Holz als Brennstoff wird immer beliebter: Jährlich verfeuern die Deutschen etwa 70 Millionen Kubikmeter Holz in Kamin- und Pelletöfen, in Hackschnitzel-Heizkesseln oder in Biomassekraftwerken - mehr als doppelt so viel wie noch vor zehn Jahren. Naturschützer schlagen Alarm: Sie fürchten, dass bald die letzten naturbelassenen Wälder in Deutschland abgeholzt werden. Doch nach dem Willen der Bundesregierung soll bis zum Jahr 2020 fünf Prozent der Waldfläche in Deutschland zu unberührter Wildnis werden. Das wären über 700.000 Hektar Wald, in denen die Vielfalt der Tier- und Pflanzenwelt erhalten werden könnte.

Sie ist die dritthäufigste Todesursache in Deutschland: die Sepsis, im Volksmund: Blutvergiftung. Circa 75.000 Menschen sterben jedes Jahr daran. Schon eine kleine Wunde oder ein vereiterter Zahn können ausreichen, um die lebensbedrohliche Entzündung auszulösen. Sobald Erreger ins Blut gelangen, reagiert das Immunsystem mit einer ganzen Reihe von Abwehrmaßnahmen. Allerdings so heftig, dass es den eigenen Körper schädigt. Organe funktionieren immer schlechter und schließlich versagen sie. Ein Mittel gegen Sepsis gibt es bis heute nicht. Denn Antibiotika allein reichen nicht. Die stoppen zwar die Entzündung, aber das Immunsystem kann man nicht einfach ausschalten. Wissenschaftler untersuchen, wie man viel schneller eine Diagnose stellen kann. Denn in der kritischen Phase können ein paar Stunden schon über Leben und Tod entscheiden. Und sie suchen nach neuen Medikamenten, die das Immunsystem dämpfen.

Wenn der israelische Forscher Micha Ilan und sein Team in die Riffe des Roten Meeres abtauchen, suchen sie die Medikamente der Zukunft. Denn hier leben Schwämme, die Menschen helfen könnten: In ihrem weichen Inneren haben die Schwämme über Millionen von Jahren chemische Substanzen entwickelt, die vermutlich auch Krankheitserreger bekämpfen, die Menschen angreifen. Nicht nur in Schwämme setzen Forscherinnen und Forscher weltweit ihre Hoffnungen, auch in Algen, Seescheiden und Mikroalgen. An der Universität Greifswald wurde aus Mikroalgen der Ostsee bereits eine Handcreme entwickelt, die vor multiresistenten Krankenhauskeimen schützt. Ein Team von „Faszination Wissen“ geht auf Tauchgang in die möglicherweise größte Apotheke der Welt und begleitet drei Forscherinnen und Forscher auf der Suche nach neuen Wirkstoffen. Ihre Arbeit im Meer und im Labor ist aufwendig, teuer und oft entmutigend. Doch die Lebewesen aus dem Meer könnten große Neuerungen für die Medizin bringen.

Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt heute in Städten, und Experten schätzen, dass am Ende dieses Jahrhunderts sogar 85 Prozent der Menschheit in großen Ballungsgebieten wohnen werden. Die immer enger zusammenrückende Bevölkerung stellt Stadtplaner, Ingenieure und Wissenschaftler vor große Herausforderungen. Politik, Forschungsinstitute und Technologiekonzerne beschwören Ideen und Innovationen zur sogenannten Smart City, der digitalisierten und vernetzten Stadt der Zukunft. Sie reichen von intelligenten Systemen zur flüssigeren und umweltverträglicheren Verkehrssteuerung bis hin zu Computerprogrammen, die Wohnungseinbrüche vorhersagen sollen. Doch wie Erfolg versprechend sind solche Projekte wirklich? Wie intelligent darf die Stadt der Zukunft überhaupt sein? Viele Datenschützer und Bürgerrechtler halten es für eine Bedrohung, wenn Kameras und Sensoren jeden unserer Schritte begleiten und in automatisierten Verfahren bewerten. Auch immer mehr Kommunen sehen die Smart City inzwischen kritisch: Die teure, anfällige und oftmals unausgereifte Technik hält allzu oft nicht das, was die Hersteller versprechen. Das Team von „Faszination Wissen“ stellt verschiedene Projekte auf den Prüfstand, und möchte wissen: Wie smart kann und darf die „Stadt der Zukunft“ wirklich sein?

Am Deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen in Bonn haben Forscher Gene in Fliegen ausgeschaltet und damit deren Leben um 80 Prozent verlängert. Auf den Menschen übertragen, wäre das eine Lebenswartung von 140 Jahren. Aber Gene beim Menschen auszuschalten, ist nicht so einfach. Ein Dresdner Arzt hingegen glaubt, eine Substanz gefunden zu haben, die diese Gene zumindest hemmt, und hofft, damit dem Menschen eine längeres und gesundes Leben geben zu können. Andere haben einen Stoff entwickelt, der als Medikament zugelassen ist und das Leben von Mäusen um 20 Prozent verlängert. Der Mensch würde dann im Schnitt 100 Jahre alt. Das Team von „Faszination Wissen“ begleitet Forscherinnen und Forscher auf der Suche nach dem Jungbrunnen und zeigt, was jeder jetzt schon tun kann, um ein langes und gesundes Leben zu erreichen.

