Wie funktioniert Bionik? Leschs Kosmos [Ganze TV-Folge] | Harald Lesch

00:30:16
https://www.youtube.com/watch?v=YEZoM5fka6k

摘要

TLDRThe video explores the intricate relationship between nature and technology, emphasizing how humans can draw inspiration from natural processes to address contemporary challenges. It highlights the concept of biomimicry, showcasing examples such as the adaptation of whale fins to enhance airplane efficiency and the development of synthetic spider silk as a sustainable material. The narrative suggests that by observing and understanding nature, we can devise innovative solutions that not only benefit humanity but also protect the environment. The video ultimately advocates for a harmonious coexistence with nature, encouraging a shift towards sustainable practices and technologies that align with natural principles.

心得

  • 🌍 Nature offers countless solutions to modern challenges.
  • ✈️ Whale fins can inspire more efficient airplane designs.
  • 🕷️ Synthetic spider silk is a sustainable alternative to plastics.
  • ♻️ Learning from nature can help reduce plastic pollution.
  • 📚 DNA could revolutionize data storage for the future.
  • 🌱 Sustainable materials can benefit both humans and the environment.
  • 🔍 Observing natural processes can lead to innovative ideas.
  • 💡 Biomimicry is a key to solving environmental issues.
  • 🌊 Protecting the environment is essential for future generations.
  • 🤝 A harmonious relationship with nature is crucial for sustainability.

时间轴

  • 00:00:00 - 00:05:00

    The video begins with a discussion about the beauty of nature and how life adapts to various challenges over billions of years of evolution. It highlights the ingenious survival strategies developed by living organisms and questions whether humanity should return to nature for solutions instead of relying solely on technology.

  • 00:05:00 - 00:10:00

    The narrative shifts to the philosophical perspective of Aristotle, emphasizing that humans, unlike other species, possess the ability to creatively alter their environment. It argues that our intellectual capabilities, rather than physical superiority, have made us the most successful species on the planet, raising the question of whether we are indeed the better builders compared to nature.

  • 00:10:00 - 00:15:00

    The video explores how nature has inspired technological advancements, particularly in aviation. It discusses the inefficiencies of traditional aircraft design and introduces the idea of mimicking the efficiency of humpback whales' flippers to improve airplane wings, potentially reducing fuel consumption and increasing safety.

  • 00:15:00 - 00:20:00

    Research led by marine biologist Frank Fisch investigates the unique features of humpback whale flippers, which enhance maneuverability in water. The findings suggest that applying these natural designs to aircraft wings could lead to significant energy savings and improved flight safety, demonstrating the potential of biomimicry in technology.

  • 00:20:00 - 00:25:00

    The narrative highlights the environmental issues caused by plastic pollution, particularly microplastics from synthetic clothing. It introduces the concept of using spider silk, a strong and biodegradable material, as a sustainable alternative to plastics, showcasing ongoing research to produce spider silk through biotechnology.

  • 00:25:00 - 00:30:16

    The video concludes by discussing innovative solutions to environmental challenges, such as a new antifouling material inspired by sea urchins that prevents marine growth on ships without harmful chemicals. It emphasizes the importance of learning from nature to create sustainable technologies and improve our coexistence with the environment.

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思维导图

视频问答

  • What is the main theme of the video?

    The main theme is the relationship between nature and technology, and how humans can learn from nature to solve modern challenges.

  • What examples of biomimicry are mentioned?

    Examples include using whale fins to improve airplane efficiency and developing synthetic spider silk for sustainable materials.

  • How does the video suggest we can benefit from nature?

    By observing and understanding natural processes, we can create innovative solutions that benefit both humanity and the environment.

  • What is the significance of the whale fins in aviation?

    Whale fins inspire designs that can improve the efficiency and safety of airplanes.

  • What is synthetic spider silk?

    It is a material created using biotechnology that mimics the properties of natural spider silk, offering strength and biodegradability.

  • What environmental issues are addressed in the video?

    The video addresses issues like plastic pollution and the need for sustainable materials.

  • How does the video propose to tackle plastic pollution?

    By developing biodegradable alternatives, such as synthetic spider silk, to replace conventional plastics.

  • What role does evolution play in the discussion?

    Evolution is presented as a natural process that has led to efficient adaptations in organisms, which can inspire human innovation.

  • What is the potential future of data storage mentioned?

    The video discusses using DNA as a storage medium, which could revolutionize how we preserve information.

  • What is the overall message of the video?

    The overall message is that by learning from nature, we can create sustainable solutions for the challenges we face.

