Wetenschappers hebben een nieuw regelmechanisme ontdekt dat verklaart op welke manier cyanobacteriën – microscopisch kleine organismen die al miljarden jaren fotosynthese uitvoeren – hun energiehuishouding afstemmen op licht en koolstofdioxide. Het onderzoek, uitgevoerd door wetenschappers aan de Michigan State University, toont aan dat het eiwit RpaA een sleutelrol speelt bij het aansturen van de interne structuren die koolstofdioxide vastleggen. De ontdekking biedt nieuw inzicht in de fotosynthese en kan bijdragen aan duurzamere biotechnologische toepassingen.

“Lang voordat planten en algen zuurstof produceerden, werd die activiteit al door bacteriën uitgevoerd”, merken de onderzoekers María Santos-Merino en Danny Ducat, op. “Cyanobacteriën – piepkleine, blauwgroene micro-organismen – gebruikten miljarden jaren geleden als eerste het zonlicht om koolstofdioxide om te zetten in zuurstof. De cyanobacteriën veranderden daarmee voorgoed de aardse atmosfeer en vormden de basis voor bijna al het leven dat we nu kennen.”

Nog altijd spelen cyanobacteriën een belangrijke rol. Deze organismen zijn verantwoordelijk voor ongeveer 30 procent van de wereldwijde opname van koolstofdioxide. Wetenschappers proberen te begrijpen op welke manier de cyanobacteriën daarbij precies aan het werk gaan, want die kennis kan helpen bij de ontwikkeling van duurzamere technologieën. De onderzoekers van de Michigan State University hebben daarbij een belangrijke stap gezet. Ze ontdekten immers op welke manier cyanobacteriën hun energieverbruik afstemmen op de omstandigheden waarin ze leven. 

Het onderzoek toont op welke manier de bacterie haar interne werking aanpast om koolstofdioxide op een efficiënte manier om te zetten. “De sleutel ligt bij een eiwit dat RpaA heet”, stippen Santos-Merino en Ducat aan. “Dat eiwit stond al bekend als onderdeel van de biologische klok van cyanobacteriën. RpaA regelt immers wanneer bepaalde genen worden geactiveerd en weer worden stilgezet. Maar uit het nieuwe onderzoek blijkt dat RpaA nóg een taak heeft. Het eiwit is immers verantwoordelijk voor de aansturing van carboxysomen, kleine compartimenten in de cel waar koolstofdioxide door het het enzym Rubisco in organisch materiaal wordt omgezet.”

Het eiwit fungeert als een boodschapper tussen de carboxysomen en de lichtopvangsystemen van de cel. Daardoor kan de bacterie zich snel aanpassen aan veranderingen in licht of voeding. Bij een sterkere aanvoer van energie groeien de carboxysomen, maar bij stress of tekorten zal een inkrimping of tijdelijke verdwijning kunnen worden geregistreerd. “Dit was een verrassing”, zeggen Santos-Merino en Ducat. “Normaal gesproken zijn die structuren altijd aanwezig, omdat de bacterie ze nodig heeft om te groeien.”

Toen de onderzoekers cyanobacteriën zonder RpaA onderzochten, merkten ze op dat de carboxysomen bij stress – onder meer bij een gebrek aan voeding of licht – volledig uiteenvielen, maar weer terugkeerden zodra de omstandigheden opnieuw verbeterden. “Dit wijst op een flexibel regelsysteem dat de cyanobacterie helpt om zijn interne activiteit, afhankelijk van zijn energiebalans, tijdelijk af te breken en weer op te bouwen.

“Die kennis is niet alleen fundamenteel interessant, maar kan ook praktische toepassingen krijgen”, zeggen de onderzoekers. “Cyanobacteriën zetten zonlicht bijzonder efficiënt om in suikers en andere stoffen. Als onderzoekers deze processen beter begrijpen, kunnen ze die eigenschappen mogelijk benutten voor de productie van biobrandstoffen, kunststoffen of andere duurzame materialen, zonder dat daarvoor landbouwgrond of drinkwater nodig is. Om het volledige potentieel van cyanobacteriën te benutten, moeten we precies weten wat er in die cellen gebeurt. Daarbij worden nog steeds nieuwe dingen ontdekt.”

China is voor het eerst doorgedrongen tot de top tien van de meest innovatieve landen in de wereld. China neemt daarbij de plaats in van Duitsland, de grootste economie van Europa. Dat blijkt uit de ranglijst van de Global Innovation Index, gebaseerd op een analyse van 139 landen die op 78 indicatoren werden beoordeeld. China dankt volgens het rapport zijn vooruitgang aan de belangrijke investeringen die bedrijven in het land in onderzoek en ontwikkeling doen.

Zwitserland voert ook dit jaar de ranglijst met meest innovatieve landen van de wereld aan. Het land heeft die leidende positie al sinds 2011 in handen. Op de tweede plaats staat Zweden, gevolgd door de Verenigde Staten, Zuid-Korea en Singapore. De top tien bestaat verder uit het Verenigd Koninkrijk, Finland, Nederland, Denemarken en China.

Volgens het rapport ligt China op koers om wereldwijd de grootste investeerder in onderzoek en ontwikkeling te worden, terwijl het land snel de achterstand in particuliere financiering inloopt. Tegelijkertijd wordt het mondiale innovatieklimaat overschaduwd door dalende investeringen. De wereldwijde uitgaven aan onderzoek en ontwikkeling zouden dit jaar nog een groei met 2,3 procent laten optekenen, tegenover 2,9 procent vorig jaar. Daarmee is de groei tot het laagste niveau sinds 2010 teruggevallen.

