Yellowstone-
Nationalpark

www.Wissen-im-Netz.info

Angelegenheiten des Parks

Homepage
   Freizeit
      Reisen
         Yellowstone
            Angelegenheiten
              
Wasserinvasoren
               Bioprospecting
               Bisons

               Bären
              
Northern Range
              
Umwelt
              
Wildnis
              
Winter
              
Wölfe

Angelegenheit: Bioprospecting & Vorteilsteilung

Die Angelegenheit

Sollten Forscher, die durch die Forschungserlaubnis des Yellowstone Nationalparks Studienmaterial erhalten, einem Vereinbarung zur Vorteilsteilung mit dem National Park Service beitreten, bevor sie ihre Forschungsergebnisse für kommerzielle Zwecke verwenden?

Definitionen

Biosuche ist die Suche nach nützlichen wissenschaftlichen Informationen in genetischen oder biochemischen Ressourcen. Sie hat keinen Verbrauch von Ressourcen im großen Umfang zur Folge, wie die Rohstoffindustrie, bei der der Begriff „Prospecting“ (z. B. Holzfällen und Abbau) verwendet wird.

Vorteilsteilung ist eine Vereinbarung mit Wissenschaftlern, dass wenn ihre Forschung ein Potential zur kommerziellen Verwendung hat, dass auch entsprechende Vorteile in den Park zurückfließen.

Geschichte

NPS-Foto: Thermus Aquaticus1966: Der Mikroorganismus Thermus aquaticus wird in einer heißen Quelle des Yellowstones entdeckt.

1985: Ein Enzym von Thermus aquaticus wird synthetisch hergestellt, das bei der DNA-Untersuchung erforderlich ist und hunderte Millionen Dollar dem Besitzer des Patents eingebracht hat.

1997: Der Park unterzeichnet eine Vereinbarung zur Vorteilsteilung mit Diversa Corporation, die versichert, dass ein Teil der zukünftigen Gewinne von der Forschung in den Yellowstone Nationalpark zum Schutz der Parkressourcen zurückfließt.

1999: Eine legale Herausforderung ist die Implementierung dieser auf Warten gesetzte Vereinbarung, bis eine Umweltanalyse abgeschlossen ist.

Aktueller Status

  • Der National Park Service lässt einen Umwelteinfluss-Bericht (Environmental Impact Statement, EIS) erstellen, um entscheiden zu können, ob die Vorteilsteilung ein Teil der Politik des National Park Service für alle Parks sein sollte. Sie untersucht die potentiellen Einflüsse der Einführung oder Nicht-Einführung der Vereinbarungen zur Vorteilsteilung.
  • Jedes Jahr werden ungefähr 40 Forschungsgenehmigungen für Wissenschaftler erteilt, die Mikroben des Yellowstones studieren wollen. Forschungsgenehmigungen werden nur für Projekte erteilt, die die erhöhten Standards der Schutzanforderungen des Parks erfüllen.
  • Mikrobiologen finden weiter Mikroorganismen im Yellowstone, die Einblicke in die Evolution geben, bei der Suche nach Leben auf anderen Planeten helfen und aufdecken, wie die Grundstoffe im Ökosystem umgesetzt werden. Siehe auch den Abschnitt Leben in extremer Hitze.

Die hydrothermalen Mikroben des Yellowstones (Thermophile genannt) sind Objekt wissenschaftlicher Forschung und Entdeckung seit mehr als 100 Jahren. Eine dieser Entdeckungen – der Verwendung von Thermus aquaticus – hat zu wissenschaftlichen und ökonomischen Vorteilen weit jenseits der Vorstellung geführt. Heute laufen mehrere dutzend wissenschaftliche Forschungsprojekte – gesponsert von Universitäten, NASA und Unternehmen – im Park zur Untersuchung der Thermophilen (siehe Leben in extremer Hitze). Einige ihrer Entdeckungen wurden kommerziell genutzt, das den Kern der Vorteilsteilung darstellt.

Geschichte

Sorgfältige wissenschaftliche Studien von diesen sonderbaren Lebensformen begannen ernsthaft im Jahr 1966, als Dr. Thomas Brock eine Möglichkeit entdeckte, die Mikroorganismen aus sehr heißem Wasser (über 70°C) des Mushroom Pools aus dem Lower Geyser Basin wachsen zu lassen. Dieses Bakterium, Thermus aquaticus, ermöglichte im Wesentlichen eine der interessantesten Entdeckungen des 20. Jahrhunderts.