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    moin Thomas
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    [Musik]
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    und dann kaufte die schöne neue Schuhe
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    hier mit Klettverschluss
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    gewusst wie
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    unsere Erde hat viele verschiedene
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    Gesichter und so extrem die Bedingungen
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    auf sein mögen das Leben hat immer einen
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    Weg gefunden sich neuen
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    Herausforderungen zu stellen und sich
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    anzupassen
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    in Jahr Milliarden Evolution
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    entwickelten sich so geniale
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    Überlebenstricks ein wahrer Schatz an
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    immer neuen Ideen Bauplänen und
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    Strategien
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    und der Mensch seit Jahrtausenden
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    versucht er über seine natürlichen
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    Grenzen hinauszuwachsen mit Hilfe von
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    Technik sollen alle großen Probleme der
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    Menschheit gelöst werden
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    dabei scheint er sich aber immer weiter
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    von der Natur zu entfernen
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    lassen sich so wirklich die
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    Herausforderungen unserer Zeit
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    überwinden oder sollten wir nicht besser
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    zurück zur Natur dem viel erfahreneren
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    Baumeister
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    der große Philosoph Aristoteles
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    bezeichnet die Natur als das was sich
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    von selbst macht und wir Menschen sind
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    ja auch das Ergebnis eines seit Jahren
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    ablaufenden Auswahl und
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    angebotsprozesses den wir mit dem
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    einfachen Wort Evolution bezeichnen aber
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    uns unterscheidet etwas von anderen
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    Lebewesen nämlich vor allem die
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    Fähigkeit aktiv kreativ handeln zu
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    können und damit die Welt aktiv zu
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    verändern nicht unsere körperliche
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    Überlegenheit hat uns erfolgreich
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    gemacht sondern unsere geistigen
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    Fähigkeiten unsere Anpassungsfähigkeiten
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    unsere Problemlösungsverfahren für die
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    großen Herausforderungen haben uns zu
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    erfolgreichsten aktuell erfolgreichsten
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    Spezies auf dem Planeten gemacht wir
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    haben in wenigen tausend Jahren eines
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    Fähre von Techniken Dingen und Prozessen
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    entwickelt die die nur von alleine nie
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    geschafft hätte sind also nicht doch wir
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    der kreativere und bessere Baumeister
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    wir sind bereits umgeben von Technik die
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    von der Natur inspiriert wurde
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    [Musik]
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    sie hat schon die frühen Genies der