China leverde vorig jaar ongeveer een kwart van alle internationale octrooiaanvragen. Geen enkel land vraagt meer patenten voor nieuwe ontwikkelingen aan. De Verenigde Staten, Japan en Duitsland – die samen 40 procent van de aanvragen vertegenwoordigden – werden met lichte dalingen geconfronteerd. Octrooibezit geldt algemeen als een belangrijke graadmeter van economische kracht en industriële kennis.

Volgens Sacha Wunsch-Vincent, hoofdredacteur van de Global Innovation Index, hoeft Duitsland zich op de langere termijn echter geen zorgen te maken over de terugval naar de elfde plaats. De nieuwe rangschikking houdt bovendien geen rekening met de effecten van importheffingen die door de Amerikaanse president Donald Trump werden ingevoerd. “Duitsland heeft een sterke traditie als industriële innovatiemotor, maar staat nu ook tevens voor de uitdaging om ook op het gebied van digitale innovatie een leidende rol op te nemen”, betoogde Daren Tang, directeur-generaal van de World Intellectual Property Organization (Wipo).

België staat in de ranglijst van de Global Innovation Index op een 21ste plaats, tegenover een 24ste plaats vorig jaar. Daarmee laat het land zijn beste resultaat sinds 2013 optekenen. België laat onder meer goede prestaties optekenen op het gebied van onderzoek en ontwikkeling, onderwijs en kennisintensieve werkgelegenheid. 

Bij de andere Europese landen moest onder meer het Verenigd Koninkrijk een verdere terugval melden. Drie jaar geleden stond dat land nog een vierde plaats, maar diende vorig jaar al één positie prijs te geven. Nu werd een verdere achteruitgang tot een zesde plaats geregistreerd. Duitsland ging twee plaatsen achteruit en staat nu op een elfde positie. Frankrijk valt van een twaalfde naar een dertiende plaats terug. 

Naast België lieten in Europa ook Ierland en Noorwegen sterke vorderingen op het gebied van innovatie optekenen. Verder wordt gewag gemaakt van sterke prestaties van opkomende economieën zoals Saoedi-Arabië, Qatar, Brazilië, Mauritius, Bahrein en Jordanië.

Putten in het wegdek zouden binnenkort tot het verleden kunnen behoren. Wetenschappers van de Monash University in Melbourne (Australië) hebben immers een methode ontwikkeld waarbij smartphones worden ingezet om de toestand van het wegennet te controleren. Dat is een sneller en goedkoper alternatief voor de inspectiemethoden die traditioneel worden gehanteerd.

De technologie registreert niet alleen oneffenheden in het wegdek. Auto’s leveren tegelijkertijd immers ook videobeelden aan een app die een live kaart van de wegcondities in een hele stad opbouwt.

Tijdens een proef in Melbourne werden een 25-tal voertuigen gedurende twee maanden uitgerust met smartphones. Daarbij werden verschillende automodellen en telefoonposities getest om realistische omstandigheden na te bootsen. “Ons onderzoek toont aan dat smartphones, ondersteund door modellen op het gebied van deep-learning, betrouwbare gegevens over oneffenheden in het wegdek, ongeacht het voertuigtype of de montagepositie, kunnen vastleggen,” zei onderzoeksleider Yihai Fang, professor infrastructuurwerken aan de Monash University.

In samenwerking met de wegbeheerders hopen de onderzoekers het project nu verder uit te breiden. “Naarmate er meer data uit verschillende voertuigen uit verschillende voertuigen, telefoons en wegomstandigheden kunnen worden verzameld, zal het systeem sterke worden”, benadrukte professor Fang. “Op termijn zou dit kunnen leiden tot de creatie een stadsbrede kaart van de wegkwaliteit, aangedreven door gewone automobilisten.”

Op dit moment gebruiken de instanties vaak gespecialiseerde meetwagens met laserapparatuur om de wegcondities te controleren. Deze aanpak levert nauwkeurige resultaten op, maar heeft een hoge kostprijs en wordt meestal slechts enkele keren per jaar ingezet. Door de klimaatverandering en extreme weersomstandigheden raakt het wegennet echter steeds meer onder druk, waardoor er vaker inspecties zouden moeten worden uitgevoerd.

“Betaalbare hulpmiddelen zoals smartphones kunnen in de tussenliggende periode extra gegevens opleveren en bijdragen aan een efficiënter gebruik van de budgetten voor het onderhoud van de wegen”, beklemtoont professor Fang nog. “Australië besteedt jaarlijks ongeveer 15,8 miljard dollar aan zijn wegennet. Nagenoeg de helft van dat budget is gereserveerd voor het onderhoud en herstellingswerkzaamheden.”

“Door gebruik te maken van voertuigen die toch al op de weg zijn, kan voor een snellere en meer frequente monitoring van de kwaliteit van het wegdek worden gezorgd”, betoogde Fang nog. “Daarmee kunnen problemen eerder worden gesignaleerd, waardoor sneller kan worden ingegrepen en oplopende kosten voor de herstelling van het wegdek kunnen worden vermeden.”

Donkere auto’s kunnen de buitentemperaturen op warme zomerdagen met bijna 4 graden Celsius verhogen. Dat blijkt uit een studie van wetenschappers aan de Universiteit van Lissabon in Portugal, waarbij de luchttemperatuur rond twee auto’s – een zwart en wit exemplaar die meer dan vijf uur op een heldere en warme zomerdag in de buitenlucht stonden geparkeerd – werd gemeten.

Op een snikhete zomerdag kan een geparkeerde auto aanvoelen als een oven. Het Portugese onderzoek wijst erop dat dit effect niet alleen oncomfortabel aanvoelt, maar ook volledige buurten kan opwarmen. Daarbij blijkt de kleur van de auto een belangrijke rol te vervullen.

