Einstein

Die aktuellen Krisen zeigen, welch drastische Auswirkungen die Abhängigkeit von Öl und Gas für uns haben können: beim Bauen, Sanieren und in der Industrie. «Einstein» zeigt, welche Lösungen die Wissenschaft parat hat, um aus der fossilen Energie auszusteigen.

Das AO Zentrum Davos ist in der Forschung zur Heilung von Knochenfrakturen seit Jahrzehnten weltweit führend. Neu wächst am Institut eine in Europa einzigartige Schafherde heran. Forschende geben «Einstein» Einblick ins Spannungsfeld zwischen Spitzenforschung und neuen Standards bei Tierversuchen.

Unfallchirurgie neu erfunden

In den 60er-Jahren setzten 13 Schweizer Ärzte die ganze Unfallchirurgie auf den Kopf. Damals wurden Knochenbrüche lediglich eingegipst und über Monate ruhiggestellt. Sie aber wollten operieren und gründeten die AO Foundation und waren erfolgreich. Sie standardisierten Instrumente und Schrauben, werteten jede Operation wissenschaftlich aus und schulten Chirurgen. So gelang es ihnen, weltweit neue Standards für die Operation von Knochenbrüchen zu setzen.

AO setzt weltweite Standards

Es gibt kaum ein Chirurg oder eine Chirurgin, die ihr Handwerk nicht bei der AO in Davos gelernt haben oder sich dort weiterbilden lassen. Kaum ein neues Implantat oder eine Schraube, die nicht am Institut entwickelt oder getestet worden sind. Global vernetzt ist die AO bei der Forschung und Heilung von Knochenfrakturen und Krankheiten des Bewegungsapparats weltweit führend. Die «Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen» ist eine Stiftung und forscht nicht gewinnorientiert.

Tierversuche laufend reduzieren

161 Mäuse, 51 Ratten, 86 Hasen und 43 Schafe. Mit dieser Anzahl Tiere wurden 2021 an der AO Studien durchgeführt. Dennoch gilt bei der AO das «Drei R»-Prinzip «replace, reduce, refine» – also ersetzen, reduzieren, verbessern. Experimente und Vorstudien finden per Computermodell, mit Zellkulturen im Labor und mittels sogenannter Bioreaktoren statt. Das Fernziel der AO Forschenden ist, eines Tages ganz ohne Tierversuche auszukommen.

Einzigartiger Labor-Schafstall

Die AO nahm im August 2021 einen Stall mit sogenannten SPF-Schafen in Betrieb. Die Tiere sind «spezifisch pathogen frei» und in diesem Sinne frei von bestimmten Krankheitserregern. Damit wollen die Forschenden sicherstellen, dass bei Studien keine versteckten Krankheiten ausbrechen, die die Ergebnisse verfälschen könnten. Die SPF-Herde soll von heute 50 auf etwa 200 Tiere wachsen. Sie werden von konventionellen Schafen getrennt und hinter Schleusen gehalten.

Für immer jung! Wieso können wir nicht mehr alt werden? Die Forschung schert sich nicht mehr ums Geburtsdatum und hat eine neue Grösse definiert: das biologische Alter, das Alter des Körpers. Der «Einstein»-Moderator ist einer der ersten Menschen weltweit, der sein biologisches Alter bestimmen kann.

Fliegen schadet dem Klima – das wissen wir. Aber welche Alternativen gibt es? Auf kurzen Strecken und in kleinen Fliegern könnte man in Zukunft elektrisch fliegen. «Einstein» zeigt, wo diese Technologie heute steht und weshalb gerade in der Schweiz so viele elektrische Flugzeuge entwickelt werden.

In der Schweiz gehört die Luftfahrt zu den klimaschädlichsten Sektoren, denn wir sind ein Land von Vielfliegern. 2019 verursachte die Fliegerei 29 Prozent der Emissionen und lag damit vor dem Strassenverkehr und noch deutlicher vor der Industrie. Weshalb gibt es bis heute so wenig Alternativen? Weltweit arbeitet zwar die Flugindustrie mit Hochdruck daran, den Luftverkehr sauberer zu machen. Und trotzdem geht im Vergleich zur Automobilindustrie alles sehr langsam.