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    Ingenieurskunst beflügelt
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    [Musik]
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    schaut man genau hin ob bei der
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    Forschung der Meere oder eben bei der
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    Eroberung der Lüfte die Blaupausen dazu
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    lieferte die Natur
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    die Lichtbrechung von Wassertropfen
  • 00:03:34
    beispielsweise
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    inspirierte zum Bau von Linsen und
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    Mikroskopen
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    [Musik]
  • 00:03:40
    die Evolution perfektioniert die
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    Anpassung an die Umwelt der Mensch
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    hingegen passt die Welt seinen
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    Bedürfnissen an das Muskeln Gegensatz
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    sein aber in der Vergangenheit war
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    dieses Prinzip doch sehr einseitig von
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    unseren Veränderungen haben wir
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    profitiert aber gleichzeitig die Natur
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    an die Grenzen ihrer
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    Widerstandsfähigkeit gebracht
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    forschende wollen nun diesen
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    Teufelskreis durchbrechen der Blick in
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    die Natur soll Lösungen finden die
  • 00:04:18
    beiden nutzen Mensch und Natur nur wie
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    kann das gelingen
  • 00:04:27
    wir nutzen die Natur indem wir uns aus
  • 00:04:30
    ihrem Versuchslabor bedienen genauer wir
  • 00:04:33
    nutzen die Natur aus
  • 00:04:35
    dadurch verändern wir Sie und stören
  • 00:04:39
    damit längst erprobte und bewährte
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    natürliche Abläufe in der Tat könnte uns
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    ein neuer Blick auf von der Natur
  • 00:04:47
    erfolgreich getestete Mechanismen eine
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    ganz neue Perspektive auf die Natur als
  • 00:04:52
    Vorbild für effiziente effektive und
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    nachhaltige Formen und Verfahren werfen
  • 00:04:58
    lassen
  • 00:05:00
    zum Beispiel beim Fliegen es ist völlig
  • 00:05:02
    unnatürlich dass wir fliegen und unsere
  • 00:05:05
    Flugzeuge sind auch groß schwer und sie
  • 00:05:08
    fliegen hoch über 10.000 Meter und dafür
  • 00:05:11
    brauchen wir fossile Ressourcen als
  • 00:05:13
    Treibstoff Kerosin und schädigen damit
  • 00:05:16
    die Atmosphäre wie wäre es wenn es uns
  • 00:05:20
    mit Hilfe der Natur gelänge unsere
  • 00:05:22
    Fluggeräte effizienter und effektiver zu
  • 00:05:24
    machen und damit weniger Kerosin zu
  • 00:05:27
    verbauen naja toll wäre das natürlich
  • 00:05:28
    aber wer kann uns da in der Natur helfen
  • 00:05:31
    der Wahl ja der Wahl
  • 00:05:36
    das Gefühl der Freiheit über den Wolken
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    hat einen bitteren Beigeschmack
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    das schlechte Gewissen
  • 00:05:46
    fliegen ist die klimaschädlichste Form
  • 00:05:48
    zu reisen jeder Passagier bläst bei
  • 00:05:52
    einer Flugreise rund fünfmal mehr
  • 00:05:54
    Kohlendioxid in die Atmosphäre als bei
  • 00:05:57
    gleicher Streckenlänge mit Bus oder Bahn
  • 00:06:02
    das muss sich ändern
  • 00:06:05
    seit mehr als 100 Jahren hat sich an der
  • 00:06:08
    Grundkonstruktion eines flugzeugflügels
  • 00:06:10
    nur wenig verändert er ist einen
  • 00:06:13
    Vogelflügel nachempfunden aber im
  • 00:06:15
    Gegensatz zum Vogel ist das Flugzeug ein
  • 00:06:18
    Energiefresser
  • 00:06:20
    dank weiterer Anpassungen wie
  • 00:06:22
    beispielsweise einem leichten Knochenbau
  • 00:06:24
    ist das Fliegen für Vögel äußerst
  • 00:06:27
    effizient beim Flugzeug hingegen bleibt
  • 00:06:29
    da noch viel Luft nach oben
  • 00:06:32
    forderstes Ziel der Treibstoffverbrauch
  • 00:06:35
    muss reduziert werden Flugzeuge müssen
  • 00:06:38
    effizienter fliegen
  • 00:06:44
    Professor Frank Fisch ist Meeresbiologe
  • 00:06:47
    ihn interessiert warum sich Buckelwale
