Neues zu entdecken. Man muss die Wissenschaft in diesen streng kontrollierten Umgebungen intensiv anwenden. Und die Business School ist das genaue Gegenteil davon. Oft ist es sehr chaotisch. Man muss über Menschen, Motivationen, Richtlinien und Technologie nachdenken.
00;15;20;28 – 00;15;41;12
Kay
Man muss also in der Lage sein, alles zu berücksichtigen, um viele der Geschäftsprobleme, mit denen wir uns in diesen Kursen beschäftigten, im Wesentlichen lösen zu können. Und das hat mir wirklich gefallen. Mir gefiel, dass es sehr chaotisch war und dass es keine richtige Antwort gab. Also wollte ich die Erfahrungen, die ich in diesen Kursen gemacht hatte, mit dem kombinieren, was ich in meinem Werkshintergrund in Davis studiert hatte.
00;15;41;14 – 00;15;52;08
Nicole
Ich kann mir also vorstellen, wie das zu Ihrer Rolle hier bei Salk als Programmmanager des HPI geführt hat. Können Sie uns etwas über Ihre Rolle erzählen, bevor wir auf die Einzelheiten des Programms eingehen?
00;15;52;10 – 00;16;15;12
Kay
Ich arbeite also mit den mittlerweile sieben verschiedenen Professoren und ihren Laboren zusammen, die das HPI bilden, und ich arbeite mit ihnen zusammen, um zu verstehen und zu steuern, wie unsere Strategie jetzt und in Zukunft aussieht, und um die Logistik zu koordinieren und umzusetzen. Das ist eine nette Art zu sagen: Ich erfülle eine Menge Papierkram.
00;16;15;15 – 00;16;21;19
Nicole
Was ist die Harnessing Plants Initiative und welches Problem versucht sie zu lösen?
00;16;21;22 – 00;16;46;20
Kay
Ja, die Initiative „Harnessing Plants“ konzentriert sich speziell auf die Eindämmung des Klimawandels. Wenn wir also darüber nachdenken, wissen Sie, dass sich das Klima während der gesamten Lebenszeit des Planeten verändert hat, während der gesamten Menschheitsgeschichte. Der Klimawandel findet statt, aber er geschieht sehr langsam. So etwa ein Drittel Grad Celsius, vielleicht ein halbes Grad Fahrenheit, was in tausend Jahren keine große Veränderung ist.
00;16;46;22 – 00;17;17;11
Kay
Aber was wir jetzt sehen, jetzt, wo wir begonnen haben, wirklich erhebliche Mengen Kohlendioxid auszustoßen, ist eine extrem beschleunigte Erwärmung um 1.5°C in etwa 200 Jahren. Diese Erwärmung würde andernfalls etwa 5000 Jahre dauern, wenn man den natürlichen Schwankungen folgt, die wir beobachten. Aber jetzt hat sich die Erwärmung wirklich beschleunigt. Und jetzt befinden wir uns bei der 1.5°C-Marke, die die Vereinten Nationen zuvor als maximal zulässige, sichere Erwärmung festgelegt hatten.
00;17;17;13 – 00;17;22;23
Kay
Aber wir haben unsere Emissionen nicht wirklich spürbar reduziert. Wenn überhaupt, sind sie sogar noch gestiegen.
00;17;22;25 – 00;17;33;20
Nicole
Salk kann die globalen Emissionen nicht direkt ändern, aber wir versuchen, die Dinge auf der anderen Seite durch die Kohlenstoffbindung zu beeinflussen. Können Sie uns ein wenig darüber erzählen, was das bedeutet?
00;17;33;22 – 00;17;51;14
Kay
Ja. Kohlenstoffbindung bedeutet, Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen. Es wird also viel über die Reduzierung von Emissionen gesprochen. Das ist ein großer Teil der Debatte über den Klimawandel, aber auch die Entfernung von Kohlendioxid ist ein weiterer Teil davon. Und genau dort ist die Initiative Harnessing Plants angesiedelt.
00;17;51;16 – 00;18;10;29
Nicole
Pflanzen tun das also von Natur aus. Und auch diese Initiative verfolgt ähnliche Ziele wie Ihre vorherigen Projekte. Sie wollen neue Pflanzengenerationen entwickeln, die das noch besser können. Und ich weiß, dass es einen zweigleisigen Ansatz gibt. Können Sie uns ein wenig über die Hauptziele der Initiative erzählen?