Für zwei Millionen Todesfälle weltweit soll ein zu hoher Salzkonsum verantwortlich sein - so die Weltgesundheitsorganisation WHO. Denn zu viel Salz führe zu Bluthochdruck und Herz-Kreislauf Erkrankungen. Von durchschnittlich neun Gramm, die Deutsche am Tag zu sich nehmen, sollen sie die Hälfte einsparen. Weg mit dem Salzstreuer, raten deshalb seit einigen Jahren Ärzte und Ernährungsexpertinnen. Doch auf Salz zu verzichten fällt vielen schwer. US-amerikanische Forscherinnen und Forscher haben festgestellt, dass das Gewürz ähnliche Gehirnregionen anregt wie Drogen. Erschwert wird der geringere Salzkonsum auch dadurch, dass drei Viertel des konsumierten Salzes in verarbeiteten Lebensmitteln steckt. Einfach weniger Salz auf das Essen streuen, reicht also nicht.

Der Schmidt Max will es wissen: Woher kommt in Zukunft unsere Energie? Vor allem Wind und Sonne sollen in Zukunft, also spätestens im Jahr 2022, wenn das letzte Kernkraftwerk abgeschaltet ist, die Energieversorgung bestreiten. Ergänzt wird der Mix durch Energie aus Biomasse, Geothermie und Wasserkraft. Doch es ist nicht so einfach, Kohle und Kernkraft zu ersetzen. Wind und Sonne kosten zwar nichts und werden nie versiegen, aber sie fallen auch immer mal wieder aus. An durchschnittlich zehn Tagen im Jahr kann es in ganz Deutschland dunkel, bewölkt und windstill sein. Und der Ausbau der Windkraftanlagen, die übers Land verteilt nahe am Verbraucher gebaut werden sollten, ist ins Stocken geraten. Viele Bürger wollen keine Windräder in ihrer Nähe, in Bayern sind neue Windräder durch eine Abstandsregelung zu Wohnhäusern nahezu unmöglich geworden.

Die neue Ökoenergie macht es den Organisatoren unserer Stromversorgung schwer. Mal bläst der Wind zu stark, mal zu schwach, mal scheint die Sonne und mal nicht. Die Stromverbraucher nehmen darauf keine Rücksicht, sondern wollen immer genau dann Strom, wenn sie ihn gerade brauchen.

Der Schmidt Max nimmt teil an der ERUDA, einer Rallye rund um den Ammersee. Das Besondere: Nur Elektrofahrzeuge sind am Start. Alles eine Frage der Speicherkapazität, denn die ist nach wie vor das größte Problem für die Elektro-Piloten. Und nicht nur für sie, Stromspeicher spielen bei der Energiewende eine wichtige Rolle. Sie werden gebraucht, um die permanenten Schwankungen der erneuerbaren Energien auszugleichen. Bislang sind lediglich Pumpspeicherkraftwerke in der Lage, größere Energiemengen zu speichern.

Der Schmidt Max ist auf der Suche nach der verlorenen Energie – und wird sofort fündig: Die meisten Häuser sind schlecht gedämmt. 40 bis 50 Prozent der Energie wird beim Heizen und Kühlen von Gebäuden verbraucht; ein Großteil davon geht durch die schlechte Dämmung verloren. Ein Riesenpotenzial für Einsparungen. Doch gerade in diesem Bereich geht die Energiewende äußerst schleppend voran – eine „Wärmewende“ wäre dringend notwendig.

Der Schmidt Max ist unterwegs in Deutschland: Ganz im Westen wird noch Braunkohle abgebaut. Der Kohleabbau droht einen Wald, den Hambacher Forst, zu vernichten, doch das versuchen Waldbesetzer zu verhindern. Max besucht sie im Protestcamp – aber er geht auch hinüber auf die andere Seite: zum Energieriesen RWE. Der baut nicht nur Braunkohle ab, er verfügt auch über Kohlekraftwerke mit neuester Technologie. Sie sollen Kohle rückstandsfrei verbrennen können. Der Clou: Die so genannte CCS-Technik, mit der in Zukunft das CO2 unter die Erde gepresst werden könnte. Wissenschaftler glauben, dass sie das Risiko unter Kontrolle haben, doch das glaubten andere auch von der Kernkraft. Und es gibt Forscher, die die Hoffnung nicht aufgeben, eines Tages eine nahezu unerschöpfliche Energiequelle nutzen zu können: Stromerzeugung durch Kernfusion. Die Vision ist faszinierend, denn diese Energie könnte sauber und risikofrei sein und ohne Schwankungen dauerhaft verfügbar. In der 5-teiligen Reihe besucht der Schmidt Max Wissenschaftler, Erfinder, Planer und Architekten, Befürworter und Kritiker der Energiewende.