  • 00:06:50
    so leicht und elegant um ihre eigene
  • 00:06:52
    Achse drehen können obwohl sie doch so
  • 00:06:55
    groß und schwer sind wie ein kleines
  • 00:06:57
    Flugzeug
  • 00:07:00
    in seinem Fokus stehen die
  • 00:07:01
    wellenförmigen Auswüchse an ihren Seiten
  • 00:07:04
    flossen die sogenannten du Berkel
  • 00:07:11
    im Computer und auch als eins zu eins
  • 00:07:14
    Modell baut er den fast zwei Meter
  • 00:07:17
    langen Flipper eines Buckelwals nach
  • 00:07:22
    Fisch macht erste Untersuchungen im
  • 00:07:25
    Labor
  • 00:07:26
    strömungstests zeigen im Wasser nehmen
  • 00:07:28
    die Tuberkel Einfluss auf die
  • 00:07:30
    Strömungsdynamik
  • 00:07:32
    fischidee wenn etwas die Wendigkeit im
  • 00:07:35
    Wasser verbessert könnte es nicht dann
  • 00:07:38
    auch in der Luft die Effizienz des
  • 00:07:40
    Fliegens steigern
  • 00:07:48
    ist luftfahrtingenieur und spezialisiert
  • 00:07:52
    darauf Luftströmungen an Objekten im
  • 00:07:54
    Computer zu simulieren
  • 00:07:56
    [Musik]
  • 00:07:59
    er überträgt die buckelwal-tubertel auf
  • 00:08:02
    einen Flugzeugflügel der Effekt streicht
  • 00:08:06
    die Luft über den Flügel so kanalisieren
  • 00:08:08
    die Tuberkel die Luft zu einzelströmen
  • 00:08:11
    diese bleiben näher am Flügel und
  • 00:08:14
    erhöhen so den Auftrieb
  • 00:08:15
    [Musik]
  • 00:08:18
    das Team entwickelt Prototypen und
  • 00:08:20
    testet sie das Ergebnis die tubertel
  • 00:08:24
    bringen eine Energieersparnis von
  • 00:08:26
    20%. und noch dazu Vorteile wie weniger
  • 00:08:30
    Lärm erhöhte Stabilität und eine längere
  • 00:08:33
    Lebensdauer bei gleicher Leistung
  • 00:08:38
    die Forscher erproben die Tuberkel auch
  • 00:08:40
    an kleinen Ventilatoren für Computer
  • 00:08:43
    zimmerventilatoren und nachrüstbaren
  • 00:08:46
    Rotoren für Turbinen und Windparks mit
  • 00:08:49
    Erfolg
  • 00:08:52
    bei solch einem Flugzeug könnten sogar
  • 00:08:55
    Katastrophen verhindert werden
  • 00:09:02
    denn die tubertel an den Flippern so
  • 00:09:05
    fischtheorie erhöhen den Auftrieb des
  • 00:09:08
    Wals im Wasser derart dass die Strömung
  • 00:09:10
    selbst dann nicht abreißt wenn der Wahl
  • 00:09:13
    seine Flipper extrem schräg stellt
  • 00:09:15
    überträgt man fischtheorie auf ein
  • 00:09:17
    Flugzeug könnten die du Berkel zu
  • 00:09:19
    Lebensretter werden denn ein Abriss der
  • 00:09:22
    Strömung an den Flügeln klassisch für
  • 00:09:25
    kritische Momente wie stark und Landung
  • 00:09:27
    führen zum Absturz du Merkel an den
  • 00:09:30
    Flügeln würden demnach durch stärkeren
  • 00:09:32
    Auftrieb den Aktionsbereich deutlich
  • 00:09:34
    erweitern und könnten so Katastrophen
  • 00:09:37
    verhindern
  • 00:09:38
    [Musik]
  • 00:09:41
    Technologie verspricht die Effizienz von
  • 00:09:43
    Flugzeugen erheblich zu steigern und
  • 00:09:46
    fliegen sicherer zu machen
  • 00:09:48
    ein enorme Fortschritt dann eine
  • 00:09:51
    originellen Idee und eines genauen
  • 00:09:54
    Blicks in die Natur
  • 00:09:55
    [Musik]
  • 00:09:58
    das Angebot der Natur annehmen und den
  • 00:10:00
    Technik verwandeln dazu braucht es ein
  • 00:10:03
    grundlegendes wissenschaftliches
  • 00:10:04
    Verständnis für die Ursachen der
  • 00:10:06
    natürlichen Prozesse hier das Know-how
  • 00:10:09
    der Strömungsmechanik und genau bei den
  • 00:10:11
    Wissenschaften von der Natur da treffen
  • 00:10:13
    sich Mensch und Natur und eigentlich
  • 00:10:15
    könnten wir Hand in Hand gehen aber es
  • 00:10:18
    gelingt nicht immer denn wir Menschen
  • 00:10:20
    tun viele Dinge oft im Alleingang und
  • 00:10:23
    das oft zu Lasten der Umwelt und der
  • 00:10:25
    Natur erinnern Sie sich zum Beispiel
  • 00:10:27
    noch an die ersten Nylons diese
  • 00:10:29
    hauchdünnen feinen Strümpfe das war
  • 00:10:31
    damals eine Revolution der Kunststoffe
  • 00:10:34
    leider ohne Evolution heute leben wir in
  • 00:10:37
    einer Welt voller Kunststoffe und
  • 00:10:39
    Plastik und leider tritt das Zeug auch
  • 00:10:40
    dort auf wo es überhaupt nichts zu
  • 00:10:43
    suchen hat
  • 00:10:46
    unsere Ozeane sind bereits damit
  • 00:10:48
    verseucht kleinste Teilchen die mit
  • 00:10:51
    bloßem Auge nicht zu sehen sind
  • 00:10:53
    mikroplastik dass sich über Jahrhunderte
  • 00:10:55
    nicht auflöst
  • 00:10:58
    6 Millionen Tonnen kommen weltweit jedes
  • 00:11:00
    Jahr hinzu und es wird immer mehr
  • 00:11:06
    2050 so schätzen einige forschende
  • 00:11:09
    könnte es im Meer mehr Plastik als
  • 00:11:12
    Fische geben
  • 00:11:13
    [Musik]
  • 00:11:14
    selbst im Eis der Arktis lässt sich das
  • 00:11:17
    mikroplastik nachweisen