00;18;11;03 – 00;18;42;04
Kay
Ja. Wir konzentrieren uns also auf zwei verschiedene Programme. Das eine ist unser Programm zur Wiederherstellung der Küstenpflanzen. Und unser anderes Programm heißt „Crops“, das sich mit der CO2-Entfernung auf planetarischer Ebene beschäftigt. Aber dieses Programm konzentriert sich speziell auf die Arbeit mit Nutzpflanzen, die auf riesigen Flächen weltweit angebaut werden. Das wären also eine Art Massennutzpflanzen oder Nutzpflanzen, die für die Menschheit wirklich wichtig sind, um genug Kalorien zum Überleben zu haben.
00;18;42;04 – 00;18;53;26
Kay
Dazu gehören beispielsweise Reis, Weizen, Mais, Sorghum, Soja und Raps.
00;18;53;29 – 00;19;28;11
Voice-over
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00;19;28;14 – 00;19;51;08
Kay
Bei der Wiederherstellung der Küstenpflanzen geht es darum, diese Populationen zu untersuchen, um herauszufinden, ob sie einige der für uns interessanten Merkmale aufweisen, die dazu beitragen können, dass diese Pflanzen mehr Kohlenstoff aus der Atmosphäre binden. Zu diesen Merkmalen gehören eine erhöhte Wurzelbiomasse, also die Gesamtmenge der Wurzeln, die eine Pflanze bildet, und eine größere Tiefe dieser Wurzeln.
00;19;51;08 – 00;20;11;23
Kay
Wie tief können sie in den Boden eindringen? Und dann produzieren sie bestimmte Moleküle, die uns interessieren. Diese Moleküle sind kohlenstoffreich und sehr langlebig. Wenn die Pflanze also abstirbt und zerfällt und die Moleküle im Boden verbleiben, bleiben sie nachweislich ziemlich lange erhalten.
00;20;11;26 – 00;20;28;05
Nicole
Wenn man also Pflanzen auswählt, die einige dieser Eigenschaften haben, also größere, tiefere Wurzeln oder mehr dieser Kohlenstoff bindenden Moleküle, dann können diese Pflanzenvarianten nicht nur mehr Kohlenstoff aufnehmen, sondern ihn auch länger im Boden speichern. Stimmt das?
00;20;28;06 – 00;20;53;18
Kay
Genau. Und viele unserer Feuchtgebiete sind zerstört, vor allem in Kalifornien. Wir haben etwa die Hälfte unserer Feuchtgebiete durch Erschließung verloren, aber es gibt auch Bemühungen, diese Feuchtgebiete wiederherzustellen. Indem wir Populationen identifizieren, die in Kalifornien oder anderen Gebieten, in denen Restaurierungsarbeiten durchgeführt werden, heimisch sind, und wir feststellen können, dass diese Populationen besonders gut für eine verstärkte Kohlendioxidentfernung geeignet sind.
00;20;53;18 – 00;20;58;24
Kay
Wir können diese Wiederherstellungsprojekte unterstützen, indem wir ihnen diese Populationen zur Verfügung stellen.
00;20;58;24 – 00;21;03;10
Nicole
Sie können also die Pflanzen auswählen, mit denen wir diese Bereiche wiederherstellen.
00;21;03;16 – 00;21;07;23
Kay
Ganz genau. Wir nennen es gerne genetisch informierte Wiederherstellung.
00;21;07;29 – 00;21;28;00
Nicole
So cool. Und dann auf der anderen Seite betrachten Sie landwirtschaftliche Nutzpflanzen und denken über Möglichkeiten nach, diesen Nutzpflanzen, die für unsere Nahrungsmittelversorgung auf der ganzen Welt so wichtig sind, zu helfen, widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu werden, aber auch, während sie wachsen, etwas zu tun. Richtig? Uns dabei zu helfen, diesen Kohlenstoff noch besser zu binden. Suchen Sie also nach ähnlichen Eigenschaften?