Der zivile Markt für Drohnen ist in den letzten Jahren stark gewachsen. Flugsysteme mit mehreren Rotoren, sogenannte Multikopter, werden immer leichter zu bedienen, mit der richtigen Kamera ausgestattet liefern sie atemberaubende Luftaufnahmen – für viel weniger Geld als ein Hubschrauber. Logistikunternehmen wie DHL und der Online-Versandhändler Amazon arbeiten bereits an einer Lieferung per „Paketkopter“. Landwirte können mittels Luftaufnahmen von Multispektralkameras ihre Felder präziser und effizienter bewirtschaften. Und auch der Staat nutzt die neue Technologie. Die niedersächsische Polizei hat beispielsweise seit Jahren Multikopter im Einsatz. Bei der Vermisstensuche, nach Bränden und Verkehrsunfällen lässt sie für einen besseren Überblick Drohnen in die Lüfte steigen. Doch die neue Technik birgt auch neue Gefahren. Der ADAC warnt vor Zusammenstößen von Rettungshubschraubern und Multikoptern. Datenschützer befürchten, dass Drohnen als Spionagewerkzeug eingesetzt werden können. Und die Haftung bei Schäden durch Drohnen ist noch weitgehend unreguliert.

Die Reaktorkatastrophe von Tschernobyl am 26. April 1986 war der bislang folgenschwerste Unfall in der Geschichte der Kernenergie. Tausende Kilometer von der Unglückstelle entfernt finden sich auch heute noch Spuren des Unglücks. Nach der Explosion des Reaktors wurden radioaktive Partikel durch den Wind weit über die Staatsgrenzen in Richtung Westen getragen und gelangten dort mit dem Regen in die Erde. Besonders in Bayern wurde der Boden stark belastet. Hier hat sich durch den Fallout insbesondere Cäsium 137 angelagert. Das hat eine Halbwertszeit von 30 Jahren, ist also in diesem Jahr gerade einmal zur Hälfte zerfallen. Gemeinsam mit Forschern des Bundesamtes für Strahlenschutz testet ein Team von „Faszination Wissen“ Lebensmittel aus drei bayerischen Regionen, die 1986 vom radioaktiven Regen stark belastet wurden: Landwirtschaftliche Produkte aus dem altbayerischen Donaumoos bei Ingolstadt, Pilze aus dem Berchtesgadener Land und Wild aus dem Bayerischen Wald.

Im Jahr 1950 waren es weltweit noch 1,7 Millionen Tonnen Plastik, die produziert wurden, im Jahr 2014 schon über 300 Millionen Tonnen. Eine Gesellschaft ohne Plastik ist nicht mehr vorstellbar, es hat viele Vorteile. Aber auch eine ganze Menge Nachteile: In Sandproben von Stränden finden Wissenschaftler inzwischen bis zu 30 Prozent Plastik. Kläranlagen haben keine Chance gegen Chemiefasern aus Plastik oder winzige Polyethylen-Kügelchen aus Pflegeprodukten wie Peeling-Cremes oder Duschbädern. Allein die Donau schwemmt jeden Tag rund 4,2 Tonnen Kunststoff ins Meer. Doch welche Folgen hat das für unsere Gesundheit? Was geschieht mit der Umwelt, wenn die Plastikproduktion so weitergeht, und welche Möglichkeiten und Tricks gibt es für den Einzelnen, den Plastikverbrauch zu reduzieren?

In nur gut 100 Jahren hat Aluminium eine rasante Karriere hingelegt und ist nach Eisen das am häufigsten verarbeitete Metall weltweit. Überraschend viele Gegenstände unseres täglichen Lebens wären ohne Aluminium kaum denkbar. Das ist die glänzende Seite des leichten Metalls. Die andere ist düsterer: Aluminium ist giftig und weder Mensch, Tier noch Pflanze brauchen es. Zudem ist Aluminium in Verruf geraten, krank zu machen. Das Team von „Faszination Wissen“ beschäftigt sich mit dem Stand der Forschung. Beim Entsorgen sollte das Metall recycelt werden, es gehört nicht in den Hausmüll. Die Herstellung von Aluminium frisst Unmengen an Energie und hinterlässt giftige Abfälle, die ganze Landstriche zerstören können. So wie 2010 in Ungarn, als eine zwei Meter hohe giftige Flutwelle aus Rotschlamm Ortschaften überschwemmte.

Über 10.000 Kommentare bearbeitet die Social-Media-Redaktion der Tagesschau mittlerweile am Tag. Ein Drittel davon ist sogenannte „Hate Speech“: verbale Hetze gegen Frauen, Homosexuelle, Muslime, Juden, Flüchtlinge. Der Hass nahm in den letzten eineinhalb Jahren in mehreren Stufen zu: mit Entstehen von Pegida, mit der Debatte über die Flüchtlingspolitik sowie der Diskussion über die sexuellen Übergriffe in Köln. Mitarbeiter der Amadeu Antonio Stiftung, die das Phänomen „Hass im Netz“ seit Jahren beobachten, erklären: Das Netz macht nur sichtbar, dass es eine hohe Feindseligkeit gegenüber bestimmten Personengruppen gibt. Das Forschungsprogramm „Gruppenbezogene Menschenfeindlichkeit“ der Universität Bielefeld zeigt: 2014 war mehr als ein Drittel der Befragten der Meinung, in Deutschland lebten zu viele Ausländer, 18 Prozent wollten verbieten lassen, dass Muslime nach Deutschland einwandern, fast ein Fünftel fand, Frauen sollten sich wieder mehr auf die Rolle der Hausfrau und Mutter besinnen, und zehn Prozent fanden, Juden in Deutschland hätten zu viel Einfluss. Neben dem Hass in den Köpfen registrierten Sicherheitsbehörden 2015 13.846 rechtsextreme Straftaten - 30 Prozent mehr als 2014. Doch Politik, Zivilgesellschaft und Unternehmen wie Facebook haben das Problem lange ignoriert. Sie handeln erst seit Kurzem – und zu zögerlich. Denn das Netz mit seinen sich immer weiter ausdifferenzierenden Infokanälen wirkt als „Echokammer“ und verstärkt das Problem: Meinungen ecken nicht mehr an, bislang Unsagbares wird sagbar, zerstört demokratische Werte, Vielfalt und Menschenrechte. In „Faszination Wissen“ wird gefragt: Was tun gegen den immer größer werdenden Hass im Netz?