Vor über zwei Jahrzehnten war unsere Möglichkeiten der Untersuchung von DNA begrenzt. Dinge, die wir heute als selbstverständlich betrachten, wie den DNA-Fingerabdruck zur Erkennung von Kriminellen, medizinische Diagnosen mit DNA, DNA-basierende Studien der Natur und Gen-Engineering wären unvorstellbar. Aber 1985 wurde die Polymerase-Kettenreaktion erfunden. Die Polymerase-Kettenreaktion ist eine künstliche Möglichkeit, etwas zu tun, was lebende Dinge jeden Tag tun – die DNA zu duplizieren. Die Polymerase-Kettenreaktion ist das Raumschiff der Vervielfältigung, da es den Wissenschaftlern erlaubt, Milliarden von Kopien eines Stückchens der DNA in einigen Stunden herzustellen. Ohne die Polymerase-Kettenreaktion könnten die Wissenschaftler nicht genügend Kopien der DNA schnell genug herstellen, um ihre Analysen durchzuführen. Ein Enzym, das in Thermus aquaticus entdeckt wurde – Taq-Polymerase genannt – machte die Polymerase-Kettenreaktion durchführbar. Da es aus einer Thermophile kommt, kann die Taq-Polymerase der Hitze des Prozesses der Polymerase-Kettenreaktion widerstehen, ohne auseinanderzubrechen wie gewöhnliche Polymerase-Enzyme. Die Laborversion dieses Enzyms wird heute verwendet und erlaubt DNA-Untersuchungen in einer praktischen und bezahlbaren Art und Weise.

Viele andere Arten der Mikroben wurden seit 1966 im Yellowstone gefunden. Jede dieser Thermophilen erzeugt Tausende von ungewöhnlichen, hitzebeständigen Proteinen, einige davon sind für die Wissenschaftler interessant. Forscher schätzten, dass über 99 Prozent der Arten, die in den hydrothermalen Besonderheiten des Yellowstones vorkommen, noch identifiziert werden müssen.

Wissenschaft

Da viel in der modernen Biotechnologie auf der Verwendung von Enzymen in biochemischen Reaktionen beruht – einschließlich Gen-Engineering, Fermentierung und Bioproduktion von Antibiotika – werden hitzebeständige Proteine, die die Reaktionen schneller auftreten lassen, immer wichtiger für den Fortschritt der Wissenschaft, Medizin und Industrie. Zusätzlich werden genetische Untersuchungen, die das Wissen verwenden, das zur Erforschung der Mikroben verwendet wurde, immer wichtiger für die medizinische und landwirtschaftliche Forschung. Die Geologie des Yellowstones liefert eine große Vielzahl von physikalischen und chemischen Lebensräumen hoher Temperatur, die einer der größten Konzentrationen thermophiler Artenvielfalt auf dem Planeten unterstützt. Forschung dieser Thermophilen kann zu weiteren Fortschritten führen.

Laufende Forschungen

Ungefähr 40 Forschungsstudien werden im Yellowstone zur ökologischen Rolle und der Dynamik der Gemeinschaften dieser Mikroorganismen durchgeführt. Forschung an den Mikroben des Parks hat sich für die Erzeugung von Ethanol, die Behandlung von landwirtschaftlichen Futterabfällen, biologische Behandlung von chlorierten Hydrocarbonaten, Ölbeseitigung, biologische Bleichung von Papierbrei, Verbesserung von Tierfutter, Erhöhung des Fruchtgehalts von Früchten, Verbesserung von Reinigungsmitteln und als Träger bei anderen Prozessen als nützlich erwiesen.

Kontroverse

Einher mit dieser fesselnden neuen Dimension in der Nutzung der Parkressourcen durch die Forschung, kommen Fragen auf, ob Bioprospecting erlaubt werden sollte oder nicht. Bioprospecting ist biologische Forschung, verbunden mit der Entwicklung von kommerziellen Produkten. Bioprospecting hat nicht den gigantischen Ressourcenverbrauch der Rohstoffindustrie, der normalerweise mit dem Begriff „Prospecting“ verbunden ist. In diesem Zusammenhang wird „Prospecting“ für die Generierung von neuem Wissen verwendet. Wie vom Gesetz gefordert, wird Forschung im Yellowstone gefördert, wenn er nicht die Parkressourcen und Besucherverwendung und -vergnügen nachteilig beeinflusst. Wichtig ist, dass nur die Forschungsergebnisse, z. B. die Informationen und Einblicke, die durch die Forschung an den Proben im Park erlangt werden, kommerzialisiert verwendet werden können – nicht die Proben selbst. Nichtsdestotrotz hinterfragen einige Personen die Angemessenheit von Forschungserlaubnissen für Wissenschaftlern im Nationalpark, wenn sie Bioprospectoren sind.

Die bekannteste kommerzielle Anwendung der Yellowstone-bezogenen Forschung war die Erfindung der Polymerase-Kettenreaktion, wie oben beschrieben. Die Polymerase-Kettenreaktion brachte bedeutende Gewinne für die Firma Cetus, die diesen Prozess patentierte. Im Jahr 1991 kaufte Hoffmann-LaRoch, eine pharmazeutische Firma aus der Schweiz, die US-Patente für 300 Millionen US-$. Seitdem betragen die jährlichen Verkäufe der Taq-Polymerase ungefähr 100 Millionen US-$. Der Yellowstone Nationalpark und die Öffentlichkeit hat von keine direkten Vorteile durch dieses kommerzielle Produkt erhalten, das durch das Studium einer Mikrobe des Yellowstones entwickelt wurde. Hoffmann-La Roche und die Forscher handelten gesetzmäßig bei der Entwicklung und Verkauf der Taq-Polymerase. Die Angelegenheit ist, ob oder ob nicht der National Park Service von den Forschern verlangen kann, die das Studienmaterial unter der Forschungserlaubnis erhielten, der Vorteilsteilungs-Vereinbarung mit dem National Park Service beitreten zu müssen, bevor sie ihre Forschungsergebnisse für kommerzielle Zwecke verwenden dürfen.

