Die Biodiversitätskonferenz der Vereinten Nationen, COP15, soll am 19. Dezember enden. An diesem Wochenende schauen wir uns an, wie die Menschheit für ein gesundes und blühendes globales Ökosystem von der Biodiversität abhängt.
Wenn eine Art ausstirbt, nimmt sie alle physikalischen, chemischen, biologischen und verhaltensbezogenen Eigenschaften mit, die für diese Art ausgewählt wurden, nachdem sie in unzähligen Evolutionsexperimenten über viele tausend, wenn nicht Millionen Jahre getestet und erneut getestet wurden der Evolution.
Dazu gehören Konstruktionen zum Heizen, Kühlen und Lüften; sich am effizientesten und effektivsten durch Wasser oder Luft bewegen zu können; um Energie zu erzeugen und zu speichern; die stärksten, leichtesten, biologisch abbaubarsten und recycelbarsten Materialien herzustellen; und für viele, viele andere wesentliche Funktionen des Lebens.
Der Wert der Natur ist nicht auf menschliche Anwendungen beschränkt, aber der Verlust von Natur und Biodiversität bedeutet auch große Verluste für das menschliche Potenzial.
Hier sind einige Beispiele dafür, wie die Natur technische Lösungen inspiriert hat.
Libellenpfad
Inspiriert von der Energieeffizienz von Libellenflügeln, insbesondere bei niedrigen Windgeschwindigkeiten, entwarf Prof. Akira Obata, ehemals von der japanischen Nippon-Bunri-Universität, wellenförmige Blätter für Mikrowindturbinen, die sich drehen und Energie erzeugen, bei Windgeschwindigkeiten von nur 3 km /h.
Die meisten Windturbinen arbeiten bei Geschwindigkeiten unter 10 km/h schlecht; einige drehen sich überhaupt nicht. Durch die Senkung der Mindestanforderungen an die Windgeschwindigkeit können diese Mikrowindturbinen Windenergie an leicht zugänglichen Orten wie Dächern und Balkonen nutzen und benötigen keine teuren Türme, um höhere Windgeschwindigkeiten in größeren Höhen einzufangen.
Durch das Studium und das Verständnis der Aerodynamik des Libellenflugs war Obata in der Lage, kostengünstige, leichte, stabile und effiziente Mikrowindturbinen herzustellen, die an netzfernen Standorten in Entwicklungsländern eingesetzt werden können.
Was ist schwärzer als schwarz?
Einige Schmetterlinge, Vögel und Spinnen haben eine superdunkle Färbung entwickelt, die durch eine Vielzahl komplexer Lichteinfangmechanismen erreicht wird, die zu neuen energieeffizienten Designs für die Solarernte führen könnten.
Die Mikro- und Nanostrukturen von Oberflächen bestimmen maßgeblich deren Absorptions- oder Reflexionseigenschaften von Licht. Das Verständnis nicht nur der Zusammensetzung der beteiligten Pigmente, sondern auch der Feinstruktur und Physik dieser Oberflächen kann hilfreich sein, um energieeffizientere Systeme zum Heizen und Kühlen von Gebäuden und produktivere Solarenergiekollektoren zu entwickeln.
“Lümmelnder Nebel”
Zwei Käferarten ernten aktiv Wasser aus Nebel mit einer Abfolge von Verhaltensweisen, die als “Sonnenbaden im Nebel” bezeichnet werden. Spät in der Nacht, bevor in den Küstenabschnitten der Namib-Wüste nachts der Nebel einzieht, tauchen die Käfer aus dem Sand auf und erklimmen die Dünen, um dem Nebel in die Quere zu kommen.
Sie neigen ihre Körper nach vorne, während sie dem Nebel zugewandt sind, und sammeln Feuchtigkeit auf ihren Rücken, die aus gehärteten Vorderflügeln bestehen, die Elytra genannt werden und ihre Hinterflügel bedecken und schützen, die zum Fliegen verwendet werden.
Dort sammeln sich die kleinen Wassertröpfchen im Nebel, verschmelzen zu größeren Tröpfchen, die durch die Schwerkraft an den glatten hydrophoben (also wasserabweisenden) Oberflächen zum Käfermaul hinabfließen.
Gegeben WER Schätzungen zufolge wird die Hälfte der Weltbevölkerung bis 2025 in Umgebungen mit Wasserknappheit leben, haben die spezifische Chemie und Struktur hydrophober Oberflächen, die in Namib-Käfern gefunden werden, ein enormes wissenschaftliches Interesse für ihre potenziellen Anwendungen beim Menschen geweckt.
Vögel und fossile Brennstoffe
Aufsteigende und hochfliegende Vögel sind Meister der aerodynamischen Effizienz, und ihr Flügelspitzenfederdesign inspirierte Ingenieure dazu, kleine, nach oben gerichtete “Flossen” hinzuzufügen, die den durch Flügelspitzenwirbel verursachten Luftwiderstand verringern.
Durch das Kopieren dieses Flügelspitzendesigns haben kommerzielle Fluggesellschaften 10 Milliarden Gallonen Treibstoff eingespart und ihre CO2-Emissionen um 105 Millionen Tonnen pro Jahr reduziert.
Um diese Menge an Kohlenstoff zu binden, müssten jedes Jahr etwa 16 Millionen Hektar Bäume gepflanzt werden – eine Fläche, die größer ist als das Territorium Norwegens oder Japans.
Das Aussterben ist keine ausgemachte Sache
Die Verschwendung des Aussterbens wird vielleicht am besten durch das Beinahe-Aussterben des Buckelwals belegt.
Übermäßige Jagd hätte diese gigantischen Kreaturen, einige der größten, die jemals auf dem Planeten gelebt haben, fast ausgerottet, und die Population der Buckelwale ging 1966 auf nur noch 5.000 zurück.
Naturschutzorganisationen und Wissenschaftler lösten einen großen öffentlichen und politischen Aufschrei aus, und die Zahl der Buckelwale ist heute wieder auf etwa 80.000 gestiegen. Der Buckelwal hat einzigartigerweise holprige „Tuberkel“ an der Vorderseite seiner Flossen, die es diesen Riesen ermöglichen, sich mit außergewöhnlicher Beweglichkeit zu manövrieren.
Tuberkel verleihen Walen einen hydrodynamischen Vorteil – sie minimieren den Luftwiderstand, verbessern ihre Fähigkeit, in Bewegung zu bleiben, und, was beim Angriff auf Beute von entscheidender Bedeutung ist, ermöglichen ihnen, sich in schärferen Winkeln zu drehen. Neben anderen Anwendungen haben diese Ingenieure dazu inspiriert, einige der effizientesten industriellen Lüfterblätter und Windkraftanlagen herzustellen. Wenn die Buckelwale verschwunden wären, hätten wir uns das Knollendesign vielleicht nie zunutze machen können.
Die oben vorgestellten außergewöhnlichen Organismen und die von ihnen inspirierten nachhaltigen Konstruktionen sind überzeugende Argumente dafür, warum wir die Biodiversität erhalten müssen.
Die Organismen, die die Unterstützungssysteme schaffen, ermöglichen alles Leben auf der Erde, einschließlich des menschlichen Lebens: Millionen Arten sind in Gefahr, aber der Verlust einer einzigen Art kann enorme negative Folgen für die Menschheit haben.
Die Geschichte basiert auf dem Entwicklungsprogramm der Vereinten Nationen (UNDP) Heft, Wie nachhaltige technische Lösungen von der Biodiversität abhängen