Seit einigen Jahren machen immer mehr Menschen in Bayern direkt vor ihrer Haustür Bekanntschaft mit den mythenbehafteten Rabenvögeln. Denn ein Mitglied der Rabenvogelfamilie, die Saatkrähe, zieht verstärkt vom Land in menschliche Siedlungen. Die Tiere lösen nach wie vor oft Ablehnung aus. Denn Saatkrähen sammeln sich in großen Gruppen, ihr Krächzen und Kot macht sie mitunter zur Plage. Doch Saatkrähen sind geschützte Tiere. Und so versuchen Stadtverwaltungen die Vögel gewaltlos mit vielerlei Tricks aus den Siedlungen zu „vergrämen“. Meist vergeblich, denn die Krähen durchschauen die Strategien der Menschen. Diese Auffassungsgabe macht Rabenvögel für Forscher interessant. Mittlerweile gilt es als wissenschaftlich gesichert, dass sie die Vögel mit der größten Intelligenz sind. Auch was die Verständigung, die Freude am Spiel und die Gefühlstreue angeht, sind Krähen dem Menschen überraschend nah.

Nahrungsmittelunverträglichkeiten werden oft als Mode-Diagnose abgetan. Ganz so leicht dürfe man sich das nicht machen, warnen Experten. Es gibt natürlich diejenigen, die auf jeden Trend aufspringen und fest daran glauben, sie würden tatsächlich „dumm wie Brot“, würden sie weiterhin Brot und Nudeln aus glutenhaltigem Getreide essen. Nocebo-Effekt nennen das die Wissenschaftler. Doch wer dauerhaft unter Beschwerden wie Blähungen, Schmerzen und Durchfällen leidet, sollte das vom Arzt abklären lassen. Dahinter können unerkannte Nahrungsmittelallergien, -unverträglichkeiten oder eine Zöliakie stecken. Aber auch Menschen, die durchgecheckt wurden, und bei denen es keinen Befund gibt, könnten unter einer Unverträglichkeit leiden, die bislang nur noch nicht erkannt werden konnte. Das Team von „Faszination Wissen“ hat geprüft, was dran ist an den scheinbar immer häufiger auftretenden Unverträglichkeiten.

Allein in Europa sammeln sich jedes Jahr zehn Millionen Tonnen Elektroschrott an und noch mehr lagert wohl bei den Verbrauchern zu Hause. Allein in einem Handy stecken bis zu 40 Wertstoffe wie Gold, Kupfer und sogenannte Seltene Erden, die Wissenschaftler wieder für neue Geräte nutzen wollen. Doch bislang gab es kaum Techniken, alle Wertstoffe wiederzugewinnen. Jetzt können Forscher erste Verfahren präsentieren. Aber selbst wenn die Recyclingverfahren verbessert werden, der meiste Elektroschrott verschwindet. Viele werfen ihn einfach in den Hausmüll, was bedeutet, dass die Wertstoffe verbrannt werden. Und über zwei Drittel landet laut einer Studie von Interpol in dunklen Kanälen. Oft wird der Schrott ins Ausland geschafft, wo er ausgeschlachtet und illegal deponiert wird. Mit oft katastrophalen Folgen für die Umwelt, denn Elektroschrott enthält auch giftige Schwermetalle, Chrom, Bor oder Blei. In „Faszination Wissen“ wird gezeigt, wie Wissenschaftler und Techniker versuchen den gewaltigen Müllberg an alten Elektrogeräten in den Griff zu bekommen, ihn besser zu sammeln, zu verwerten oder gar zu vermeiden.

Die Regisseurin Ana Zirner sammelt Daten über sich selbst - und zwar solche, die sie täglich an verschiedenen Stellen preisgibt - beim Surfen im Internet, bei der Nutzung eines Fitness-Armbands und bei Tests von Online-Partnerbörsen. Veröffentlicht wird ihre Datenspur für jeden sichtbar auf ihrer Homepage.

Einst war Papier purer Luxus, heute ist es ein Allerweltsprodukt. Während wir es als Toilettenpapier schätzen, verfluchen wir es, wenn es sich daheim und in der Arbeit stapelt. Wie produziert man weniger Papiermüll?