PIONIERE DER ELEKTROFLIEGEREI SIND SCHWEIZER

Während elektrische Autos heute schon zum Alltag gehören, gibt es bis heute kaum elektrische Flugzeuge am Himmel. Vor allem bei Kurzstreckenflügen und Kleinflugzeugen könnten aber elektrische Antriebe in Zukunft eine grosse Rolle spielen. Einstein zeigt, wenn es um die Neuentwicklung solcher Flugzeuge geht, gilt die Schweiz als ein Hotspot. Die Pioniere Bertrand Piccard und André Borschberg bewiesen mit Solarimpuls als erste, dass elektrische Motoren auch in der Luftfahrt Sinn machen. Auch heute setzt der Ingenieur André Borschberg sein damals erworbenes Knowhow für die Elektrifizierung der Luftfahrt ein. Er entwickelt mit der Firma H55 elektrische Motoren und Batterien, die dereinst ganz einfach in schon bestehende Flugzeuge eingebaut werden könnten. Aber eine grosse Hürde ist die Zertifizierung dieser Flugzeuge. In der Luft gelten viel strengere Sicherheitsvorschriften als am Boden, deshalb dauerte es oft Jahre, bis ein elektrisches Flugzeug abheben darf.

ETH INVESTIERT IN ELEKTRIFIZIERUNG DER LUFTFAHRT

Auch Schweizer Universitäten investieren in die elektrische Luftfahrt: An der ETH Zürich bauen Bachelor-Studenten mit Unterstützung der Industrie ein Elektroflugzeug. Ihre Arbeit zeigt – in der Schweiz ist das ganze Knowhow vorhanden, es muss einfach auf die Luftfahrtindustrie angepasst werden. Die Zusammenarbeit zeigt erste Erfolge. Bald schon wollen die Studenten mit ihrem Elektroflieger erste Flugversuche wagen.

ELEKTRISCHE SENKRECHTSTARTER

Elektrische Flugzeuge könnten in Zukunft aber auch Helikopter ersetzten. Vertical Flying heisst das Zauberwort in der modernen Flugindustrie: Elektrische Flieger die senkrecht starten und landen. Sie könnten dereinst in grösseren Städten als Lufttaxis eingesetzt werden oder zum Beispiel auch Helikopter der REGA ersetzen. Das Schweizer Startup Dufour sieht vor allem in Letzterem ein grosses Potential und baut deshalb einen Schweizer Senkrechtstarter, der auch für medizinische Transporte genutzt werden könnte.

Aber die Mühlen in der Luftfahrtindustrie mahlen langsam. All diese Projekte sind sehr kostspielig und brauchen unglaublich viel Geduld. Bis elektrische Flugzeuge am Himmel zum Alltag gehören, werden noch einige Jahre vergehen.

Zum Mond und dann zum Mars. «Einstein» trifft Schweizer, die mittendrin sind beim neuen Wettlauf ins All. Wie der Wissenschaftsdirektor der Nasa aus Bern. Er erläutert die Hintergründe. Schweizer Firmen bauen wichtige Teile für die Mondrakete und im Gotthard wird das Leben auf dem Mond simuliert.

Wie wirkt sich unser täglicher Lifestyle eigentlich auf die Ressourcen aus? Kathrin Hönegger und Kollegin Jara Helmi, Host des YouTube-Nachhaltigkeitsformats «CO2ntrol», schauen gemeinsam, welchen Impact etwa unser Umgang mit Mode, Online-Shopping oder Milchersatzprodukte haben.

Problem «Fast Fashion»

Die Textilindustrie verursacht mit billiger Mode jedes Jahr riesige Mengen an Treibhausgasen und ein grosser Teil landet innerhalb eines Jahres wieder im Abfall. Wie kann man solcher Verschwendung entgegenwirken?

Nachhaltig einkaufen?

Was ist nachhaltiger bezüglich CO2-Ausstoss: Online-Shopping oder normales Einkaufen im Laden? «Einstein» macht einen Vergleich.