  • 00:11:19
    [Musik]
  • 00:11:20
    normalerweise Regionen in denen gar
  • 00:11:23
    keine Menschen leben
  • 00:11:25
    es ist überall in der Luft im Boden und
  • 00:11:29
    auch in unseren Flüssen
  • 00:11:32
    denn Kläranlagen können diese kleinsten
  • 00:11:35
    Partikel nicht aus dem Abwasser filtern
  • 00:11:38
    [Musik]
  • 00:11:43
    hier verbirgt sich einer der größten
  • 00:11:45
    Verursacher
  • 00:11:47
    35% des mikroplastiks im Meer stammen
  • 00:11:50
    aus dem Haushalt vor allem der
  • 00:11:52
    Waschmaschine
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    beim Waschen verliert Kleidung aus
  • 00:11:56
    Kunstfasern kleinste Partikel sie
  • 00:11:58
    gelangen so ins Abwasser
  • 00:12:01
    [Musik]
  • 00:12:03
    kunstfaserkleidung wird aus fossilen
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    Kohlenwasserstoffen hergestellt die
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    nicht biologisch abbaubar sind
  • 00:12:11
    die Suche nach einer Alternative für den
  • 00:12:14
    Kunststoff hat begonnen
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    es müsste eine ganz besondere Faser sein
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    dünn reißfest hautfreundlich und
  • 00:12:25
    biologisch abbaubar
  • 00:12:28
    und hier wurden die Forschenden fündig
  • 00:12:31
    die Spinnenseide des Spinnennetzes
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    [Musik]
  • 00:12:38
    es ist das mechanisch belastbarste
  • 00:12:41
    Material das man kennt und in der Lage
  • 00:12:43
    selbst große Insekten im Flug sozusagen
  • 00:12:46
    von 100 auf 0 komplett abzubremsen
  • 00:12:55
    übertragen auf den Maßstab eines 80
  • 00:12:57
    Tonnen schweren Flugzeugs müsste um es
  • 00:13:00
    bei der Landung abzubremsen ein
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    entsprechendes Seil aus Spinnenseide
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    gerade mal Finger dick sein
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    aber Spinnen zu züchten und ihre Seide
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    auf natürliche Weise zu gewinnen
  • 00:13:14
    funktioniert nicht in einer Farm würden
  • 00:13:17
    sie aufeinander losgehen oder sich sogar
  • 00:13:20
    gegenseitig auffressen
  • 00:13:22
    [Musik]
  • 00:13:26
    doch wie lässt sich der Faden ohne
  • 00:13:30
    Spinne herstellen
  • 00:13:33
    viele forschende haben sich daran
  • 00:13:35
    bereits die Zähne ausgebissen
  • 00:13:42
    auch der Biochemiker Thomas Scheibel
  • 00:13:44
    will Spinnenseide ganz nach dem Vorbild
  • 00:13:47
    der Natur produzieren mit Hilfe von
  • 00:13:50
    Gentechnik und Biotechnologie
  • 00:13:55
    die Idee aus dem Erbgut des Spinne wird
  • 00:13:59
    das Stück DNA kopiert das für die
  • 00:14:02
    Bildung von Spinnenseide verantwortlich
  • 00:14:04
    ist
  • 00:14:06
    danach setzt man es in das Erbgut von
  • 00:14:09
    Bakterien ein sie produzieren nun das
  • 00:14:11
    Protein der Spinnenseide und geben es
  • 00:14:14
    nach außen ins Medium ab
  • 00:14:18
    viele Jahre Forschungsarbeit sind nötig
  • 00:14:21
    um diese Methode zu perfektionieren doch
  • 00:14:24
    der Erfolg entschädigt für die Mühen die
  • 00:14:27
    manipulierten Bakterien produzieren das
  • 00:14:30
    spinnenseidenprotein
  • 00:14:32
    [Musik]
  • 00:14:36
    um den Stoff in größeren Mengen
  • 00:14:39
    herstellen zu können müssen optimale
  • 00:14:41
    Bedingungen für die Bakterien im
  • 00:14:43
    Bioreaktor bereitgestellt werden
  • 00:14:47
    auch hierfür findet das Forschungsteam
  • 00:14:49
    eine praktikable Lösung
  • 00:14:53
    aber es gibt noch weitere Hürden
  • 00:14:56
    [Musik]
  • 00:15:00
    wie wird aus einem Protein ein Faden
  • 00:15:04
    [Musik]
  • 00:15:07
    zehn Jahre braucht das Team die
  • 00:15:10
    chemischen und mechanischen Vorgänge die
  • 00:15:12
    im Spinnenkörper ablaufen zu verstehen
  • 00:15:14
    zu kopieren und in einen industriellen
  • 00:15:18
    Maßstab zu übersetzen
  • 00:15:21
    in einer speziellen Lösung
  • 00:15:22
    kristallisieren die Proteine zum ersten
  • 00:15:25
    künstliche hergestellten Spinnenfaden
  • 00:15:29
    kaum vom Original zu unterscheiden aber
  • 00:15:32
    sogar noch elastischer und stabiler weil
  • 00:15:35
    die genende Spinne weiter angepasst
  • 00:15:37
    wurden entsprechend der Name BIOS deal
  • 00:15:41
    bio-
  • 00:15:47
    und das ist der erste Sportschuh der aus
  • 00:15:50
    der künstlichen Spinnenseide hergestellt
  • 00:15:52
    wurde bislang nur ein demo-objekt
  • 00:15:57
    je nach Bedarf ließe sich der Faden
  • 00:15:59
    industriell weiterverarbeiten um
  • 00:16:01
    maßgeschneiderte Produkte herzustellen
  • 00:16:03