Roboter am Fließband sind unglaublich präzise,ein Roboter in der Autofabrik setzt exakte Schweißunkte, käme ihm aber ein Mensch in die Quere, dann kann er nicht reagieren. Zum Schutz der Menschen arbeiten Roboter in Fabriken hinter Zäunen. Am DLR – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – in Oberpfaffenhofen entstehen „sensible“ Roboter. Wichtigste soziale Kompetenz ist die sogenannte „Weichheit“, das heißt, der Roboter führt nicht stur die Bewegung aus, auf die er programmiert ist, sondern reagiert auf Widerstände und Berührungen. Das beginnt schon, wenn ein Mensch in die Nähe kommt. Das bemerkt der Roboter und verhält sich entsprechend vorsichtig. Bevor sich jemand verletzen könnte, geht er aus dem Weg oder wartet bis die Bahn wieder frei ist. Könnten solche kooperativen Roboter uns eines Tages überflüssig machen oder können wir von ihnen profitieren? Könnten sie nicht auch im Privathaushalt eingesetzt werden? Angesichts der Fortschritte im Bereich der Robotik ergeben sich neue Einsatz-Optionen aber auch Fragen, denen das Team von „Faszination Wissen“ auf den Grund geht.

Als im Januar 2015 in Heidelberg ein unheilbar kranker Krebs-Patient kerngesund den Medien präsentiert wird, stehen anschließend im Deutschen Krebsforschungszentrum die Telefone nicht mehr still. Alle wollen wissen, woher diese sagenhafte Heilung kommt. Die Antwort: Immuntherapie! Noch immer sterben allein in Deutschland jährlich 225 Tausend Menschen an Krebs. Doch jetzt soll sich das Blatt wenden: Tatsächlich bietet die Immuntherapie für einige Krebsarten Hilfe. Die Überlebenszeiten erhöhen sich, vorher bösartige Tumore verbreiten sich nicht mehr, werden kleiner oder verschwinden. Bei schwarzem Hautkrebs, Lungen-, Hirn-, Blasen- oder Darmkrebs kommt die Immuntherapie schon zum Einsatz. Sie bewirkt beispielsweise, dass die Tarnung von Krebszellen auffliegt. Bei einer anderen Strategie rüsten die Mediziner die Immunzellen der Patienten im Labor innerhalb weniger Tage mit neuen Waffen aus. Zurück in den Körper der Patienten gebracht, bekämpfen sie nun den Krebs. Doch noch kann nicht allen Patienten geholfen werden. Tatsächlich profitiert bei ein und demselben Medikament manchmal nur jeder Fünfte. Warum nicht jeder darauf anspricht, ist den Forschern noch ein Rätsel. Und ein entfesseltes Immunsystem kann auch gesundes Gewebe angreifen und Auto-Immunreaktionen auslösen. Ein TV-Team dokumentiert mit packenden Beispielen die Chancen der Immuntherapie, erklärt ihre Heilerfolge, macht aber auch deutlich, dass die Schlacht um die Gesundheit der Krebspatienten noch nicht geschlagen ist.

Weltweit gibt es keine verlässlichen Zahlen über Ratten. Ratten sind auch nicht überall, sondern nur da, wo sie ausreichend Futter finden: Essensreste, die durch die Toilette direkt ins Abwasser gespült werden; oder Abfall, der neben Papierkörben landet oder auf dem Komposthaufen vergammelt. Ratten können tatsächlich Krankheiten übertragen. Deshalb gehen Schädlingsbekämpfer mit Gift gegen sie vor. Dadurch lassen sie sich zwar kontrollieren, aber ausrotten lassen sie sich nicht. Dazu vermehren sie sich viel zu stark. Aber wirklich gefährlich sind Ratten nicht. Denn sie kommen so gut wie nie mit Menschen in Kontakt. Sie sind sehr scheue, wilde Tiere, die im Untergrund leben. Ratten können uns sogar nutzen: Ihr Organismus ist unserem so ähnlich, dass sie in großer Zahl für Tests in Laboren eingesetzt werden. Sie können sogar als Therapietiere helfen – mit überraschenden Erfolgen. Denn Ratten sind sehr soziale Tiere. Eigentlich gibt es keinen Grund, vor ihnen Angst zu haben – vielmehr wird es Zeit, diese Tiere als das zu sehen, was sie sind: wilde, scheue Tiere, die man sich mit einem umsichtigen Verhalten sehr weit vom Leib halten kann.

Die Zahl der Fluggäste verdoppelt sich alle 15 Jahre. Die Ansprüche an Reisegeschwindigkeit und Komfort, aber auch an die Umweltfreundlichkeit werden immer größer. Weltweit tüfteln Forscher an Flugzeugkonzepten der Zukunft. In wenigen Jahren, so behaupten sie, soll es ein Flugzeug geben, das in weniger als zwei Stunden von Frankfurt nach Los Angeles fliegt. Bald sollen Flugzeuge mit alternativem Treibstoff unterwegs sein. Denn eins ist klar: Innerhalb des nächsten Jahrhunderts wird das Öl zu Ende gehen. Neue Konzepte müssen dann schon entwickelt sein. Fliegen mit Ökostrom oder Algen als Treibstoff der Zukunft sind noch Visionen, aber in den Labors und Werkstätten der Ingenieure sind manche dieser Pläne bereits verwirklicht. Vor welchen Herausforderungen die Forscher stehen, wo die Grenzen sind und wie sicher und umweltverträglich eine solche neue Generation Flugzeuge überhaupt sein kann, untersucht das Team von „Faszination Wissen“. Außerdem wird gezeigt, welche Konzepte es gibt, den Flugverkehr der Zukunft überhaupt stemmen zu können.

