Einstein

Durch Fernreisen und globalen Handel werden sie eingeschleppt: invasive Insekten. In der Schweiz breiten sich Tigermücken, Japankäfer und weitere Schädlinge rasant aus und gefährden Wald, Landwirtschaft und Menschen. «Einstein» zeigt, mit welch gigantischem Aufwand die Eindringlinge bekämpft werden.

Sie reisen als blinde Passagiere in Frachtflugzeugen, Schiffen oder Lastwagen. Der globale Handel macht es invasiven Insekten immer leichter, sich weltweit auszubreiten. So gelangen immer mehr invasive Arten auch in die Schweiz, wo sie sich explosionsartig ausbreiten und zur Bedrohung für Wald, Landwirtschaft und auch den Menschen werden.

Der gefährlichste Waldschädlinge ist zurück

Der Asiatische Laubholzbockkäfer gilt als die grösste Bedrohung für Laubbäume und verursacht weltweit Schäden in Milliardenhöhe. Auch in der Schweiz mussten bereits Hunderte von Bäumen gefällt werden. Doch seit 2019 galt der Asiatische Laubholzbockkäfer in der Schweiz als ausgerottet. Nun wurde in Zell LU der schweizweit grösste Befall festgestellt. Weit über 1000 Bäume wurden in der Region bereits gefällt. «Einstein» ist dabei, wenn dem Käfer mit der Rodung die Lebensgrundlage entzogen wird, zeigt, warum diese drastischen Massnahmen nötig sind und wie der Käfer immer wieder Wege findet, einzuwandern.

Neue Bedrohung Japankäfer

Mit dem Japankäfer ist eine der gefährlichsten invasiven Arten in die Schweiz eingewandert. Der Japankäfer hat sich im Tessin stark ausgebreitet und bedroht auch die Kulturen auf der Alpennordseite. Nachdem sich die Populationen im Tessin in den letzten Jahren vermehrt haben, rechnen Experten damit, dass dieses Jahr mehrere Millionen Käfer ausfliegen und grosse Schäden anrichten werden. Mit Pestiziden ist dem Käfer nicht beizukommen. Grosse Hoffnungen ruhen deshalb auf der biologischen Bekämpfung. «Einstein» zeigt, wie Forscher der neuen Gefahr mit natürlichen Gegenspielern aus der Heimat oder mit insektentötenden Pilzen zu Leibe rücken wollen.

Tigermücken gegen Tigermücken

Die Asiatische Tigermücke ist gefürchtet als Überträgerin gefährlicher Viren wie Dengue, Zika oder Chikungunya. Die Zahl der Tigermücken hat sich im Tessin in den letzten Jahren verdoppelt und besiedelt mittlerweile alle urbanen Gebiete und erobert auch immer weitere städtische Gebiete nördlich der Alpen. Nun will eine Forscherin Millionen von Tigermücken freisetzen. Allerdings nur sterilisierte Männchen. Wenn sich die Weibchen mit diesen paaren, können sie keine befruchteten Eier mehr legen. So soll es schlussendlich zu einem Zusammenbruch der Tigermückenpopulation kommen.

Wir stecken in der Plastikkrise, sagt die Organisation Oceancare. Was tun mit dem Plastik, bevor er in den Seen und dem Meer endet? Die Forschung zeigt Lösungen – mit fluoreszierendem Kunststoff für besseres Recycling, plastikfressenden Würmern und einem Superenzym dank künstlicher Evolution.

Das Plastik-Experiment

Sie fressen sich durch Styropor und können davon leben. Schwarzkäferlarven, sogenannte Superwürmer. Chris Rinke von der University of Queensland in Australien hat zusammen mit seinem Team Schwarzkäferlarven und ihr Potenzial im Kampf gegen die Plastik-Berge untersucht. Doch funktioniert das wirklich?

Grösseres Plastik-Problem als gedacht

Weitaus mehr Plastik landet in der Umwelt als bisher angenommen, das bestätigt die Forschung von Roman Lehner, Wissenschaftlicher Projektleiter der Sail & Explore Association. Er untersucht den Plastikgehalt in Ozeanen und in Schweizer Seen. Schätzungsweise schwimmen sogar aus den Flüssen 20 Tonnen Mikroplastik pro Jahr in die Meere.