    so könnten viele Gewebe aus Kunstfaser
  • 00:16:06
    ersetzt werden
  • 00:16:10
    sogar schoss sich ihre Westen sollen mit
  • 00:16:12
    Hilfe der Spinnenfäden noch sicherer
  • 00:16:14
    werden
  • 00:16:17
    bei der künstlichen Spinnenseide gibt es
  • 00:16:19
    keinen plastikabrieb mehr der unsere
  • 00:16:22
    Umwelt belasten könnte
  • 00:16:25
    [Musik]
  • 00:16:27
    für kommende Generationen könnte sie
  • 00:16:30
    deshalb eine größere Rolle spielen
  • 00:16:34
    [Musik]
  • 00:16:41
    damit der neue Werkstoff sich
  • 00:16:42
    durchsetzen kann muss er sich auch für
  • 00:16:44
    die Hersteller lohnen noch ist ein
  • 00:16:45
    bisschen zu teuer aber für ein paar Euro
  • 00:16:48
    mehr könnten wir als Kunden dafür sorgen
  • 00:16:50
    dass das ökologisch sinnvolle passiert
  • 00:16:54
    ökologisch sinnvoll das heißt nicht nur
  • 00:16:56
    Materialien zu benutzen die biologisch
  • 00:16:58
    abbaubar sind oder Flugzeuge effizienter
  • 00:17:00
    zu machen sondern auch dafür zu sorgen
  • 00:17:03
    dass keine Giftstoffe in die Umwelt
  • 00:17:05
    entlassen werden
  • 00:17:07
    90% des Welthandels gehen über die
  • 00:17:10
    Seewege dazu kommt die Sportschifffahrt
  • 00:17:14
    also Segelboote und Motorboote und beim
  • 00:17:17
    Durchstreifen der Schiffe durchs Wasser
  • 00:17:19
    lösen sich Giftstoffen die Biozide
  • 00:17:23
    die sorgen dafür dass es kein
  • 00:17:24
    bio-fouling gibt biophauline
  • 00:17:30
    [Musik]
  • 00:17:32
    das Problem beginnt direkt unter der
  • 00:17:35
    Wasseroberfläche
  • 00:17:39
    Bio fauling nennt man die Besiedlung von
  • 00:17:43
    Schiffsrümpfen durch Algen Seepocken und
  • 00:17:45
    Muscheln sie wachsen an allen
  • 00:17:48
    Oberflächen die Unterwasser sind ob
  • 00:17:51
    Schiff Ölplattform oder das Fundament
  • 00:17:53
    einer Windturbine
  • 00:17:57
    der Bewuchs nimmt tagfütter zu die
  • 00:18:00
    Schiffe gleiten dadurch schlechter
  • 00:18:02
    durchs Wasser das verbraucht
  • 00:18:04
    zusätzlichen Treibstoff im Wert von 10
  • 00:18:06
    bis 20 Milliarden Euro jährlich weltweit
  • 00:18:14
    um biofauling zu verhindern werden
  • 00:18:17
    spezielle Lacke auf den Schiffsrumpf
  • 00:18:19
    aufgetragen eine biozidhaltige
  • 00:18:22
    Beschichtung die sich mit der Zeit
  • 00:18:24
    auflöst und das Gift ins Wasser entlässt
  • 00:18:30
    laut Umweltbundesamt gelangen so während
  • 00:18:33
    eines Jahres in Deutschland etwa 370
  • 00:18:36
    Tonnen giftiges Kupfer von
  • 00:18:38
    Binnenschiffen in flüssigkanäle und Seen
  • 00:18:44
    das Problem ist nicht auf Binnengewässer
  • 00:18:46
    beschränkt
  • 00:18:48
    die Gifte verteilen sich auch im
  • 00:18:50
    gesamten Ökosystem mehr das Fatale für
  • 00:18:54
    Fische und Krebse ist das Kupfer etwa
  • 00:18:56
    100 mal giftiger als für uns Menschen
  • 00:19:00
    [Musik]
  • 00:19:02
    der Erfinder Rick Breuer hat eine Vision
  • 00:19:05
    er will beides die Umwelt schützen und
  • 00:19:08
    Treibstoffen
  • 00:19:11
    die entscheidende Inspiration bekam der
  • 00:19:13
    Niederländer bei einem Tauchgang
  • 00:19:18
    er beobachtete dass sich auf Muscheln
  • 00:19:21
    und Krabben ähnlich wie bei den Schiffen
  • 00:19:23
    andere Meeresorganismen ansiedeln nicht
  • 00:19:26
    aber auf Seeigeln ihre Stacheln scheinen
  • 00:19:30
    Algen und Seepocken abzuwehren die Tiere
  • 00:19:33
    sind frei von natürlichem Bewuchs
  • 00:19:39
    Breuer versucht ein Material zu
  • 00:19:41
    entwickeln dass die stachelige
  • 00:19:43
    Oberfläche der Seeigel nachahmt
  • 00:19:46
    [Musik]
  • 00:19:49
    als Stacheln sollen Nylonfasern dienen
  • 00:19:52
    wie kleine Nadeln will er sie auf eine
  • 00:19:56
    Trägerfläche stecken
  • 00:19:58
    ein schwieriges Unterfangen
  • 00:20:00
    [Musik]
  • 00:20:04
    zunächst produziert das Team eine dünne
  • 00:20:07
    Schicht aus Klebstoff absolut frei von
  • 00:20:10
    umweltschädlichen Chemikalien in ihr
  • 00:20:13
    sollen die Fasern verankert werden
  • 00:20:19
    dann folgt das sogenannte
  • 00:20:21
    elektrostatische flocking
  • 00:20:24
    an den Behälter mit den Fasern sowie an
  • 00:20:27
    das Trägermaterial wird eine elektrische
  • 00:20:30
    Spannung angelegt die Fasern werden
  • 00:20:32
    dadurch zur Trägerfolie geschleudert und
  • 00:20:35
    senkrecht in den klebefüllen gespielt
  • 00:20:40
    [Musik]
  • 00:20:43
    sobald der Kleber ausgehärtet ist ist
  • 00:20:46
    der Antifouling Teppich fertig
  • 00:20:49
    doch hält die Faser rauer See und 30
  • 00:20:52
    knotengeschwindigkeit stand
  • 00:20:54
    1000 mal schrubbt die Klinge über das
  • 00:20:57
    Material um die Belastbarkeit zu prüfen
  • 00:20:59
    es darf sich keine einzige Faser von dem
  • 00:21:02