Jährlich bringen Landwirte allein in Deutschland mehr als 40.000 Tonnen Pestizide auf Äcker, Obstplantagen und Weinberge aus, um Kulturpflanzen frei von Insekten und Pilzen und den Boden frei vom Nahrungskonkurrenten Unkraut zu halten. Doch das geschieht nicht ohne Nebenwirkungen. Sind auf einem Acker erst einmal alle Insekten getötet, finden Vögel und Insektenfresser nicht mehr genug Nahrung, auf Bienen wirken manche Stoffe wie Drogen. Nicht alle Mittel sind bis zur Ernte vollkommen von den Pflanzen abgebaut. Aber nicht einmal renommierte Wissenschaftler sind sich einig, wie gefährlich zum Beispiel Glyphosat ist. So stufen Experten der WHO das Unkrautbekämpfungsmittel als "wahrscheinlich Krebs erregend" ein. Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit EFSA und das deutsche Bundesinstitut für Risikobewertung BfR kommen zum gegenteiligen Ergebnis. In „Faszination Wissen“ soll herausgefunden werden, wie gefährlich Pestizide sind, ob Bioprodukte besser für Gesundheit und Umwelt sind, und was für Alternativen es zum herkömmlichen Pflanzenschutz gibt.

"Wenn es keine Insekten mehr gibt, bezweifle ich, dass wir Menschen länger als ein paar Monate überleben würden", prophezeit der amerikanische Insektenforscher Edward Wilson. Soweit ist es noch nicht, aber weltweit warnen Wissenschaftler vor einem dramatischen Insektensterben. Betroffen sind vor allem Fluginsekten wie Wild- und Honigbienen sowie Schmetterlinge. Die Folgen des Insektensterbens sind schon heute zu spüren. Ein europäisches Forschungsprojekt zeigt, dass viele Wildblumenarten vom Aussterben bedroht sind. Denn fast 90 Prozent der Wildblumen sind von der Bestäubung durch Insekten abhängig. Weltweit könnten sich 75 Prozent unserer Nutzpflanzen ohne Bestäubung durch Insekten nicht fortpflanzen. Ohne Insekten fehlt zudem ein wichtiger Bestandteil der Nahrungskette für Fische und Vögel. Der Vogelforscher Hans Günther Bauer hat in Gegenden rund um den Bodensee festgestellt, dass Vogelarten, die sich von Großinsekten ernähren, stark abnehmen. In „Faszination Wissen“ wird gezeigt, wie wichtig Insekten für den Menschen und das gesamte Ökosystem sind, und es wird gefragt, wo die Ursachen für das Insektensterben liegen, und was dagegen getan werden kann.

Leben heißt heutzutage Daten zu produzieren und Spuren im Netz zu hinterlassen. Unterscheiden kann man dabei zwischen den Daten, die man bewusst oder unbewusst von sich preisgibt. Einen bewussten „digitalen Zwilling“ erstellt man zum Beispiel auf Facebook, bei Instagram oder anderen sozialen Netzwerken sowie bei Job-Portalen. Das „digitale Ich“ weicht dabei nicht selten vom „Original“ ab: Im Netz kann jeder das Traumbild der eigenen Person erschaffen, ohne dass es zwangsläufig auffällt. Es gibt aber auch Daten, die man im Netz unbewusst hinterlässt: Mit Apps auf dem Smartphone, die den User „tracken“ – also immer wissen, wo er ist, und was er macht. Mit so genannten „Cookies“ die das Surf- und Konsumverhalten im Internet auswerten. Mit persönlichen Suchverläufen bei Suchmaschinen. Auch dieser „digitale Zwilling“ kann vom Original abweichen, auch auf eine sehr unschöne Art, die nicht gesteuert werden kann. In „Faszination Wissen“ wird gezeigt, wie das digitale Ich inzwischen das Leben beeinflusst, und was die Motive sind, sich digital zu zeigen. Welche Gefahren einerseits lauern, wenn man Daten allzu leichtfertig freigibt und andererseits, welche neuen Job-Chancen ein gut eingesetztes „digitales Ich“ bringen kann.

Von der Margarine über den Lippenstift bis zum Waschmittel: Palmöl steckt in vielen Produkten, die wir täglich benutzen - dabei schadet der Anbau der Ölpalmen massiv der Umwelt. Gibt es Alternativen?

Der Vernagtferner in den Ötztaler Alpen ist einer der am besten erforschten Gletscher der Welt. Doch über die Wechselwirkungen des mächtigen Eiskörpers mit der Atmosphäre ist immer noch nicht alles bekannt. Eines aber scheint sicher: Die Geschwindigkeit, mit der der Gletscher heute schmilzt, hatte noch vor zehn Jahren niemand für möglich gehalten.