Das unzerstörbare Material

Plastik besteht aus langen Polymerketten. Meistens wird der Kunststoff aus Erdöl hergestellt. Dazu wird Erdöl in seine Einzelteile zerlegt und neu angeordnet. Synthetische Polymere lassen sich kaum aufbrechen und werden darum nur sehr langsam abgebaut. Teilweise braucht es 500 bis 1000 Jahre, bis sie sich zersetzen.

Markierter Kunststoff

Will man Plastik wiederverwenden, muss der Plastik gut sortiert und sortenrein sein. Denn Plastik ist nicht gleich Plastik. PVC, PET, PE, PTA – die unterschiedlichen Plastiksorten finden wir alle in unserem Alltag. Jochen Moesslein hat mit Polysecure eine fluoreszierende Markierung erfunden, die es ihnen ermöglicht, eine 99-prozentige Sortierquote zu erreichen. Dabei wird die Fluoreszenz in den Kunststoff oder das Etikett eingearbeitet und von einem Laser erkannt.

Plastikfressender Pilz

Pilz 943. Das ist der verheissungsvolle Kandidat aus den Schweizer Bergen, der Bio-Plastik frisst. Forschende der eidgenössischen Forschungsanstalt Wald, Schnee und Land (WSL) haben aus Bodenproben im Engadin über 800 Pilze und Bakterien isoliert mit dem Ziel: Mikroorganismen finden, die Bio-Plastik wie Kompostsäcke oder landwirtschaftliche Mulch-Folie abbauen. Der Pilz 943 hat sich hervorgetan. Er baut während zwei Monaten 50 Prozent eines Stücks Plastik ab.

Superenzym gegen Plastik dank künstlicher Evolution

Auf dem Friedhof in Leipizg haben Forschende ein Enzym gefunden, das bei 60-70° Celsius PET-Verpackungen innert einer Stunde in seine Einzelteile zerlegt. Das Team von Christian Sonnendecker und Wolfgang Zimmermann will nun die DNS des Enzyms modifizieren. Dank künstlicher Evolution zum Superenzym, das noch schneller Plastik zersetzen kann. Sie entwickeln eine Methode, wie sie Tausende Proben schnellstmöglich analysieren und dank künstlicher Intelligenz auswerten können.

Chemisches Recycling

Ein geheimer Cocktail aus Chemikalien erlaubt es Samantha Anderson und ihrem Team von Depoly, Plastikabfall zu recyclen. Dank des chemischen Recyclings können sie alle PET-Teile bei Zimmertemperatur aus dem Plastik-Abfall separieren. Dabei wird der Plastik-Grundstoff TPA rausgefiltert, ein weisses Pulver. Normalerweise wird dieses Pulver aus Erdöl hergestellt.

Wie ist Sprache entstanden? Und wie wird sie sich weiterentwickeln, wenn es Neurotechnologien gelingt, in den Gedanken zu lesen? Der nationale Forschungsschwerpunkt «Evolving Language» will Ursprung und Evolution der Sprache(n) klären und damit eines der grössten Rätsel der Menschheit lösen.

Sprache ist wohl das Hauptmerkmal menschlicher Existenz. Doch wie ist Sprache entstanden? Wie hat der Mensch die Fähigkeit entwickelt, sich sprachlich auszudrücken, Sprache im Gehirn zu verarbeiten und in immer neuen Variationen an die nächste Generation weiterzugeben? Der nationale Forschungsschwerpunkt «Evolving Language» setzt sich zum Ziel, Ursprung und Evolution der Sprache(n) zu klären und damit eines der grössten Rätsel der Menschheit zu lösen. Mit an Bord ist ein beispielloses interdisziplinäres Netzwerk aus der ganzen Schweiz: Forschende aus den Bereichen Linguistik, Anthropologie, Biologie, Genetik, Philosophie, Geostatistik und Neurowissenschaften arbeiten Hand in Hand. Doch damit nicht genug. Im Fokus der Forschenden steht auch die Zukunft der menschlichen Sprache. Wie wird sie sich weiterentwickeln, wenn es dank Neurotechnologien dereinst gelingt, die Gedanken im Gehirn abzuzapfen und zu lesen? Was nach Science-Fiction tönt, ist bereits heute realer als allgemein angenommen.