00;21;30;16 – 00;21;48;13
Kay
Das ist genau richtig. Wir suchen also wieder nach ähnlichen Merkmalen. Bilden sie beispielsweise mehr Wurzeln? Bilden sie Wurzeln, die tiefer in den Boden wachsen können? Und bilden sie diese sehr widerstandsfähigen Moleküle? Und ich kann Ihnen eine Art Geschichte darüber erzählen, wie das aussieht. Und wir können den Prozess ein wenig durchgehen. Ja.
00;21;48;14 – 00;21;49;04
Nicole
Unbedingt.
00;21;49;04 – 00;22;12;23
Kay
Wir beginnen also mit einem Projekt. Sagen wir, es geschah vor ein paar Jahren. Und damals wollten Wissenschaftler verstehen, was genau dazu führt, dass eine Pflanze tiefere Wurzeln bildet als andere Pflanzen derselben Art. Die Wissenschaftler arbeiteten also zunächst mit einem Modellorganismus wie Arabidopsis thaliana, der für Pflanzenfreunde das Äquivalent zur weißen Labormaus ist.
00;22;12;26 – 00;22;32;28
Kay
Innerhalb von Arabidopsis gibt es viele verschiedene Diversitätspools. Und Wissenschaftler haben Zugang zu diesen Pools. Sie können sie beobachten und phänotypisieren, je nachdem, wie sie exponiert sind. Und dann machen sie sich Notizen dazu. Sie sehen, dass einige dieser Wurzeln natürlich größer werden als andere, obwohl diese Pflanzen alle genau derselben einheitlichen Umgebung ausgesetzt sind.
00;22;32;28 – 00;22;54;10
Kay
Sie sind sehr neugierig, warum das passiert. Sie haben also den gesuchten Phänotyp gefunden, kennen aber das damit verbundene Gen noch nicht. Richtig. Parallel dazu sequenzieren sie die DNA jeder dieser Populationen oder Sorten, sodass sie nun über zwei verschiedene Informationen verfügen. Sie haben die genotypischen und die phänotypischen Informationen.
00;22;54;13 – 00;23;14;27
Kay
Und dann kombinieren sie sie und schauen, ob ihnen Muster auffallen. Ein Beispiel wäre: Schauen Sie sich all diese Sorten mit großen Wurzeln an. Sie haben eines gemeinsam: Es fehlt ein Gen, das bei allen Sorten mit kleinen Wurzeln vorhanden ist. Und an diesem Punkt wird man sehr neugierig auf dieses eine Gen.
00;23;14;27 – 00;23;34;07
Kay
Was bedeutet also das Fehlen dieses Gens? Die Wissenschaftler würden dann Experimente durchführen und speziell an diesem Gen arbeiten, um zu testen, ob es das Gen ist, das für diesen Unterschied zwischen den beiden Subpopulationen verantwortlich ist, also den beiden Gruppen von Pflanzen mit großen und kleinen Wurzeln. Und wenn sie das erst einmal herausgefunden haben, wird es wirklich spannend.
00;23;34;07 – 00;23;57;11
Kay
Nehmen wir also an, sie haben dieses Gen und es ist für die vergrößerte Wurzelgröße bei Arabidopsis verantwortlich. Das ist großartig. Wir haben etwas für die Grundlagenforschung gelernt. Aber wie wenden wir das bei Nutzpflanzen an? Jetzt gehen wir zu einem Team von Bioinformatikern, die ähnliche genetische Daten über alle Nutzpflanzenarten haben, mit denen wir arbeiten. Und sie beginnen zu fragen: Ist dieses Gen in dieser Nutzpflanze vorhanden?
00;23;57;11 – 00;24;13;23
Kay
Ist es in dieser Pflanze vorhanden? Ist es in dieser Pflanze vorhanden? Wenn ja, können wir anfangen, damit zu arbeiten, um es zu verändern? Wenn es also vorhanden ist, können wir uns die Art ansehen, sagen wir Raps, und sagen: Okay, in Raps haben wir ein Gen gefunden, das dem Gen in Arabidopsis sehr ähnlich sieht.