Filme streamen und Milch ersetzen

Streaming ist kaum mehr aus dem Alltag wegzudenken. Doch welche Ressourcen sind dazu nötig? Und wie kann man diesen Verbrauch reduzieren?

Milchersatzprodukte wie Hafer- oder Sojamilch boomen. Aber sind solche Produkte anstatt Kuhmilch in unserem täglichen Kaffee auch wirklich nachhaltiger?

Tobias Müller will vom Bodensee an den Genfersee radeln. 800 Kilometer in acht Tagen. Auf der zweiten Streckenhälfte warten viele Höhenmeter. Hilft ihm eine Zitrone über den Berg? Ist sein Gravelbike schneller als ein Weltmeister-Mountainbike? Und wie zauberte er seine Sitzbeschwerden weg?

Gravelbike gegen Mountainbike

Gravelbikes boomen. Die Mischung aus Rennrad und Mountainbike soll das effizienteste Fahrrad für wechselnde Untergründe sein. Nur: Nach wissenschaftlichen Standards hat das noch nie jemand gemessen. «Einstein» macht das Experiment. Und lässt Tobias Müllers Gravelbike gegen die schnellsten Mountainbikes der Profis antreten. Ist es flach oder steil, werden die Gravelbikes den hohen Erwartungen gerecht. Eine Überraschung zeigt sich hingegen bei der Fahrt abwärts.

Mentaltricks mit Zitrone

Irgendwann müssen alle beissen. Auch Tobias Müller – und wie. Gut hat er im Vorfeld mit dem Sportpsychologen Heinz Müller Strategien entwickelt, wie er neue Kräfte mobilisieren kann. Welches persönliche Energiewort ihm hilft, wie er Musik auswählen muss, damit ihn diese pusht, und was eine Zitrone mit ihm in der Krise macht? Das Experiment zeigt es.

Tricks gegen Sitzbeschwerden

Sein Sattel bereitete Tobias Müller schlaflose Nächte. Was, wenn der schon am ersten der acht Tage langen Tour die üblichen Schmerzen verursacht? So wendet er sich an die Bewegungswissenschaftlerin Manuela Weibel. Doch ihre Vergleichsmessungen sind ernüchternd: Ein Sattelwechsel bringt keine Linderung. Wie sie es dann doch noch schafft, Müllers Sitzbeschwerden verschwinden zu lassen? Mit Tricks, dank denen jeder Hobbyfahrer etwas gegen Sitzbeschwerden tun kann.

Bikepacking ist Trend: Veloabenteuer mit leichtem Gepäck. Auch Tobias Müller geht auf grosse Tour. Sein Plan: vom Bodensee zum Genfersee, 800 Kilometer in acht Tagen. Unterstützung erhält er von der Wissenschaft. Doch schon bald sind die schönen Pläne trotz Koffein und Wattmessung Makulatur.

Fahren in grünen Bereich

Tobias Müller erlebt in den Wochen vor der Tour, was wohl so viele kennen: Die Trainingskilometer, die man sich vornimmt, kann man nicht annähernd abstrampeln. Wie schafft man trotzdem die Fahrradtour, auch ohne dem Hammermann zu begegnen? Der Sportmediziner Patrick Noack hat Tobias Müller durchgecheckt und ihm genaue Leitlinien mitgeben können für seine Puls- und Wattbereiche. Er gibt aber auch Ratschläge, wie man ohne Watt- oder Pulsmessung fahren muss, damit man eine Tour schafft – egal, wie wenig Trainingskilometer man in den Beinen hat.

Koffein, das legale Doping

Kaffee ist ein Lieblingsgetränk unter Radfahrern. Denn: Koffein gilt als Leistungs-Booster. Doch neueste Erkenntnisse zeigen: Nicht alle Menschen profitieren davon. Es kann gar sein, dass Koffein die Leistung reduziert. Tobias Müller macht den Test: Ist er, der keinen Kaffee mag, ein Koffeintyp oder nicht? Und wieviel würde ihm Koffein bringen? Die Ergebnisse erstaunen. Nicht nur die Ausdauerleistung auf dem Rad hat sich verändert mit Koffein – auch seine Handkraft.