Vorteilsteilung

Die Bundesgesetzgebung autorisiert den National Park Service, Vorteilsteilungs-Vereinbarungen zu untersuchen, die den Park einen angemessenen Anteil an den Profiten bietet, wenn basierende Forschung der Park-Ressourcen von kommerziellem Nutzen ist. Ähnliche Vereinbarungen werden von anderen Ländern verwendet, damit sie als Gastgeberländer von den Vorteilen kommerzieller Entdeckungen aus ihrem natürlichen Erbe profitieren. 1997 wurde der Yellowstone-Nationalpark der erste US-Nationalpark, der eine Vorteilsteilungs-Vereinbarung mit einer kommerziellen Forschungsfirma unterzeichnete. Die „Yellowstone-Diversa Cooperative Research and Development Agreement“ (CRADA) erklärt, das die Firma Diversa dem Yellowstone 100000 US-$ über fünf Jahre zahlt (auch wenn die Forschungsergebnisse zu keinen kommerziell verwertbaren Entdeckungen führen), einschließlich der kostenlosen Bereitstellung wissenschaftlicher Analysen und Laborausrüstung, plus einer Lizenzgebühr von jedem Verkaufsertrag, der auf der Forschung im Park beruht. Diese Vereinbarung erlaubt Diversa nicht, Proben zu sammeln oder Forschung im Park durchzuführen. Die Erlaubnis zur Durchführung einer Forschung kann nur durch das Nachsuchen und Erhalten einer Forschungserlaubnis erreicht werden. Im Yellowstone fordert ein interdisziplinäres Team von Anwärtern für eine Forschungserlaubnis, die Einhaltung von strengen Ressourcen-Schutzstandards. Diversa hat Forschungsstandorte weltweit, sammelt DNA-Proben direkt in der Natur und durchsucht die Gene nach Fähigkeiten zur Erzeugung nützlicher Komponenten. In seinen Laboren fügen Wissenschaftler die nützlichsten Gene in mikrobiologischen „Wirtstiere“ ein und diese Mikroben erzeugen die interessante Komponente oder das Enzym. Wie alle Forschungsproben des National Park Service verbleiben die Mikroben und der DNA-Proben des Yellowstone-Nationparks im Bundesbesitz und werden nie verkauft.

Vor Gericht

Kurz nachdem die Vereinbarung zwischen Yellowstone und Diversa unterzeichnet war, klagten Gegner des National Park Services vor dem Bundesgericht mit dem Argument, dass diese Politik eine neue kommerzielle Aktivität einbrächte und sie illegal und für Parks unangebracht ist. Im Jahr 1999 beauftragte der Richter den National Park Service eine Umweltanalyse der potentiellen Einflüsse der Vorteilsteilungs-Vereinbarung zu erstellen und legte die Vereinbarung auf Eis, bis die Analyse abgeschlossen war. Das Gericht lehnte die Fortsetzung des Falles ab und erlaubte die Vereinbarung mit folgender Begründung:

  1. Es ist mit dem Auftrag des National Park Service zur Konservierung der Ressourcen vereinbar;
  2. Bioprospecting begründet keine verbrauchende Verwendung;
  3. Bioprospecting stellt keinen „Verkauf oder kommerzielle Verwendung“ der Parkressourcen dar; und
  4. Der Yellowstone falle innerhalb der Definition eines Bundeslabors und ließ dementsprechend die Vereinbarung zu.

Der National Park Service lässt einen Umwelteinfluss-Bericht (Environmental Impact Statement, EIS) durchführen, um entscheiden zu können, ob die Vorteilsteilung ein Teil der Politik des National Park Service für alle Parks sein sollte. Durch einen öffentlichen Prozess, will der Umwelteinfluss-Bericht die potentiellen Einflüsse der Implementierung oder Nicht-Implementierung der Vereinbarungen zur Vorteilsnahme untersuchen.

Das Studium von natürlichen Ressourcen war lange die Quelle von Wissen, das der Menschheit Vorteile brachte. Beispielsweise, über die Hälfte der Medikamente beinhalten mindestens einen aktiven Hauptbestandteil, der von natürlichen Bestandteilen abgeleitet oder zusammengesetzt wurde. Da die globale Artenvielfalt abnimmt, werden Nationalparks und andere Schutzgebiete immer wichtiger als Quelle für die genetische Vielfalt für wissenschaftliche Studien, um Wissen zu entdecken, um neue Lösungen für die Probleme der Menschheit zu entwickeln.

© 1999-2009 Copyright by Jürgen Kühnle
Über Anregungen und Kommentare zu diesen Seiten würde ich mich freuen juergen@kuehnle-online.de.