Warum «Schwiizerdüütsch» ein Geschenk für die Sprachforschung ist

Um die Evolution der Sprache zu entschlüsseln, müssen die Forschenden wissen, wie Sprache im Gehirn funktioniert – auf allen Ebenen, von den Sprachlauten bis hin zu den abstraktesten Satzstrukturen. Genau das versucht ein Projekt der Uni Zürich zu klären. Dabei spielt «Schweizerdeutsch» eine tragende Rolle. Die Mundart ist ein linguistisches Phänomen, das weltweit bisher nur in zwei anderen Sprachen entdeckt wurde.

Was das Gehirn bei komplexen Sprachen alles leisten muss

Um herauszufinden, was das Gehirn beim Sprechen und Verstehen leistet, reist die Uni Zürich bis nach Vietnam. Vietnamesisch gilt als komplex, wortarm und ebenso kreativ.

Wie wir – Aber anders: Warum sich Menschenaffen nichts zu erzählen haben

Menschenaffen sind die nächsten Verwandten des Menschen. Doch wieso entstand bei uns die Sprache, bei Gorilla, Orang-Utan und Schimpanse aber nicht. Das versuchten Forschende der Universitäten Neuchâtel und Zürich in den letzten drei Jahren besser zu verstehen.

Wie Genetik die Evolution der Sprachen entschlüsseln hilft

Der Mensch breitete sich von Afrika aus über den ganzen Globus aus und mit ihm die Sprache. Über die Jahrtausende haben die Wanderbewegungen die Menschen und ihre Sprache(n) verändert. Das Nationalfondprojekt «Evolving Language» zeichnet den Stammbaum der Sprachen mit modernsten Methoden aus Big Data, Genetik und Geostatistik nach.

«Mind Reading»: Im Kopf abzapfen, was jemand denkt

Im Kopf abzapfen, was ein Mensch denkt, bevor er es ausgesprochen hat. Das ist dank Neurotechnologien wie BCI (Brain-Computer-Interface) in Ansätzen bereits möglich. An der Uni Genf wird an einem solchen System geforscht. Das Ziel: ein Instrument für Personen, die wegen Sprachverlust nicht mehr mit der Aussenwelt kommunizieren können.

Es ist eine der grössten Evakuierungen in der Schweiz. 110 Bewohnende müssen das Bündner Bergdorf Brienz wegen Felssturzgefahr verlassen. Dabei sollte das Dorf mit einem gewaltigen Entwässerungstunnel davor gerettet werden. Wie konnte es soweit kommen? Wie erleben die Menschen diese Tage?

Als «Einstein» vor vier Jahren erstmals die Bauernfamilie Bonifazi im bündnerischen Brienz besucht, ist die Insel höchstens Ferientraum. Heute ist sie ihr Albtraum. Oberhalb des Bergdorfes drohen zwei Millionen Kubikmeter Fels abzustürzen, die sogenannte Insel. Und niemand hat das vorhergesehen. Vor vier Jahren galt der Rutsch des Dorfes als grösste Gefahr für das Bergdorf. Zwar rutschte auch der Berg über dem Dorf. Dass es von dort einen Bergsturz geben könnte, galt zwar als möglich, nicht aber als unmittelbare Gefahr. Vor einem halben Jahr frohlockten die Geologen gar, weil ein Entwässerungsstollen den Rutsch des Dorfes und des Berges deutlich beruhigen konnte.

Eine Katastrophe ohne Ansage

Doch Mitte April die Hiobsbotschaft. Ein Teilbereich des Berghanges, die Insel, rutscht immer schneller. Sie galt bislang kaum als Gefahrenquelle. Nun rutschte sie immer schneller. Die Prognosen reichen von harmlosen kleinen Felsstürzen bis zu einem verheerenden Bergsturz. «Einstein» zeigt, wie sich die Geologen die plötzliche Gefahr erklären und wie sie die Absturzszenarien erarbeiten.