    Teppich lösen sonst würde es als
  • 00:21:04
    mikroplastik das Meer verschmutzen
  • 00:21:08
    [Musik]
  • 00:21:10
    weitere Tests zeigen die
  • 00:21:13
    faserbeschichtung verhindert erfolgreich
  • 00:21:15
    das bio-fouling und das ganz ohne
  • 00:21:18
    Giftstoffe die selbstklebende Folie die
  • 00:21:22
    den Teppich am bootsrum fixiert hält
  • 00:21:24
    fünf Jahre und damit sogar länger als
  • 00:21:27
    jede giftige Antifouling Lack
  • 00:21:30
    [Musik]
  • 00:21:33
    heute klebt die faserbeschichtung
  • 00:21:36
    bereits an Schiffen ohne negative
  • 00:21:38
    Einflüsse auf deren Manövrierbarkeit
  • 00:21:41
    oder Geschwindigkeit
  • 00:21:43
    das Prinzip Seeigel ein Erfolg
  • 00:21:47
    [Musik]
  • 00:21:53
    wir sind das Tier das Problem gelöst
  • 00:21:56
    nichts unterscheidet uns so sehr von
  • 00:21:58
    anderen Lebewesen wie diese Fähigkeit
  • 00:22:02
    wir haben neue Ideen wie etwas anders
  • 00:22:04
    sein könnte und neue Probleme treiben
  • 00:22:07
    uns zu neuen Lösungen dieser
  • 00:22:10
    faserteppich der löst das
  • 00:22:12
    bio-fauling-problem mit einer
  • 00:22:14
    Kunststoffmatte besser wäre natürlich
  • 00:22:17
    eine biologisch abbaubare Beschichtung
  • 00:22:19
    aber bis dahin bleibt es bei Nylon dass
  • 00:22:22
    ich hoffentlich nie ablöst und so kommen
  • 00:22:26
    immer wieder neue Innovationen
  • 00:22:31
    damit aber eine neue Generation nicht
  • 00:22:33
    sozusagen immer wieder von vorne
  • 00:22:34
    anfangen muss haben wir der biologischen
  • 00:22:36
    Evolution die kulturelle Entwicklung
  • 00:22:39
    draufgesetzt und dabei die wichtige
  • 00:22:42
    Technik der Schrift erfunden und damit
  • 00:22:45
    können wir wissen speichern
  • 00:22:47
    wir sind hier in der Anna
  • 00:22:49
    amalia-bibliothek in Weimar am 2
  • 00:22:51
    september 2004 verbrannten hier 50.000
  • 00:22:55
    unschätzbar wertvolle Bücher und fast
  • 00:22:58
    120.000 wurden schwer beschädigt eine
  • 00:23:01
    solche Katastrophe fragt nach einem
  • 00:23:04
    alternativen Wissensspeicher
  • 00:23:08
    das Wissen der Welt darf nicht verloren
  • 00:23:11
    gehen doch wie lässt es sich am besten
  • 00:23:13
    für kommende Generationen speichern in
  • 00:23:17
    Büchern
  • 00:23:20
    oder ist es besser die Schriften in
  • 00:23:23
    digitale kurz zu übersetzen auf
  • 00:23:25
    Festplatten oder anderen elektronischen
  • 00:23:28
    Medien
  • 00:23:29
    [Musik]
  • 00:23:33
    vor tausenden Jahren meisterte man die
  • 00:23:36
    Informationen noch in Stein sie haben
  • 00:23:38
    bis heute überdauert aber praktikabel
  • 00:23:41
    ist diese Form von wissenssicherung
  • 00:23:43
    natürlich nicht
  • 00:23:46
    Bücher hingegenhalten bei guter Pflege
  • 00:23:48
    um die 1000 Jahre doch Feuer Schädlinge
  • 00:23:52
    Feuchtigkeit können Papier und Schrift
  • 00:23:54
    leicht zerstören
  • 00:23:59
    Festplatten CDs und flash drives
  • 00:24:02
    speichern Informationen in immer
  • 00:24:05
    größeren Mengen aber schon nach zehn
  • 00:24:07
    Jahren geben sie manchmal Ihre Daten
  • 00:24:09
    nicht mehr Preis
  • 00:24:12
    das Fazit es gibt momentan keine Technik
  • 00:24:16
    das Wissen der Welt zuverlässig
  • 00:24:18
    platzsparend und für die Ewigkeit zu
  • 00:24:21
    konservieren
  • 00:24:23
    die beiden Chemiker wende den stark und
  • 00:24:26
    Robert Gras wollen dieses Problem nun
  • 00:24:28
    lösen denn einen Speicher der all die
  • 00:24:32
    gewünschten Eigenschaften hat gibt es
  • 00:24:34
    bereits
  • 00:24:38
    der Datenspeicher der Zukunft existiert
  • 00:24:41
    nämlich seit Jahr Milliarden mit dem
  • 00:24:44
    ältesten Code der Welt es ist der
  • 00:24:47
    Speicher der Erbinformation die DNA
  • 00:24:53
    actg so lauten abgekürzt die vier
  • 00:24:57
    Bausteine der DNA
  • 00:25:00
    die Idee der Chemiker sie wollen
  • 00:25:02
    Computertechnik mit Biologie verbinden
  • 00:25:07
    wenn man Informationen digital speichert
  • 00:25:10
    verwendet man dazu Einsen und Nullen
  • 00:25:14
    stark und Gras übersetzen den digitalen
  • 00:25:17
    Code die Einsen und Nullen nun in die
  • 00:25:20
    vier Buchstaben des Lebens
  • 00:25:21
    actg die Basenpaare des Genoms
  • 00:25:27
    und so soll der Inhalt eines Buches für
  • 00:25:30
    die Ewigkeit gespeichert werden jedes
  • 00:25:33
    Zeichen einer Schrift wird zuerst in
  • 00:25:35
    einen digitalen Code übersetzt
  • 00:25:39
    und der anschließend in einen DNA-Code
  • 00:25:42
    so ließe sich ein ganzes Buch in einem
  • 00:25:46
    DNA-Strang konservieren
  • 00:25:50
    dieses dna-buch zu bewahren ist eine
  • 00:25:53
    weitere Herausforderung denn DNA
  • 00:25:56
    zerfällt mit der Zeit es sei denn sie
  • 00:25:59