Mit dem Blutzuckersensor gegen den Hungerast?

Eigentlich sind sie ein wichtiges Hilfsmittel für Diabetespatienten: Die Blutzuckersensoren. Doch nun entdecken sie Sportler wie der Schweizer Radprofi Stefan Küng oder der Ironman-Weltmeister Kristian Blummenfelt. Sinkt der Blutzucker, soll man essen. Funktioniert das? Ist der Sensor der vielgepriesene Gamechanger? Tobias Müller testet, ob er tatsächlich den gefürchteten Hungerast verhindern kann. So viel sei verraten: Ob man Hobbyfahrer oder Radprofi ist, macht einen immensen Unterschied.

Sind bedrohte Tierarten der Grund, warum Zoos heute immer noch legitim sind? Am Bespiel von den Zoo-Tieren im Zoo Zürich wird in dieser «Einstein»-Folge genauer hingeschaut. Denn Zoos geraten immer mehr unter Druck: Ist das Konzept etwa veraltet?

Zoos befinden sich im Wandel: Sie präsentieren sich als Arche, als Retter bedrohter Tierarten und als Bildungszentrum. Doch wieviel ist Sein und wieviel Schein in der modernen Zoo-Welt? Sind Zootiere tatsächlich Botschafter für die bedrohten Artgenossen in der Freiheit oder sind sie reine Ausstellungsobjekte?

Die Zoogeschichte geht zurück bis ins 17. Jahrhundert, als Adelige exotische Tiere als Zeichen von Macht und Reichtum hielten. Seither ist viel Zeit vergangen und die Zoos haben sich stetig weiterentwickelt. Statt in engen Käfigen und Betongehegen werden die Tiere der Zuschauerin und dem Zuschauer in aufwändig gestalteten Erlebniswelten präsentiert. Doch schaffen Zoos diese opulenten Kunstwelten vor allem für die Besucher oder bringt sie auch den Tieren etwas? Kann ein Zootier darin ein artgerechteres Leben führen?

Und können Zoos vom Aussterben bedrohte Tierarten wirklich retten? Ist das eine Illusion oder Wunschvorstellung, weil ihre natürlichen Lebensräume längst zerstört sind? Ist das Konzept Zoo also noch zeitgemäss oder braucht es ganz neue Ansätze?

«Einstein»-Moderator Tobias Müller will in dieser Sendung herausfinden, wie diese Kunstwelt hinter den Kulissen funktioniert und ob es richtig ist, dass man heute noch exotische Tiere einsperrt und ausstellt.

In einer gemeinsamen Dokumentationsreihe von SRF, RTS und RSI werden fünf Naturparks von nationaler Bedeutung vorgestellt. Die drei Moderierenden Bigna Silberschmidt (SRF), Alain Orange (RTS) und Christian Bernasconi (RSI) beleuchten Themen wie Biodiversität oder Geschichte und Kultur der Naturparks.

Der Wildnispark Zürich Sihlwald ist eine einzigartige Kombination aus Wald und Wildnis, eine Art Urwald, der seit Jahrzehnten fast sich selbst überlassen wird, direkt vor den Stadttoren von Zürich. Moderator Alain Orange erzählt von der Geschichte dieses Waldes, der sich dank einer Initiative engagierter Menschen in ein wertvolles Naturschutzgebiet verwandelt hat. Heute ist der Sihlwald ein Zufluchtsort, in dem die Menschen Energie tanken können.

Bigna Silberschmid erfährt Wissenswertes von der Leiterin Karin Hindenlang und einer Rangerin des Wildnisparks Zürich. Moderator Christian Bernasconi trifft einen Forscher, der die Entwicklung und die Artenvielfalt im Urwald untersucht, macht sich auf Spurensuche nach wild lebenden Rothirschen, die vor wenigen Jahren von den Bergen her bis in den Sihlwald vorgedrungenen sind, und stösst auf die schweizweit seltenen Fischotter. Zusammen mit einer Wildkräuter-Expertin probiert das Moderations-Trio einige Gerichte mit wild gepflückten Pflanzen.