Volgens de studie stralen voertuigen met donkere kleuren aanzienlijk meer warmte uit dan wagens met een lichtere tint, waardoor de omgevingstemperatuur met enkele graden Celsius kan stijgen. “Wanneer dit effect zich vermenigvuldigt over duizenden geparkeerde auto’s, kan de werking van het stedelijke hitte-eiland – het fenomeen waarbij steden veel warmer worden dan hun omgeving – aanzienlijk versterken”, benadrukt onderzoeksleider Márcia Matias, professor klimatologie aan de Universiteit van Lissabon.

Bij een buitentemperatuur van 36 graden Celsius zorgde de zware auto ervoor dat de luchttemperatuur in de directe omgeving van het voertuig 3,8 graden Celsius warmer kon worden dan het omliggende asfalt. De witte auto had een veel geringer effect. “Dit verschil moet aan de lichtreflectie worden toegeschreven”, verduidelijkt professor Matias.

“Bij auto’s met een witte lak kan tussen 75 procent en 85 procent van het zonlicht worden weerkaatst”, merkt Márcia Matias op. “Bij zwarte auto’s is er slechts sprake van een weerkaatsing tussen 5 procent en 10 procent. De rest van het licht wordt geabsorbeerd. Omdat de metalen carrosserie van een voertuig dun is en snel opwarmt, geeft een auto de opgenomen warmte vlugger aan de omgevende lucht af dan asfalt, dat trager opwarmt.”

“In een stad staan duizenden auto’s geparkeerd”, vervolgt Matias. “Elk voertuig kan daarbij enerzijds een kleine warmtebron of anderzijds een hitteschild vormen. De kleur van een auto kan dan ook daadwerkelijk bepalen hoe warm de straten kunnen aanvoelen.”

De wetenschappers wijzen erop dat het autopark een belangrijke bijdrage tot stedelijke hitte-eilanden kunnen leveren. Dit fenomeen ontstaat immers wanneer de bestrating warmte opslaat, terwijl een dichte bebouwing de luchtcirculatie vermindert en warmte vasthoudt. Auto’s, airconditioners en industriële activiteiten dragen nog meer warmte bij. Tijdens de nacht is dit effect het sterkst. Steden kunnen op dat ogenblik tot 10 graden Celsius warmer blijven dan het platteland, omdat beton, asfalt en staal de warmte die overdag is opgeslagen tijdens de nacht slechts langzaam afgeven. 

Hitterecords

In Europese steden kunnen oppervlaktetemperaturen tijdens de zomer tussen tien en vijftien graden Celsius hoger liggen dan in landelijke gebieden, waar planten en bossen voor afkoeling zorgen. Aangezien ongeveer 70 procent van de Europeanen in stedelijke gebieden woont, vormt dit een belangrijk risico voor de volksgezondheid.

Europa is de afgelopen jaren zwaar getroffen door hitterecords. In meerdere steden stegen de temperaturen deze zomer boven de grens van 40 graden Celsius. Hitte veroorzaakt niet alleen ongemakken, maar kan ook biologische veroudering versnellen, de mentale gezondheid aantasten en kinderen gevoeliger maken voor uitdroging, ademhalingsproblemen en zelfs overlijden. Ouderen en mensen met bestaande gezondheidsklachten lopen het grootste gevaar.

Door heel Europa werken steden aan oplossingen. In de Spaanse metropool Barcelona wordt met klimaatschuilplaatsen – openbare gebouwen zoals bibliotheken, scholen en musea die tijdens hittegolven openblijven – gewerkt om inwoners een koel toevluchtsoord te bieden. Andere steden vergroenen hun straten. De Nederlandse stad Breda heeft zijn rivieroevers omgevormd tot tuinen en betonnen tegels vervangen door gras en bomen. Inmiddels bestaat 60 procent van de stad uit groenaanleg. Tegen 2030 wil Breda een van de meest natuurrijke steden van Europa zijn.

Omdat dergelijke projecten tijd en investeringen vergen, krijgen snellere en goedkopere maatregelen – zoals het vergroten van stedelijke reflectiviteit – meer aandacht. “Auto’s zouden daarbij een interessante rol kunnen spelen”, merkt professor Matias op. “Vastgesteld werd dat het overschilderen van donkere auto’s naar lichtere tinten in Lissabon de reflectiviteit van bepaalde straten van nagenoeg 20 procent tot bijna 40 procent zou kunnen verdubbelen, terwijl de luchttemperatuur vlak boven de grond op hete en windstille dagen merkbaar zou verlagen.”

Vooral wagenparken van taxi’s, bestelwagens of gemeentelijke voertuigen zouden volgens Matias goede kandidaten zijn voor lichtere lak.

Meer over dit onderwerp:

• World Cup 2026 door hittestress en extreem weer bedreigd
• Amerikaans minister van energie minimaliseert klimaatrisico’s
• Dakontwerp moet aan grotere stormdreiging worden aangepast
• Bescherming moerassen Braziliaanse Cerrado grotendeels genegeerd
• Wijnranken bieden steden bescherming tegen klimaatverandering

Wetenschappers van Aarhus Universiteit hebben een manier gevonden om beton tot leven te brengen. Door bacteriën aan het cement toe te voegen, kan het bouwmateriaal niet alleen structurele functies vervullen, maar ook elektriciteit opslaan en afgeven. Het resultaat is een biohybride supercondensator die zichzelf kan regenereren en in de toekomst mogelijk muren, bruggen en andere infrastructuur kan veranderen in herbruikbare energiebronnen.

Het onderzoeksteam van de Aarhus Universiteit heeft aangetoond hoe cement, het meest gebruikte bouwmateriaal in de wereld, kan worden omgevormd tot een levend energie-apparaat. Door energie-producerende bacteriën in cement te verwerken, hebben de wetenschappers een biohybride supercondensator gecreëerd met verrassend hoge prestaties en een opmerkelijk vermogen om zichzelf in de loop van de tijd te regenereren.