    ist gut geschützt
  • 00:26:03
    verkapselt in Knochen kann DNA über
  • 00:26:06
    tausende von Jahren relativ stabil sein
  • 00:26:10
    auch im Bernstein ist DNA gut geschützt
  • 00:26:14
    das bringt die Forscher auf eine Idee
  • 00:26:18
    [Musik]
  • 00:26:21
    ähnlich den Bernstein sind die
  • 00:26:23
    Eigenschaften von winzig kleinen
  • 00:26:25
    Kügelchen aus Glas sie sind einen 10.000
  • 00:26:29
    mm groß und nur mit dem
  • 00:26:32
    Elektronenmikroskop sichtbar in jedes
  • 00:26:34
    Kügelchen passt gerade so viel DNA um
  • 00:26:38
    zwei Buchseiten darin zu speichern damit
  • 00:26:41
    die Seitenreihenfolge nicht
  • 00:26:42
    durcheinander kommt wird jede Seitenzahl
  • 00:26:45
    im DNA-Code dazu geschrieben
  • 00:26:50
    dann der Stresstest die Forscher setzen
  • 00:26:53
    die DNA in den Glaskügelchen hohen
  • 00:26:56
    Temperaturen aus so wollen sie lange
  • 00:26:59
    Lagerungszeiten im Zeitraffer simulieren
  • 00:27:03
    das Ergebnis die DNA und somit auch die
  • 00:27:08
    Information darin haben die Belastung
  • 00:27:10
    unbeschadet überstanden der Code lässt
  • 00:27:13
    sich wieder vollständig auslesen und in
  • 00:27:16
    die ursprüngliche Information das Buch
  • 00:27:19
    zurücksetzen sogar ein komplettes
  • 00:27:22
    Musikalbum konservierten die Forscher
  • 00:27:24
    auf diese Weise schon für die Ewigkeit
  • 00:27:32
    die Dimensionen sind beeindruckend in
  • 00:27:35
    nur vier Milligramm DNA lassen sich so
  • 00:27:37
    viele Daten speichern wie alle momentan
  • 00:27:40
    verfügbaren Filme auf Youtube also 800
  • 00:27:43
    Terabyte die bernsteinmethode
  • 00:27:46
    Glaskügelchen die Informationen
  • 00:27:48
    verschlüsselt in DNA verwahren könnte
  • 00:27:51
    unsere heutige Speichertechnologie
  • 00:27:53
    revolutionieren
  • 00:27:55
    [Musik]
  • 00:28:01
    die Möglichkeiten scheinen unbegrenzt
  • 00:28:04
    die Natur stand bei vielen Dingen
  • 00:28:07
    bereits Pate die uns im Alltag begleiten
  • 00:28:13
    für die Zukunft wird der Blick in die
  • 00:28:16
    Schatzkammer der Evolution noch
  • 00:28:18
    wichtiger von der Natur lässt sich am
  • 00:28:21
    besten abschauen wie sich Belastungen
  • 00:28:23
    der Umwelt vermeiden lassen
  • 00:28:25
    [Musik]
  • 00:28:27
    hier verbergen sich Lösungen für die
  • 00:28:30
    Probleme unserer Zeit ob plastikersatz
  • 00:28:33
    Wärmedämmung
  • 00:28:38
    oder erneuerbare Energieträger was wir
  • 00:28:42
    in Zukunft noch entdecken lässt sich
  • 00:28:44
    heute noch gar nicht abschätzen
  • 00:28:46
    [Musik]
  • 00:28:51
    übrigens die Natur macht bei dem was
  • 00:28:54
    möglich ist immer das Beste da können
  • 00:28:57
    wir Menschen noch eine Menge lernen denn
  • 00:28:58
    das was wir machen und tun das ist ja
  • 00:29:00
    oft nicht das beste weder für uns noch
  • 00:29:02
    für die Natur das Geheimnis der Natur
  • 00:29:05
    ist sehr Zeit sie hat Geduld sie kann
  • 00:29:08
    Geduld haben denn sie kennt keine
  • 00:29:10
    Fristen keine deadlines keine Renditen
  • 00:29:13
    sie muss nichts und kann deshalb alles
  • 00:29:15
    sie agiert ohne direktes Ziel und
  • 00:29:17
    erlaubt ihren Bewohnern zu erproben das
  • 00:29:21
    was möglich ist und wenn das mögliche
  • 00:29:23
    und das erprobte dann tatsächlich
  • 00:29:24
    erfolgreich ist in der Anpassung an die
  • 00:29:27
    Umwelt dann werden diese neuen
  • 00:29:29
    Eigenschaften an die nächsten Nachkommen
  • 00:29:32
    vererbt und so in der Natur gespeichert
  • 00:29:35
    und wir wir können diesem Wechselspiel
  • 00:29:37
    von Angebot an Lebensmöglichkeiten und
  • 00:29:40
    Auswahl durch Umweltbedingungen
  • 00:29:42
    zuschauen
  • 00:29:44
    und können auswählen nämlich die für uns
  • 00:29:46
    nützlichen Rezepte und Entdeckungen der
  • 00:29:49
    Natur und können Sie durch unsere
  • 00:29:50
    Fantasie und unsere Vernunft sogar noch
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    verbessern also natürliche Lösungen für
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    die Probleme der Menschen das klingt ja
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    fast nach dem Paradies denn von der
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    Natur lernen heißt zu lernen wie man
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    leben kann auch leben kann mit all den
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    anderen Bewohnern unseres kleinen blauen
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    Planeten und wenn uns das wirklich
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    gelingt dann muss uns um die Zukunft
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    nicht bange sein
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