Wie der Klimawandel zu Naturkatstrophen führt

Ob der Brienzer Rutsch Folge des Klimawandels ist, da gehen die Meinungen auseinander. Dass der Klimawandel in den Alpen aber grundsätzlich für vermehrte Felsstürze verantwortlich ist, ist unbestritten. Doch auch den Voralpen droht Gefahr. Insbesondere durch vermehrte Starkniederschläge. Erstmals konnten nun Forschende berechnen, wie viel grösser deswegen die Gefahr für Erdrutsche in den Voralpen ist. Und diese betreffen nicht nur einzelne Berghänge, sondern können in der Summe zur tödlichen Bedrohung für die Bewohnenden im Tal werden.

Ein Dorf nach der Katastrophe

Ob Brienz GR den Felssturz unbeschadet überstehen wird, weiss niemand. Doch kommt es zur Katastrophe, wird das Dorf eine schwere Zukunft vor sich haben. Das zeigt das Walliser Bergdorf Gondo, wo 2000 eine Schlammlawine das Dorf verwüstet und 13 Menschen getötet hat. Heute hat Gondo VS nur noch halb so viele Bewohnende wie vor der Katastrophe.

Das Leiden der Bonifazis

Und welche Spuren hinterlässt die Evakuierung, die Angst um die Heimat, bei der Brienzer Bauernfamilie Bonifazi? Sie gewährt «Einstein» berührende Einblicke in ihre Gefühlswelt und ihren Alltag, der durch die Evakuation völlig auf den Kopf gestellt worden ist.

Offiziell rund 60’000 Tote, über 300'000 zerstörte Gebäude: Das ist die verheerende Bilanz des Erdbebens, das Anfang Februar die Türkei und Syrien erschütterte. «Einstein» war mit einer Delegation von Bauingenieuren in der Krisenregion unterwegs. Welche Lehren können für die Schweiz gezogen werden?

Zwei heftige Erdbeben haben am 6. Februar 2023 den Süden der Türkei und Gebiete von Syrien erschüttert. Auf einem Gebiet, das so gross ist wie die ganze Schweiz, kam es zu zahlreichen Einstürzen von Wohnhäusern. Zehntausende von Menschen kamen um, erdrückt von kollabierenden Decken und Wänden.

Mit der ETH-Erkundungsmission unterwegs

Noch sind die Aufräumarbeiten im Gang. «Einstein» begleitete eine Erkundungsmission von Bauingenieuren der ETH Zürich in das Katastrophengebiet. Ihre Fragen: Wo lagen die Schwachstellen in der Konstruktion der Gebäude? Wie haben sich Gebäude verhalten, die nach den neuesten Baunormen erstellt wurden? Und was für Lehren lassen sich für die Schweiz ziehen?

Gefährliche Bodenstruktur

Obschon für die Schweiz nicht so heftige Beben erwartet werden wie in der Türkei: auch hier würde ein mittelschweres Erdbeben grosse Schäden mit zahlreichen Todesopfern und Obdachlosen bewirken. Ein Grund: Viele neuere Häuser wurden auf einem Untergrund gebaut, der Erdbebenwellen um bis das Zehnfache verstärkt, das ergaben neue Analysen des Erdbebendienstes der ETH Zürich. Auch in der Türkei waren die Bodenverhältnisse ein wichtiger Grund für viele grossflächige Einstürze.

Unklare Erdbebensicherheit bei älteren Gebäuden

Ein weiterer Faktor: In der Schweiz werden beim Bau erst seit 2003 griffige Erdbebennormen angewendet. Vier von fünf Wohnhäuser wurden allerdings vor 2003 erstellt, ihre Erdbebensicherheit ist unklar und vielleicht ungenügend. «Einstein» zeigt, wie solche Gebäude überprüft werden können und war mit einem Experten auf einem Rundgang durch typische Wohnquartiere.

Wiederaufbau mit offenen Fragen

Auch in der Türkei sind meist Häuser eingestürzt, die vor aktuellen Sicherheitsnormen gebaut wurden. Die betroffenen Städte stehen jetzt vor riesigen Herausforderungen. Einerseits müssen Hunderttausende Wohnungen neu erstellt werden, andererseits besteht die Gefahr von Geisterstädten, da viele Menschen die Region verlassen haben.