“We hebben structuur en functie gecombineerd”, benadrukt onderzoeksleider Qi Luo daarbij. “Het resultaat is een nieuw soort materiaal dat zowel een gewicht kan dragen als energie kan opslaan, maar dat bovendien ook zijn prestaties kan herstellen wanneer het van voedingsstoffen wordt voorzien.”

Beton wordt omschreven als een inerte en levensloze stof. Maar deze nieuwe studie volgt een radicaal andere benadering. Het Deense team voegde aan het bouwmateriaal de bacterie Shewanella oneidensis, die bekendstaat voor haar vermogen om elektronen naar oppervlakken buiten de cel te verplaatsen. Dit proces wordt extracellulaire elektronentransfer genoemd en maakt van de bacterie een soort natuurlijke elektriciteitskabel, die lading aan zijn omgeving kan doorgeven.

“Eenmaal ingebed in de cementmatrix creëren deze bacteriën een netwerk van dragers dat zowel elektrische energie kan opslaan als afgeven”, verduidelijkt Qi Luo. “Zelfs in dit vroege stadium toont het materiaal prestaties die opmerkelijk superieur zijn aan de niveaus van traditionele systemen van energie-opslag die op cement zijn gebaseerd, wat veelbelovend is voor toekomstige toepassingen. Wat misschien het meest opvallend is, is dat het materiaal blijft functioneren zelfs nadat de microben zijn gestorven en dat het systeem weer tot leven kan worden gebracht.”

Voedingsoplossing

Omdat de microbiële activiteit door een tekort aan voedingsstoffen of omgevingsstress geleidelijk afneemt, ontwierp het team in het cement een geïntegreerd microfluïdisch netwerk. Dat is een fijn kanalenstelsel dat vloeistof kan transporteren. Langs deze kanalen kan een voedingsoplossing met eiwitten, vitaminen, zouten en groeifactoren worden toegediend. Op deze manier kunnen de bacteriën in leven worden gehouden of kan het systeem opnieuw worden geactvieerd. Met deze methode kan tot 80 procent van de oorspronkelijke energiecapaciteit worden hersteld.

In de praktijk opent dit de deur naar herbruikbare energie-materialen die hun functie behouden zonder dat batterijen vervangen of dure herstellingen uitgevoerd hoeven te worden. De onderzoekers hebben het materiaal ook onder extreme omstandigheden getest. Zelfs bij vrieskou en hoge temperaturen behield het cement zijn vermogen om elektriciteit op te slaan en af te geven. En wanneer zes cementblokken in serie werden verbonden, leverden ze voldoende energie om een led-lamp van elektriciteit te voorzien.

“Dit is niet louter een laboratoriumexperiment,” zegt Qi Luo. “Wij zien deze technologie in echte gebouwen geïntegreerd. Door het aanbieden van een lokale energieopslag kan het concept worden gebruikt in muren, funderingen of bruggen, onder meer als ondersteuning van hernieuwbare energiebronnen zoals zonnepanelen. In een gewone kamer, gebouwd met bacterierijk cement, zouden de muren zelfs bij een bescheiden energiedichtheid van 5 wattuur per kilogram ongeveer 10 kilowattuur kunnen opslaan. Dat is voldoende om een standaard bedrijfsserver een hele dag van elektriciteit te voorzien.”

Nu de wereld verschuift naar hernieuwbare energiebronnen, groeit de behoefte aan een flexibele, betaalbare en duurzame energieopslag. Traditionele batterijen zijn afhankelijk van zeldzame en dure materialen zoals lithium en kobalt en degraderen in de loop van de tijd. Het nieuwe materiaal dat op cement is gebaseerd bestaat daarentegen uit overvloedige en goedkope componenten en kan op grote schaal worden geproduceerd. De gebruikte bacteriën komen van nature voor en zijn milieuvriendelijk.

Plasticvervuiling blijft wereldwijd een hardnekkig probleem. Wetenschappers zoeken daarom koortsachtig naar plantaardige alternatieven die niet alleen duurzaam, maar ook snel afbreekbaar zijn. Onderzoekers van de South Dakota State University denken dat het snoeihout van wijnstokken een oplossing voor het probleem kan bieden. Het onderzoek toont dat deze takken, rijk aan cellulose, kunnen worden omgezet in een sterk, transparant en volledig biologisch afbreekbaar verpakkingsmateriaal dat binnen zeventien dagen uit de bodem verdwijnt.

Plastic is in de moderne wereld alomtegenwoordig, maar zorgt ook voor grote problemen. Slechts een fractie van het plasticafval kan immers worden gerecycleerd. Bovendien zijn de meeste kunststoffen bestemd voor eenmalig gebruik. Daarnaast zijn er ook nog de vragen rond microplastics, die in vele organismes doordringen. Het is immers nog altijd onduidelijk welke effecten die stoffen op langere termijn op de gezondheid kunnen hebben.

Ondanks het massale gebruik van plastic over de hele wereld, wordt slechts 9 procent van de productie daadwerkelijk gerecycleerd. Ongeveer de helft van alle geproduceerde kunststoffen is bovendien bestemd voor eenmalig gebruik. Deze feiten stimuleren de zoektocht naar duurzame alternatieven op basis van plantaardige grondstoffen die binnen relatief korte tijd volledig afbreekbaar zijn. 

Onderzoekers van de South Dakota State University (SDSU) hebben daarbij hun hoop gericht op onder meer cellulose, een natuurlijke bouwsteen die de basis kan vormen voor milieuvriendelijke folies die vergelijkbaar functioneren met conventionele plastic verpakkingen. Hun prototype lijkt veelbelovend, want het materiaal blijkt sterker dan traditioneel plastic en degradeert volledig binnen een maand.