00;24;13;26 – 00;24;33;28
Kay
Bearbeiten wir es mit Crispr. Das bedeutet, dass wir ein paar Nukleotide ändern. Ein Beispiel, das ich gerne verwende, ist, sagen wir, das Gen lautet CAT. Wir können es in BAT oder in CHAT ändern. Wir ändern also nur ein paar Nukleotide innerhalb dieses Gens, sodass es nicht mehr funktionsfähig ist.
00;24;34;01 – 00;24;58;23
Kay
Es beschleunigt den Prozess der traditionellen Züchtung, der zwischen 5 und 10 Jahren dauern kann, mit diesen neuen genetischen Modifikationstechniken auf ein paar Jahre. Und dann züchten wir diese Pflanze und phänotypisieren sie, um zu sehen, ob sie tatsächlich denselben Phänotyp aufweist, den wir in ihrem Büro im Modellorganismus beobachtet haben. Und dann stellen wir auch sicher, dass es keine unbeabsichtigten Änderungen gibt.
00;24;58;23 – 00;25;34;10
Kay
Vielleicht ist dieses Gen also für einen anderen Aspekt der Pflanze verantwortlich, der vorher nicht so tot war. Und wenn das der Fall ist, schaue ich vorbei und wir sagen: „Okay, dieses Gen war sehr interessant. Vielleicht müssen wir es modifizieren, sodass es nur nicht in den Wurzeln exprimiert wird, oder vielleicht ist es kein guter Kandidat für uns.“ Wir haben das also Hunderte Male in vielen verschiedenen Experimenten und mit verschiedenen Nutzpflanzen wiederholt, um diese sehr lange Liste vielversprechender Genkandidaten zu erstellen, an denen wir jetzt bei vielen verschiedenen Nutzpflanzenarten arbeiten. Es ist nicht trivial, eine Plattform zu bauen, die Zehntausende von Pflanzen verarbeiten kann, und in der Lage zu sein,
00;25;34;12 – 00;26;20;12
Kay
Phänotypisierung für viele verschiedene Merkmale, aber das ist es, was wir in den letzten fünf Jahren tun konnten, und es ist wirklich aufregend, dass wir jetzt an einem Punkt sind, an dem wir noch mehr Durchsatz erreichen, was bedeutet, dass wir im Laufe der Zeit mehr Phänotypen, mehr Pflanzen und mehr Arten untersuchen können. Wir beschleunigen hier also wirklich das Tempo der Wissenschaft, was notwendig ist, da der Klimawandel eine unmittelbare Bedrohung darstellt.
00;26;20;15 – 00;26;42;09
Nicole
Bisher haben wir über verschiedene Möglichkeiten gesprochen, durch diese Kreuzbestäubungstechniken neue Sorten zu erzeugen, also durch Züchtung im Freiland. Aber wie Sie gerade angedeutet haben, dauert das lange. Jede Generation dieser Pflanzen muss wachsen und neue Generationen hervorbringen. Man hat nicht wirklich Kontrolle darüber, welche Gene die nächste Generation bekommt, wie viel besser sie in dieser einen Generation wirklich wird.
00;26;42;09 – 00;27;03;23
Nicole
Es kann also viele Generationen dauern, bis Sie wirklich die Kombination der Eigenschaften erhalten, nach der Sie suchen. Und das klingt ganz anders als die Verwendung dieser neuen Techniken mit Crispr. Sie wissen bereits, nach welchem Gen Sie suchen, und Sie können direkt in die DNA dieser Pflanzen eindringen und den genetischen Effekt erzielen, nach dem Sie suchen. Das ist also ein großer Wandel auf diesem Gebiet.
00;27;03;25 – 00;27;26;12
Kay
Ich denke, es hat die Möglichkeiten in der Landwirtschaft und Pflanzenwissenschaft wirklich revolutioniert. Und ich denke, das ist es, was wir jetzt brauchen. Wir befinden uns wieder in einem Wettlauf gegen die Zeit, was den Klimawandel angeht. Dass wir diese Techniken jetzt nutzen können und dass sie uns zur Verfügung stehen, ist für uns ein wirklich schöner Glücksfall.