Es scheint, dass deutsche Firmen den Start der Digitalisierung verschlafen haben. Wichtige Konkurrenten auf dem Weltmarkt, etwa USA, Südkorea, Großbritannien, Japan und China scheinen voraus zu sein. Ein erster Blick auf zwei Firmen scheint diese Vermutung zu bestätigen: Das Start-up-Unternehmen room.me sitzt im Silicon Valley und hat eine App entwickelt, mit der man mögliche Mitbewohner testen kann, bevor man die eigene Wohnung in eine WG umwandelt. Und das mittelständische Unternehmen Ackermann bei Würzburg stellt Möbel her. Jedoch auf den zweiten Blick entpuppt sich das fränkische Unternehmen als höchst modern: CAD-Programme füttern automatische Sägemaschinen und Roboter mit Daten, der Schreiner wird zum Maschinenmechaniker. Was die Amerikaner das „Internet der Dinge“ nennen, heißt hier Industrie 4.0.

Wässrige Tomaten, zuckersüße Karotten, die immer gleichen Apfelsorten, Alltag in deutschen Supermärkten. Tatsächlich hat das massenproduzierte Gemüse oft nur mehr wenig mit ursprünglichen Sorten zu tun. Bitterstoffe und Saures sind weggezüchtet zugunsten von süß-unauffälligem Geschmack. Und es gibt immer weniger unterschiedliche Obst- und Gemüsesorten. Doch die dafür ganzjährig – oft aus spanischen und niederländischen Gewächshäusern. Angebaut werden in der Hauptsache hochgezüchtete sogenannte Hybridsorten, die ertragreich und schädlingsresistent sind, deren Saatgut aber jedes Jahr neu gekauft werden muss. Welche Auswirkungen hat das auf die Umwelt, auf den Geschmack und die Gesundheit? Um diese Fragen zu beantworten, hat das Team von „Faszination Wissen“ den Anbau von Tomaten, die Geschichte der Karotte und den Wert alter Apfelsorten unter die Lupe genommen. Und dabei Bayerns größtes Gewächshaus besucht, einen Züchter alter Gemüsesorten getroffen und Wissenschaftler befragt, die nach verlorenen Apfelsorten fahnden oder nach Wegen suchen, um unser Gemüse noch gesünder zu machen.

Alex Sukhodolov liebt das Kajakfahren im Wildwasser, für den Gewässerforscher sind Wildbäche Leidenschaft und Studienobjekt zugleich. Am norditalienischen Fluss Tagliamento betreibt er für das Berliner Leibniz-Institut für Gewässerökologie eine Forschungsstation. Er will herausfinden, welche Bedeutung unverbaute, frei fließende Flüsse wie der Tagliamento haben. Solche Flüsse gibt es kaum noch. Und im Zuge der Energiewende werden es wohl noch weniger: An vielen Stellen sollen neue Wasserkraftwerke gebaut werden, auch in Bayern. Alex Sukhodolov will mit seiner Forschung den Wert einer unverbauten Natur wissenschaftlich belegen. Seine Hoffnung: Damit könnten neue Wasserkraftwerke vor allem in Naturschutzgebieten leichter verhindert werden. Aber auch Wissenschaftler der TU München haben Ideen, um aus dem Dilemma zwischen Naturschutz und Klimaschutz herauszukommen. Sie setzen auf moderne Technik: Neue Wasserkraftwerke, die mehr Energie erzeugen und ökologischer sind als herkömmliche. Doch die Technik ist umstritten und noch nicht vollständig erforscht. Ein Team von „Faszination Wissen“ begleitet Alex Sukhodolov und die Münchner Wissenschaftler auf ihrer Suche nach dem richtigen Weg.

Deutschland ist Brot-Weltmeister – mehr als 3.000 verschieden Sorten zählt der Zentralverband des Deutschen Bäckerhandwerks. Ein traditionelles Handwerksprodukt, mit Können und Hingabe gebacken, so wird Brot oft vermarktet. Aber längst kaufen viele Deutsche ihr Brot und ihre Semmeln nicht mehr beim Bäcker, sondern in Supermärkten, in Discountern und Backshops. Dort ist es meist billiger als beim Bäcker. Hergestellt werden diese Backwaren meist in Großbäckereien, in denen Technik die Handarbeit ersetzt. Um massenhaft immer gleich aussehende, gleich schmeckende und gleich gute Waren herzustellen, stecken im Teig oft Helferlein wie Zusatzstoffe oder Enzyme und viele Produkte werden tiefgefroren zum Backen in die Läden gebracht. Aber auch kleine Bäcker produzieren nicht unbedingt alles in Handarbeit und frei von Zusatzstoffen; zum Beispiel nutzen manche Handwerksbäcker Backmischungen, um die vom Kunden erwartete Vielfalt in die Auslage zu bringen. Das Team von „Faszination Wissen“ zeigt, wie schon in der Mühle auf das optimale Backergebnis hin gearbeitet wird; was Enzyme und Emulgatoren beim Backen bewirken; wie eine Großbäckerei arbeitet, und warum in der Backstube der Zukunft künstliche Intelligenz wichtige Aufgaben übernehmen könnte.