Zeventien dagen

Hoewel veel planten cellulose bevatten, zijn wijnstokken bijzonder rijk aan deze stof. Jaarlijks worden de snoeiresten uit wijngaarden in grote hoeveelheden verwijderd. Voor wijnproducenten hebben deze takken momenteel nauwelijks waarde en worden doorgaans dan ook verhakseld en teruggebracht in de bodem of verbrand.

De onderzoekers van de South Dakota State University hebben deze biomassa echter een nieuwe bestemming gegeven. Uit de snoeihoutresten ontwikkelden de wetenschappers transparante en sterke folies die in slechts zeventien dagen in de bodem afbreken, zonder schadelijke reststoffen achter te laten. Bovendien bleken de wijnstokfolies bij trekproeven sterker dan conventionele plastic zakken. “Plastic op basis van olie blijft zevenhonderd tot duizend jaar bestaan”, benadrukt onderzoeksleider Srinivas Janaswamy, professor voedingswetenschappen aan de South Dakota State University.“Daarom wisten we dat we een materie nodig hadden die snel uiteenvalt en verdwijnt.”

“Uiteindelijk willen we een biologisch afbreekbare wegwerptas ontwikkelen, zodat er minder plastic tassen in omloop zijn”, verduidelijkte Janaswamy. “Deze folies hebben een sterk potentieel voor de productie van voedselverpakkingen, al zijn uitgebreide toxiciteitstesten noodzakelijk om de voedselveiligheid te garanderen.”

Cellulose wordt al langer voor uiteenlopende toepassingen gebruikt. Onder meer katoen bestaat grotendeels uit cellulose. Eerder onderzoek toonde aan dat de stof ook kan worden gewonnen uit onder meer avocadoschillen, sojahullen, switchgrass, koffiedik, maïskolven, bananenschillen en luzerne. Afhankelijk van de bron kunnen de eigenschappen van het eindproduct echter opmerkelijke variaties vertonen.

Volgens cijfers van de Wereldbank is de wereldwijde extreme armoede de voorbije vier decennia spectaculair teruggelopen. Maar achter de berekeningswijze die daarbij door de economen van de Wereldbank wordt gehanteerd, moeten een aantal vraagtekens worden geplaatst. Dat is de boodschap van een artikel door wetenschappers aan de Autonome Universiteit Barcelona, de Macquarie University en de Maastricht Universiteit.

“Uit cijfers van de Wereldbank blijkt dat in 1981 nog 47 procent van de wereldbevolking in extreme armoede leefde”, zeggen de onderzoekers Jason Hickel, Dylan Sullivan en Michail Moatsos. “Dat zou inmiddels echter naar 10 procent zijn teruggebracht. Daarbij maakte de Wereldbank echter gebruik van de zogenaamde koopkrachtpariteit, waarbij de koopkracht van de bevolking tussen de verschillende landen wordt vergeleken. Consumenten kunnen met eenzelfde gedrag in een bepaald land immers meer of minder kopen dan elders.”

“Maar steeds meer onderzoekers stellen dat deze methode van de koopkrachtpariteit een groot tekort kent”, stippen de onderzoekers aan. “Deze methode zegt niets over de daadwerkelijke kosten om in een bepaalde context in de cruciale basisbehoeften te voorzien. Wie volgens het systeem van de koopkrachtpariteit niet meer aan extreme armoede lijdt, kan in realiteit nog steeds met een tekort worden geconfronteerd. Essentiële goederen en diensten kunnen in een specifieke regio immers duurder zijn dan hun inkomsten toelaten.”

De voorbije jaren hebben wetenschappers echter gezocht naar een andere benadering, die volgens hen dichter bij de reële benadering van extreme armoede ligt. “Deze methode vergelijkt de inkomens met de prijzen van basisbehoeften – voedsel, huisvesting, kleding en brandstof – in elk land afzonderlijk”, geven Hickel, Sullivan en Moatsos aan. “Deze benadering staat als de basic needs poverty line bekend en schetst een heel verhaal over de daling van de wereldwijde extreme armoede.”

Volgens de alternatieve methode viel de extreme armoede tussen 1980 en 2011 van 23 procent naar 17 procent terug. In absolute aantallen was er zelfs sprake van een toename. In 1980 leden volgens dit systeem 1,01 miljard mensen aan extreme armoede. In 2011 werden al 1,2 miljard personen met het probleem geconfronteerd.

Bovendien vertoonden de ontwikkelingen een grillig patroon. In de jaren tachtig en negentig van de voorbije eeuw belandde een extra miljard mensen in extreme armoede, juist in de periode dat veel landen in Afrika, Azië en Latijns-Amerika ingrijpende markt­hervormingen doorvoerden. Deze hervormingen waren vaak gericht op de liberalisering van de markten, de privatisering van staatsbedrijven en bezuinigen op de overheidsuitgaven. De maatregelen werden vaak geïntroduceerd onder druk van westerse financiële instellingen zoals het Internationaal Monetair Fonds of de Wereldbank. Pas na de eeuwwisseling trad er enig herstel op, maar de vooruitgang bleef beperkt.

“Over de periode na 2011 zijn er over de basic needs poverty line geen robuuste gegevens beschikbaar, maar cijfers van de Food & Agriculture Organisation (FAO) tonen een zorgwekkende trend”, werpen Hickel, Sullivan en Moatsos op. “In 2014 had 21 procent van de wereldbevolking geen betrouwbare toegang tot voedsel. In 2022 was dat aandeel al tot 30 procent opgelopen. Ook de ernstige voedselonzekerheid – langdurige periodes van honger – nam daarbij toe van 7,7 procent naar 11,3 procent.”