00;27;26;14 – 00;27;48;26
Kay
Wir stehen also jetzt vor einem Jahr an einem ähnlichen Punkt. Nehmen wir an, dieser Forscher hat das vor ein paar Jahren gemacht, was er auch tat. Jetzt haben wir die Rapspflanze mit mehr Biomasse, und das wird jetzt im Gewächshaus getestet. Und das bedeutet für uns, dass der nächste Schritt darin besteht, sie auf dem Feld beurteilen zu können, sobald sie vollständig auf alle für uns wichtigen Merkmale hin untersucht wurde.
00;27;48;26 – 00;28;16;19
Kay
In einem Gewächshaus funktioniert es also hervorragend. Aber wie sieht es auf dem tatsächlichen Acker aus, auf dem der Bauer es anbauen wird? Lassen Sie es uns auch dort testen. Wir arbeiten mit kommerziellen Unternehmen, gemeinnützigen Organisationen und NGOs zusammen, um die Pflanze vom Gewächshaus auf das Feld zu bringen, um sie testen zu können, damit sie mit uns ihren letzten Schritt durchlaufen kann, bevor sie schließlich kommerzialisiert und in großem Maßstab verwendet wird, denn dort wird sie ihre wirkliche Wirkung entfalten.
00;28;16;21 – 00;28;23;01
Nicole
Ja, unglaublich. Was sind die nächsten Schritte für die Harnessing Plants Initiative? Wann werden wir diese Pflanzen in der Welt sehen?
00;28;23;03 – 00;28;53;03
Kay
Nun, wir hoffen, dass wir mit unseren ersten Pflanzensorten, die wir jetzt testen und deren Fähigkeit, zusätzlichen Kohlenstoff zu binden, verbessert haben, in ein paar Jahren, sagen wir etwa fünf Jahren, kommerziell auf den Markt kommen. Wenn also ein naturbasiertes System zur Kohlenstoffbindung oder -entfernung verfügbar ist, kann es in einem Maßstab eingesetzt werden, der mit allem anderen, was zur Kohlenstoffentfernung möglich ist, mithalten kann.
00;28;53;05 – 00;29;12;17
Kay
Wenn Sie beispielsweise eine Fabrik bauen müssen, die Kohlendioxid mechanisch aus der Luft zieht, müssen Sie jedes Mal wieder von vorne beginnen. Sie müssen eine weitere Fabrik bauen, und noch eine. Aber eine Pflanze, sagen wir, eine Maispflanze. Sie haben einen Samen, aber am Ende der Saison werden Sie Hunderte von Samen nur von dieser Pflanze haben.
00;29;12;17 – 00;29;21;17
Kay
Wenn Sie diese Zahl also weiter steigern, steigt sie mit der Zeit exponentiell an. Das ist eines der Dinge, die uns wirklich begeistern, und eine der Eigenschaften, die Pflanzen außergewöhnlich gut können.
00;29;21;23 – 00;29;39;26
Nicole
Ja, wir sprechen von Nachhaltigkeit und Erneuerbarkeit. Ich meine, die Pflanzen regenerieren sich selbst. Wenn wir sie zu Werkzeugen für uns machen können, ist das eine großartige und wahrscheinlich kostengünstigere Lösung als der Bau einer großen Anzahl dieser riesigen Fabriken zur Kohlenstoffbindung.
00;29;39;27 – 00;30;00;05
Kay
Ja, einer der wirklich schönen Aspekte der Kohlenstoffbindung im Boden ist, dass ein erhöhter Kohlenstoffgehalt im Boden auch den Boden gesünder macht. Es wird also nicht nur Kohlendioxid aus der Atmosphäre entnommen und im Boden gespeichert. Das ist nicht das Ende der Geschichte. Jetzt, da der Kohlenstoff im Boden vorhanden ist, ist der Boden widerstandsfähiger.
00;30;00;05 – 00;30;21;21
Kay
Es kann mehr Wasser speichern, es sind mehr Nährstoffe verfügbar. Indem wir also diesen Kohlenstoffspeicher im Boden aufbauen, schaffen wir fruchtbareres Ackerland. Wo Menschen, die vielleicht keinen Zugang zu Düngemitteln oder anderen synthetischen Mitteln haben, den Boden auf natürliche Weise aufbauen können, indem sie diese Sorten verwenden, was wirklich aufregend ist.
00;30;21;21 – 00;30;22;00
Kay
Ja.