Die einen sagen: Das E-Bike ist mit Sicherheit das Verkehrsmittel der Zukunft. Andere sagen: Das E-Bike hat ein Problem mit der Sicherheit. Wie gefährlich ist es wirklich? Funktioniert ABS am E-Bike? Und was, wenn in Zürich 50 Prozent der Verkehrsfläche dereinst E-Bike und Co. gehören würden?

Die Temperaturen steigen und der Schnee bleibt immer öfter aus. Können Schneekanonen die Skigebiete retten? Welche Konflikte entstehen durch den hohen Wasser- und Stromverbrauch? Und wie gross ist der CO2-Abdruck heute? «Einstein» über die Zukunft des Wintersports und Alternativen zum Skitourismus.

Ist CO2-neutrales Skifahren möglich?

Davos GR fördert den Ausbau erneuerbarer Energien. Künstliche Wasserspeicher sollen für die Beschneiung und gleichzeitig für die Stromproduktion genutzt werden. Auch die Solarenergie wird massiv ausgebaut. Wie gross ist der CO2-Fussabdruck und wie nachhaltig ist Skifahren wirklich?

Schlüsselfaktor Wasser

Ohne Schneekanonen ginge in 50 Prozent der Schweizer Skigebiete kaum mehr etwas. Doch der hohe Wasserverbrauch birgt Konfliktpotenzial. Denn Wasser ist knapp und wird auch für Bewässerung, Stromproduktion und Trinkwasser benötigt. Sind multifunktionale Wasserspeicher die Lösung? «Einstein» zeigt ein Pilotprojekt im Wallis.

Klimaerwärmung: Wie schneesicher ist Andermatt UR in Zukunft?

Andermatt UR gilt als schneesicher, aber ohne Schneekanonen geht es auch hier nicht. Wie sieht es in Zukunft aus, in einem wärmeren Klima? Eine Studie der Universität Basel hat errechnet, wie schneesicher das Skigebiet Andermatt UR in 100 Jahren sein wird.

Ganzjahrestourismus

Das tiefgelegene Sattel Hochstuckli hat eine schwierige Saison hinter sich. Trotz Kunstschnee ist der Winter hier immer öfter ein Verlustgeschäft. Sattel Hochstuckli hat die Zeichen längst erkannt und setzt stark auf den Sommertourismus. Wie erfolgreich ist die Neuausrichtung? Ein EU-Projekt nimmt den Ort unter die Lupe.

Davos Schatzalp setzt auf «Slow Tourism»

Ältere Menschen fühlen sich in den grossen «Skifabriken» oft nicht wohl. Das Skigebiet Davos Schatzalp setzt bewusst auf Langsamkeit, ein kleines Skigebiet und Naturschnee. Damit zielt es einerseits auf Familien und besonders auch auf ältere Skifahrerinnen und Skifahrer. Und Konzept des «silver tourism» hat in der Schweiz laut Expertinnen und Experten noch grosses Potenzial.

Der Schneemangel in den Bergen ist historisch. Die Herausforderung für die Pistenchefs gross. «Einstein» blickt hinter die Kulissen und zeigt, wie viel Hightech in Pistenbullis steckt und mit welch technischem Aufwand das Skifahren doch ermöglicht wird. «Einstein» unterwegs mit den Pistenmachern.

Schneekanonen: Hoher Wasserverbrauch schürt Konflikte

Schneekanonen verbrauchen viel Wasser, das speziell im Winter knapp werden kann. Die Universität Basel hat für das Skigebiet Andermatt berechnet, dass mit der Klimaerwärmung der Wasserbedarf der Schneekanonen von 300 Millionen Liter Wasser auf 500 Millionen Liter anwachsen könnte. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Wasser für Bewässerung, Stromerzeugung und Trinkwasser. Geht manchem Skigebiet bald das Wasser aus?

Unterwegs mit «Herr Holle»

In Lenk BE musste, wie in vielen anderen Gebieten, im Februar nochmals im grossen Stil nachbeschneit werde. «Einstein» begleitet den Pistenchef eine Nacht lang und zeigt, wie 260 Schneekanonen gesteuert werden und warum immer mehr Skigebiete auf künstliche Speicherseen für die Beschneiung setzen.