“Omdat toegang tot voedsel centraal staat in de bepaling van extreme armoede, ligt het voor de hand dat de armoedetrend sinds 2011 nauwelijks verbeterd is en mogelijk zelfs is verslechterd”, geven de onderzoekers nog aan. “Dit heeft gevolgen voor de millenniumdoelen van de Verenigde Naties. Daarbij moest in eerste instantie de extreme armoede tussen 1990 en 2015 worden gehalveerd. De gegevens over basisbehoeften en voedselonzekerheid wijzen erop dat deze doelstelling waarschijnlijk niet is gehaald.”

Maatschappelijke ontwrichting

“Extreme armoede is geen natuurlijk verschijnsel, maar een symptoom van ernstige maatschappelijke ontwrichting”, beklemtonen Hickel, Sullivan en Moatsos. “Historische data over reële lonen sinds de 15de eeuw tonen dat mensen in normale omstandigheden doorgaans in hun levensonderhoud kunnen voorzien, behalve tijdens crisissen zoals hongersnood en oorlog of wanneer bevolkingsgroepen structureel worden buitengesloten. Dit laatste gebeurde vaak onder het Europees kolonialisme, waarbij koloniale machten vaak de lokale bevolking benadeelden om hun eigen rijkdom te vergroten.”

“Anderzijds tonen de gegevens dat sommige landen erin slagen extreme armoede sterk terug te dringen, zelfs zonder hoge inkomens per hoofd van de bevolking. Dat lukt door strategieën zoals een prijsregulering en de uitbouw van publieke voorzieningen voor essentiële goederen. Onderzoek bevestigt dat dit soort maatregelen, ongeacht het inkomensniveau, sociale vooruitgang mogelijk maakt.”

Hickel, Sullivan en Moatsos benadrukken dat de wereld vandaag voldoende produceert om extreme armoede meerdere keren uit te bannen. “De huidige productieve capaciteit volstaat zelfs om wereldwijd toegang te garanderen tot gezondheidszorg, onderwijs, moderne huisvesting, sanitaire voorzieningen, elektriciteit, duurzame kooktoestellen, koelkasten, telefoons, internet, computers, transport en andere basisvoorzieningen voor meer dan acht miljard mensen”, voeren ze aan. 

“Dat armoede nog steeds wijdverspreid is, wijst er dan ook op dat maatschappelijke ontwrichting structureel ingebouwd zit in de wereldeconomie en dat markten er niet in slagen de basisbehoeften van grote delen van de mensheid te dekken. Er zijn weliswaar voldoende middelen en productieve capaciteit om de extreme armoede te beëindigen, maar dat vergt een herinrichting van de economie, zodat een garantie kan worden geboden op een daadwerkelijk universele toegang tot de goederen en diensten die nodig zijn voor een waardig bestaan.”

Er is in het wereldwijde onderzoekslandschap een duidelijke verschuiving merkbaar. Dat blijkt uit een analyse over de wetenschappelijke onderzoeksactiviteit het voorbije jaar door de database Nature Index, gebaseerd op publicaties in 145 wetenschappelijke magazines. Daarbij werd duidelijk dat China zijn voorsprong in onderzoeksresultaten verder heeft uitgebreid.

China stak in 2023 de Verenigde Staten voorbij als wereldwijde leider in wetenschappelijk onderzoek. Sindsdien heeft het Aziatische land zijn voorsprong verder uitgebouwd. China behaalde in de Nature Index het voorbije jaar een score van 32.122 punten. Dat betekende een stijging met 17 procent tegenover het jaar voordien. In de top tien van instellingen met de meeste publicaties, was China vorig jaar met acht instellingen vertegenwoordigd. Het jaar voordien was er sprake van zeven Chinese vermeldingen in de top tien.

“De gegevens weerspiegelen een ingrijpende verschuiving in het wereldwijde onderzoekslandschap”, betoogde Simon Baker, hoofdredacteur van Nature Index, in een commentaar op de resultaten. “De voortdurende investeringen die China in wetenschap en technologie heeft gedaan, vertalen zich in een snelle, aanhoudende groei van hoogwaardige onderzoeksresultaten, die op gebieden zoals natuurwetenschappen en scheikunde nu de voorheen dominante westerse landen, waaronder de Verenigde Staten, ver overtreffen.”

De resultaten maken verder duidelijk dat de Aziatische regio in zijn geheel een grotere dominantie in het wereldwijde wetenschappelijk onderzoek opbouwt. Dat gaat gepaard met een daling van het aantal topposities voor westerse instellingen in de rangschikking. Naast China bleken Zuid-Korea en India de enige naties in de top tien van de landenrangschikking die hun aandeel in het wereldwijde wetenschappelijk onderzoek het voorbije jaar – met respectievelijk 4,1 procent en 2 procent – verder zagen oplopen. 

Zuid-Korea liet zich vooral gelden op het gebied van biologie en natuurkunde en steeg in de landenrangschikking daarbij – ten koste van Canada – van een achtste naar een zevende plaats. Singapore steeg van een achttiende naar een zestiende plaats en boekte daarbij tegenover het jaar voordien een vooruitgang van 7 procent. De stadstaat dankte die vooruitgang vooral aan uitstekende onderzoeksresultaten op het gebied van gezondheid en leefmilieu. In de top twintig kon alleen China een sterkere groei laten registreren. De uitzondering op de Aziatische vooruitgang was Japan, dat een daling met 7 procent diende te laten optekenen.

Achteruitgang westerse landen

Voorheen dominante westerse landen registreerden voor het tweede jaar op rij een daling, waarbij Canada, Frankrijk, Zwitserland, het Verenigd Koninkrijk en de Verenigde Staten allemaal een daling van minstens 7 procent noteerden. Australië en Duitsland konden de terugval tot minder dan 3 procent beperken.