Zwei Drittel aller Amphibienarten in Deutschland gelten als gefährdet. Trotz vielfältiger Bemühungen von Naturschützern gehen die Populationen weiter zurück. Besonders drastisch war der Rückgang in den letzten zwanzig Jahren, als sich die Landwirtschaft intensivierte: Amphibien durchqueren permanent Äcker und Felder, sind also ständig Pestiziden ausgesetzt. Erste Untersuchungen zeigen, dass die sieben meist eingesetzten Unkrautvernichtungsmittel für Frösche absolut tödlich sind. Bei der Zulassung wird das bisher nicht berücksichtigt. Windkraftanlagen stehen im Verdacht Vögel und Fledermäuse zu töten. Eine Studie in Norddeutschland hat erstmals versucht Fakten zu schaffen: Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass etwa 200.000 Fledermäuse und 12.000 Mäusebussarde jährlich durch Windräder sterben. Auf Dauer werden die Populationen das nicht überleben. Eine Erfolgsgeschichte hingegen ist die Rettung der Störe. Seit fast 50 Jahren gilt der Stör als ausgestorben in Deutschland. Intensive Fischerei, Wehre und Flussbegradigungen waren daran schuld. Die Bedingungen sind jetzt etwas besser geworden und Biologen aus Berlin und Mecklenburg-Vorpommern versuchen, die riesigen Knochenfische bei uns wieder heimisch zu machen. Sie haben dieses Jahr 650.000 Störe in der Oder ausgesetzt und rechnen damit dass etwa 650 überleben.

Hermann Kaufmann liebt Häuser aus Holz. Der Architekt und Professor für Holzarchitektur an der TU München ist in einer Zimmermannsfamilie im Bregenzer Wald aufgewachsen – eine Gegend, die berühmt ist für ihre traditionellen Holzhäuser. Nicht zuletzt dank Hermann Kaufmann hat dort auch die moderne Holzarchitektur ihren Anfang genommen. Aus seiner Sicht bietet das Bauen mit Holz enorme Chancen. Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der – wenn er verbaut statt verbrannt wird – für viele Jahrzehnte CO2 speichert und so zum Klimaschutz beiträgt. Holz ist aber nicht nur für Einfamilienhäuser geeignet, sondern auch ideal für das Bauen großer und hoher Häuser in der Stadt. Denn Bauten aus Holz kann der Architekt optimal planen und dank moderner Technik in der Fabrik vorfertigen lassen. So entstehen wetterunabhängig große Bauteile, die auf der Baustelle nur noch zusammengesetzt werden – in kurzer Zeit, verbunden mit viel weniger Lärm und Schmutz als beim herkömmlichen Bauen. Noch sind Großbauten aus Holz in der Experimentierphase, aber Wissenschaftler arbeiten weltweit daran, die Probleme zu lösen. Eines davon, die vermeintlich besonders große Feuergefahr, hat sich aufgrund aktueller Forschungsergebnisse bereits als haltlos erwiesen. Seither dürfen Holzhäuser immer höher werden: 2017 wird in Wien mit 84 Metern das höchste Holzhochhaus Europas gebaut.

Am 1. Juni 2016 verwüsten heftige Gewitterregen die Orte Simbach am Inn und Triftern in Niederbayern. Eine Flutwelle aus Wasser, Erdreich und Unrat reißt Autos und Häuser mit sich. Sieben Menschen kommen ums Leben. Geschätzter Schaden: eine Milliarde Euro. Tatsächlich sind für die Katastrophe nicht nur die Wassermassen alleine verantwortlich. Sturzfluten haben auch deshalb schreckliche Folgen, weil das Regenwasser den Boden in Bewegung bringt: Erosion. Die nimmt ständig zu, warnen Forscher, vor allem durch die Landwirtschaft und den Klimawandel. In Europa gehen jedes Jahr 970 Millionen Tonnen Boden verloren, hauptsächlich Ackerboden. In Bayern verschwinden auf manchem Acker pro Jahr und Hektar über sechs Tonnen Erde. Aber nur eineinhalb Tonnen können sich neu bilden. Die Folgen der Erosion sind dramatisch. Forscher gehen davon aus, dass sich mit dem Klimawandel das Problem verschärft. Sturzfluten, wie in Simbach, und extreme Wetterereignisse und ihre Folgen offenbaren nur die Spitze des Eisberges. Erosion ist eine schleichende und ständig wachsende Bedrohung. In „Faszination Wissen“ werden die Ereignisse von Simbach und anderer Flutkatastrophen analysiert, Forscher begleitet, wenn sie in Flüsse und Bäche abtauchen und es im Labor und auf Feldern künstlich regnen lassen.

Die Lebensdauer von DVD, CD und Festplatte beträgt im Schnitt gerade einmal zehn Jahre. Schon ein Kratzer oder hohe Feuchtigkeit reichen, um die Speicherschicht dauerhaft zu zerstören. Nationalbibliotheken und Archive verlassen sich deshalb bei der Langzeitarchivierung unseres kulturellen Erbes schon lange nicht mehr darauf, Werke nur zu digitalisieren. In „Faszination Wissen“ wird die Erforschung der Speichermedien der Zukunft gezeigt, in Archiven, Serverfarmen und Laboren gestöbert. Bioinformatiker arbeiten daran, Daten in künstlichen DNA-Strängen zu speichern, um sie dauerhaft zu sichern. Doch auch eine ganz alte Speicherart der Menschheit liegt im Visier der Forscher: In Stein gemeißelte Schrift bleibt mehr als 5.000 Jahre lesbar und könnte auch im digitalen Zeitalter wieder aufleben in Form von Quarz. Mit einem Laser lassen sich digitale Informationen eingravieren, das Mineral übersteht Hitze, Säure und Radiowellen.