00;30;22;00 – 00;30;28;10
Nicole
Zusätzliche Boni.
00;30;28;13 – 00;30;34;23
Nicole
Sie.
00;30;34;25 – 00;30;40;26
Amina
Vorhin haben Sie von einer Fabrik zur Kohlenstoffbindung gesprochen. Das war eine Analogie, oder? So etwas gibt es in Wirklichkeit nicht?
00;30;40;27 – 00;30;41;24
Kay
Oh, das gibt es wirklich.
00;30;42;00 – 00;30;46;07
Nicole
Das gibt es wirklich. Ja.
Amina
Oh. Was ist das?
00;30;46;07 – 00;31;06;25
Kay
Die ersten Fabriken wurden in Nordeuropa gebaut, wo sie Erdwärmeenergie zur Energieerzeugung nutzen konnten. Im Grunde handelt es sich um eine Reihe von Ventilatoren, die mit einer bestimmten Technologie ausgestattet sind, mit der sie das Kohlendioxid aus der Luft filtern können. Das ist jedoch sehr energieintensiv.
00;31;06;29 – 00;31;26;00
Nicole
Ja, es ist erstaunlich, dass wir die Pflanzen selbst nutzen und optimierte Versionen dessen schaffen können, was sie bereits tun, um mehr Kohlenstoff zu binden und unsere Nahrungsmittelversorgung zu stabilisieren. Angesichts einer wachsenden Bevölkerung ist dies eindeutig ein wichtiges Ziel, an dem wir jetzt arbeiten müssen.
00;31;26;07 – 00;31;41;01
Nicole
Es ist einfach toll zu sehen, wie aus dieser wirklich grundlegenden Wissenschaft am Labortisch ein Produkt wird, das Branchen auf der ganzen Welt revolutionieren und das Leben wirklich verändern kann, wie das der Bauern, mit denen Sie in Panama gearbeitet haben.
00;31;41;03 – 00;32;01;04
Kay
Es ist definitiv eine Leidenschaft von mir und ich fühle mich jeden Tag gesegnet, mit Wissenschaftlern, Forschern und Professoren zusammenarbeiten zu können, die sich so sehr auf dieses Problem konzentrieren, dass es mir das Gefühl gibt, dass wir zwar vor einigen wirklich großen Herausforderungen stehen, es aber auch viele Leute gibt, die gleichzeitig an all diesen Herausforderungen arbeiten.
00;32;01;04 – 00;32;25;03
Nicole
Wir haben eine so wichtige Arbeit geleistet und haben auch weiterhin einen so großen Einfluss auf menschliche Krankheiten und die Arbeit, die wir dort leisten, um die menschliche Gesundheit zu unterstützen. Und auf diese Weise. Aber wie Sie sagen, ist eines der größten Probleme unserer Zeit, wie sich der Klimawandel auf unsere Gesundheit auswirken wird. Und es ist einfach großartig, dass wir uns damit befassen und Teil dieser Diskussion sein und unsere Grundlagenforschung nutzen können, um auf diese Weise einen so wichtigen Einfluss zu haben.
00;32;25;03 – 00;32;48;22
Nicole
Es ist also so aufregend, mehr darüber zu erfahren und zu sehen, wie dieses Programm weiter wächst. Wenn unsere Zuhörer also mehr über die Harnessing Plants Initiative erfahren möchten, können Sie unsere Website unter Salk.edu besuchen. Und noch einmal möchte ich unserer großartigen Co-Moderatorin Amina und natürlich unserem wunderbaren Gast Kay ganz herzlich danken.
00;32;48;23 – 00;32;56;09
Nicole
Es war einfach großartig, mehr über Sie und Ihre Arbeit zu erfahren. Und ich freue mich darauf, beim nächsten Mal noch mehr wissenschaftliche Erkenntnisse mit Ihnen allen zu teilen.
00;32;56;11 – 00;33;20;06
Kay
Ja, es war mir eine Freude, hier bei Ihnen zu sein, Nicole. Ich bin Anna und möchte ein wenig über mein Leben und auch über die großartige Arbeit plaudern, die hier am Salk Institute geleistet wird.
00;33;20;09 – 00;33;50;22
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