Bij de instellingen behield de Chinese Academy of Sciences(CAS) zijn eerste plaats, gevolgd door de Amerikaanse Harvard University, die in zijn puntentotaal echter wel een terugval met 18 procent moest melden. De University of Science and Technology of China eindigde op de derde plaats, terwijl de Zhejiang University van de tiende naar de vierde plaats steeg.

Vele westerse instellingen dienden in de rangschikking terrein prijs te geven. De Duitse Max-Planck-Gesellschaft zakte van de vierde naar de negende plaats, terwijl het Franse Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) voor de eerste keer uit de top tien viel en op de dertiende plaats eindigde. De Amerikaanse Stanford University daalde van een vijftiende naar een zestiende plaats. Het Massachusetts Institute of Technology (MIT) viel van een veertiende naar een zeventiende plaats terug. De Amerikaanse National Institutes of Health ging van een twintigste naar een vierentwintigste plek.

Meer over dit onderwerp:

• Immigratiebeleid Trump zal tot wetenschappelijke braindrain leiden
• China zoekt grotere wetenschappelijke samenwerking met zuidelijk halfrond
• Chinese wetenschap wereldwijd leider in gebruik artificiële intelligentie
• China probeert wereldwijd wetenschappelijk talent aan te trekken
• Europese wetenschappelijke sector rekent op Deense stimulans
• Eerste Amerikaanse wetenschappelijke vluchtelingen in Frankrijk gearriveerd
• Singapore verwacht veel van kunstmatige intelligentie in wetenschap
• Besparingen op wetenschappelijke budgetten zullen elke Amerikaan schaden
• Basisonderzoek heeft ook op bredere moderne maatschappij impact
• Merendeel Amerikanen niet akkoord met aanvallen op wetenschappelijk onderzoek

Tokyo-Yokohama blijft ook dit jaar wereldwijd het grootste cluster voor wetenschap en technologie. Dat blijkt uit een rapport van de World Intellectual Property Organization (Wipo), gebaseerd op basis van patentaanvragen en wetenschappelijke publicaties. Er wordt echter tegelijkertijd opgemerkt dat economieën met een middeninkomen op het gebied van innovatie de snelste groei laten optekenen. Tokyo-Yokohama gaat in de rangschikking het Chinese cluster Shenzhen-Hongkong-Guangzhou, vooraf.

Uit het rapport blijkt dat China voor het tweede opeenvolgende jaar het grootste aantal innovatieclusters liet optekenen. In de lijst met de honderd meest innovatieve gebieden van de wereld, konden immers zesentwintig Chinese locaties worden teruggevonden. Dat betekende een stijging met twee regio’s tegenover vorig jaar. De Verenigde Staten eindigden met twintig clusters op de tweede plaats. Nog bleek dat Shenzhen-Hongkong-Guangzhou zijn tweede plaats wist vast te houden, terwijl Peking naar de derde plaats klom. Dat gebeurde ten nadele van Seoel, dat naar de vierde plaats terugzakte. Op de vijfde plaats staat met Shanghai-Suzhou opnieuw een Chinees cluster.

De top tien bestaat verder uit de clusters San Jose-San Francisco (Verenigde Staten), Osaka-Kobe-Kyoto (Japan), Boston-Cambridge, (Verenigde Staten), Nanjing (China) en San Diego (Verenigde Staten). Daarna volgend New York City (Verenigde Staten), Parijs (Frankrijk), Wuhan (China), Hangzhou (China), en Nagoya (Japan).

Tokio blijft het belangrijkste innovatiecentrum van de hele wereld. – Foto: Pixabay/kdsmatt

De twee grootste clusters van de wereld vertegenwoordigen bijna één op de vijf patenten die wereldwijd werden ingediend. De twee clusters werden geleid door respectievelijk Mitsubishi Electric en Huawei. Hoewel er in de top tien weinig veranderingen werden geregistreerd, waren er wel sterkere verschuivingen verder in de ranglijst. Daarbij lieten volgens de Wipo vooral landen met een middeninkomen een sterke groei optekenen.

De sterkste groei werd opgetekend in de Chinese regio Hefei, waar het aantal patentaanvragen en wetenschappelijke publicaties een stijging met 23 procent werd genoteerd. Op de tweede plaats staat Zhengzhou, eveneens in China, met een score van 19 procent, gevolgd door Cairo (11 procent),  Chennai (8 procent) en Istanbul (8 procent). Daarentegen moesten de meeste Noord-Amerikaanse en Europese clusters een daling melden.

Innovatie-ecosystemen

Latijns-Amerika en Afrika hebben in de ranglijst slechts een bescheiden aandeel. Sao Paulo (Brazilië)  is op een 73ste plaats het enige Latijns-Amerikaanse cluster in de top honderd. Afrika is in die lijst bovendien alleen vertegenwoordigd door Cairo (Egypte), dat op de 95ste plaats zelfs zijn debuut maakt. Ook Kuala Lumpur (Indonesië) is op een 93ste plaats een debutant in de top honderd.

“Clusters van wetenschap en technologie vormen de basis van robuuste nationale innovatie-ecosystemen”, benadrukt Daren Tang, hoofd van de Wipo, in een commentaar op het rapport. “Het is bemoedigend om te zien dat deze clusters niet alleen floreren in de mature centra van de geïndustrialiseerde landen, maar ook in de opkomende innovatiehotspots van een aantal ontwikkelingslanden.”

Na China en de Verenigde Staten bleek Duitsland de meeste innovatieclusters te herbergen. In de top honderd werden immers acht Duitse regio’s opgetekend. Het belangrijkste innovatiecluster van Duitsland is München, dat op een 22ste plaats gerangschikt. Zuid-Korea en India volgen met vier clusters. Het belangrijkste Indiase innovatiegebied is Bengaluru, dat op een 56ste plaats kon worden teruggevonden. Frankrijk, Groot-Brittannië, Japan en Canada waren elk met drie clusters in de top tien vertegenwoordigd.