Kunstschnee ohne Strom: Eine Erfolgsgeschichte

Herkömmliche Schneekanonen brauchen Strom. Eine Erfindung aus der Schweiz kommt ganz ohne Energie aus. Sie heisst «Nessy-Zero-E» und ist keine Kanone, sondern eine Lanze. Die nötige Energie erzeugt sie selbst mit dem natürlichen Wasserdruck. Hergestellt wird sie von einer kleinen Firma in Luzern. Die drohende Strommangellage hat das Geschäft beflügelt. Und die Technologie soll künftig sogar Gletscher retten.

Luchs, Fischotter oder Bartgeier: alles Wildtierarten, die einst ausgerottet wurden und heute wieder in der Schweiz heimisch sind. Doch ihr Lebensraum ist eine vom Menschen dominierte Landschaft. Eine grosse Herausforderung für das Zusammenleben von Mensch und Tier. Die Wissenschaft ist gefordert.

Der Fischotter: Auf den Spuren eines Rückkehrers

Umweltgifte und Veränderungen seines Lebensraumes haben den Fischotter in den 1980er-Jahren ausgerottet. Seit 14 Jahren wurde er wieder vermehrt gesichtet. Vor allem im Engadin scheint er sich wohlzufühlen und auszubreiten. Doch die Population verbreitet sich nur zögerlich. Tobias Müller besucht die Fischotter im Engadin und erkundet ihren Lebensraum.

Der Luchs: Isolierte Populationen

Der Luchs ist wichtig, um das Gleichgewicht im Wald wieder herzustellen. Seine grössten Feinde: Strassen und Bahngeleise. Deshalb können die etwa 250 Luchse in der Schweiz die Wälder im Jura- und Alpenbogen nicht mehr frei durchstreifen. Dies gefährdet ihre Population. Ein aufwändiges Monitoring ist nötig, um die Gesundheit und den Genpool der Tiere zu überprüfen.

Der Bartgeier: Problem Inzucht

Das Bartgeier-Wiederansiedlungsprojekt gilt als eines der erfolgreichsten. 1986 wurden erstmals Jungvögel ausgesetzt, heute fliegen mehr als 300 Bartgeier durch die Schweizer Alpen. Die Population profitiert von der Rückkehr des Steinbocks, beliebt auf dem Speiseplan der Greifvögel. Doch eine Gefahr droht ihnen: Inzucht könnte sie flugunfähig machen. Forschende suchen nun nach Lösungen für eine genetische Vielfalt.

Der Rothirsch: Liebling und Störenfried

Einer, der ebenfalls von allein wieder zurückkam, ist der Rothirsch. Durch die Revision des Jagdschutzgesetzes konnte er immer mehr Wald als Lebensraum zurückgewinnen. Doch der Rothirsch ist nicht immer ein gern gesehener Waldbewohner – sein Hunger nach frischen Trieben oder Rinde fordern die Försterinnen und Förster. Diese müssen ihr Waldmanagement überdenken.

Frieden – das kennt die Welt gar nicht. Irgendwo ist immer Krieg. «Einstein» zeigt, wie Forschende Technologien und Strategien entwickeln, die Frieden stiften sollen. Und Tobias Müller erlebt ein knallhartes Training der Swissint für internationale Friedenseinsätze.

Wie geht Frieden?

Bigna Silberschmidt und Tobias Müller versuchen sich im Frieden schliessen –bei einem Konfliktexperiment im Center for Security Studies Zürich. Sie bekommen eins zu eins mit, wie essenziell «Aktives Zuhören» in Friedensprozessen ist.

Entwicklungshilfe ist Friedenshilfe

«ETH for development» – so heisst ein Netzwerk mit über 40 ETH-Professorinnen und Professoren. Sie alle entwickeln Technologien für den Einsatz abseits der Industrienationen. Denn wenn man dort eine bessere Lebensgrundlage schafft, hilft das in Zukunft Kriege zu vermeiden.

Minenräumer aus der Schweiz

Der «Digger» ist ein weltweit einzigartiges Minenräumfahrzeug, das hilft, Menschenleben zu retten. Das sechs Meter lange Fahrzeug wird ständig weiterentwickelt und könnte auch in der Ukraine zum Einsatz kommen.