Wanneer de innovatiekracht wordt afgemeten naar de omvang van de lokale populatie, komt Cambridge (Engeland) als primus uit de studie, gevolgd door San José-San Francisco (Verenigde Staten) en Eindhoven (Nederland). Verder wordt opgemerkt dat de innovatie in Afrika eerder door wetenschappelijke publicaties dan door patentaanvragen wordt gedreven. Na Cairo zijn Johannesburg, Kaapstad, Tunis en Alexandrië de belangrijkste Afrikaanse innovatieclusters.

Meer over dit onderwerp:

• Leeds krijgt wetenschappelijk cluster voor alternatieve proteïnen
• Yucatan ontwikkelt zich verder tot een industrieel centrum
• Zuid-Korea wil cluster voor kleine modulaire reactors uitbouwen
• Tunesië werkt aan industriële hub tussen Afrika en Europa
• HCM City wil cluster voor culturele industrie Zuidoost-Azië worden

Biofilms kunnen in rivieren betere indicatoren zijn voor de detectie van bacteriën met een resistentie tegen antibiotica. Dat blijkt uit twee recente onderzoeken naar de waterkwaliteit van de Donau door wetenschappers aan de Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften in Krems en het Inter-University Cooperation Center for Water and Health in Wenen. Opgemerkt wordt dat de resistentie vooral moet worden toegeschreven aan de menselijke fecale verontreiniging langs de rivier.

Elk jaar sterven duizenden mensen in Europa als gevolg van infecties met bacteriën die een resistentie tegen antibiotica hebben opgebouwd. Het probleem wordt veroorzaakt door het overmatige gebruik van antibiotica in de geneeskunde en de landbouw. Ziekenhuizen zijn wereldwijd de belangrijkste locaties voor de verspreiding en ontwikkeling van antibioticaresistente bacteriën met een resistentie tegen antibiotica, omdat ze hier tussen patiënten worden overgedragen. Langs rioolwaterzuiveringsinstallaties komt het klinisch afvalwater vervolgens in natuurlijke aquatische ecosystemen terecht, waardoor bacteriën in rivieren en meren terechtkomen.

Modelorganisme

Om de verspreiding van resistentie van bacteriën tegen antibiotica langs de Donau te onderzoeken, combineerden de wetenschappers twee onderzoeksmethoden. Enerzijds werd gebruik gemaakt van moleculair genetische methoden om resistentie te bepalen met moderne diagnostiek voor fecale verontreiniging, maar anderzijds werd ook gezocht naar parameters voor de aanwezigheid van chemische producten. Hierdoor konden de onderzoekers de dynamiek van resistentie vastleggen en de belangrijkste oorzaken en hotspots bepalen.

Grote rivieren zijn van cruciaal belang voor de wereldwijde verspreiding van resistentie. – Foto:Pixabay/NickyPe

Volgens Andreas Farnleiter, hoofd van de ICC Water en Health aan de Karl Landsteiner Universiteit Krems en de Technische Universiteit Wenen, is E. coli hiervoor een bijzonder geschikt modelorganisme. “E. coli is wijdverspreid als de belangrijkste verwekker van urineweginfecties, koloniseert bij ziekenhuispatiënten vaak lekkende urinekatheters, wordt in water gebruikt als een indicator van resistentie tegen antibiotica en wordt daarvoor ook door de World Health Organisation (WHO) als een indicator aanbevolen. In totaal werden stalen van patiënten (697), water (489) en biofilms (440) op hun gevoeligheid voor twintig antibiotica getest. Op die manier verkregen we een aantal resistentiepatronen.

Over het geheel genomen wezen de resultaten op een vrij gematigde resistentiesituatie in Oostenrijk. “Ondanks hogere resistentieniveaus in humane stalen in vergelijking met riviermonsters, bleek de resistentie tegen sterke reserveantibiotica zoals meropenem en tigecycline zeldzaam”, stipte Farnleiter aan. “Ondanks kleine verschillen in resistentie vergeleken met watermonsters, werden in de biofilm enkele bacteriële stalen geïdentificeerd die resistent waren tegen belangrijke antibiotica en drager waren van ESBL-genen. ESBL staat voor extended-spectrum beta-lactamase en betekent dat deze bacteriën enzymen produceren die resistent zijn tegen veel beta-lactam antibiotica, wat de behandeling van infecties bemoeilijkt. 

Biofilm is dus mogelijk een betere indicator voor de invloed van de klinische omgeving op de resistentie in rivieren dan het water zelf.”

Verspreiding

Grote rivieren zijn van cruciaal belang voor de wereldwijde verspreiding van resistentie. Ze zijn immers sterk vervuild door afvalwater en zijn ook belangrijke levensaders. Tot nu toe ontbrak het aan een gedetailleerd inzicht in de aanwezigheid, de verspreiding en de belangrijkste oorzaken van de resistentie tegen antibiotica in rivierlopen. Dat is wat de wetenschappers in de tweede studie aan de Donau onderzochten. Ze analyseerden daarbij patronen en hotspots van antibioticaresistente genen (ARG’s) over een afstand van 2.311 kilometer. 

Volgens Alexander Kirschner, plaatsvervangend hoofd van het ICC Water en Health, vormt het uitgebreide inzicht dat op deze manier is verkregen, de basis van een gericht beheer om de verspreiding van resistentie tegen antibiotica in rivierbekkens te verminderen. “We presenteren de eerste uitgebreide dataset langs de Donau, die zal helpen toekomstige trends te beoordelen”, benadrukt hij. “Voor een beter begrip van de verspreiding en dynamiek van de resistentie moeten ze ook worden onderzocht in andere milieucompartimenten zoals rivierbiofilms of sedimenten, omdat deze potentiële langetermijnreservoirs zouden kunnen zijn.”