Arboreal Futures

Bäume können mehr als 1000 Jahre alt werden, die aktuellen Klimamodelle prognostizieren den Klimawandel bis etwas 100 Jahre in die Zukunft. Was passiert danach?

Aus der Zusammenarbeit des Plant Ecology Research Lab (PERL) der EPFL in Lausanne mit  der Performance-Künstlerin Maja Renn und dem Designer und Künstler Krzysztof Wronski entstand eine spekulative Zeitreise in die nahe Zukunft der heimischen Bäume. Welche Rolle nehmen Bäume in der menschlichen Gesellschaft ein? Werden sie als Baumaterial, CO2-Speicher oder lebendige Wesen gesehen? Wie passen sich Bäume an den Klimawandel an? Kann Technologie diesen Anpassungsprozess unterstützen? Und was können Menschen von Bäumen lernen?

Die multimedialen Installationen von Krzysztof Wronski erforschen, wie lebenden Bäumen erweiterte Handlungsmöglichkeiten und Fähigkeiten geschenkt werden können. Die Prototypen und Interventionen des Künstlers sollen Bäumen dienen und hinterfragen gleichzeitig die Beziehungen zwischen Menschen und lebenden Organismen, die mit der Klimakrise zu kämpfen haben.

Die performative Installation [Pheno]Plasticity der Künstlerin Maja Renn beschreibt wissenschaftliche Erkenntnisse über die Eigenschaft der phänotypischen Plastizität, also die Fähigkeit von Organismen, als Reaktion auf Umweltbedingungen verschiedene Formen zu bilden.

Die Forschung des Plant Ecology Research Lab unter der Leitung von Prof. Charlotte Grossiord zeigt den neusten Stand der Forschung zu den physiologischen und ökologischen Reaktionen terrestrischer Ökosysteme auf den globalen Wandel.

Maja Renn

Maja Renn, 1990 in Wrocław, Polen, geboren, ist bildende Künstlerin und Performancekünstlerin. Ihr Schwerpunkt liegt auf der Verflechtung zwischen verschiedenen Spezies. In ihrer Arbeit schlägt sie Ansätze vor, um symbiotische Modelle für die Zukunft zu entwerfen und verkörpern. Ihre oft kollaborativen und transdisziplinären Arbeiten nehmen eine Vielzahl von Formen an: von immersiven Tanzproduktionen über partizipatorische Bewegungssitzungen bis hin zu intimen Ritualen unter vier Augen.

Sie absolvierte einen MA in Kunstpraxis am Niederländischen Kunstinstitut in Arnheim, Niederlande, ein Postgraduiertenstudium am Center of Contemporary Art in Tiflis, Georgien, und verschiedene Weiterbildungskurse, unter anderem am Grotowski-Institut in Breslau, Polen.

Sie lebt in Zürich, Schweiz, wo sie für verschiedene Institutionen, darunter das Schauspielhaus und die Zürcher Hochschule der Künste (ZHdK), gearbeitet hat. Zurzeit leitet sie den Verein bewegende kunstformen, der sich der Schaffung und Verbreitung inter- und transdisziplinärer Performances widmet, und arbeitet als Tanzlehrerin an verschiedenen öffentlichen Schulen in Zürich.

[Pheno]Plasticity – Maja Renn
Performative Installation, 2024

Das Projekt [Pheno]Plasticity verbindet Forschung, Choreografie und Videokunst miteinander,  übersetzt natürliche Prozesse artenreicher Wälder in performative Sequenzen und setzt diese zu einer immersive Videoinstallation zusammen.

Der Begriff „phänotypische Plastizität“ bezieht sich auf die Fähigkeit von Organismen, ihre Physiologie, Morphologie oder Entwicklung als Reaktion auf Umweltveränderungen anzupassen. Diese Fähigkeit ist vor allem für unbewegliche Organismen wie Bäume entscheidend, da sie nicht die Möglichkeit haben, sich fortzubewegen.

Die zwei Tänzer:innen verkörpern zwei Baumarten: Buche und Eiche. Inspiririert von wissenschaftlichen Modellen aus der Ökologie erforscht die Choreografie verschiedene Zukunftsszenarien für das Zusammenleben der beiden Baumarten. Phänomene wie Plastizität, Anpassungsfähigkeit, Symbiose und das Aussterben werden dabei auf den Massstab und die Zeitlichkeit des menschlichen Körpers übertragen.

Durch die bewusste Anthropomorphisierung weckt das Werk Empathie für nicht-menschliche Lebensformen, fördert die Wertschätzung langfristiger Beziehungen innerhalb von Ökosystemen und unterstreicht die Wichtigkeit des Schutzes von Urwäldern.

Künstlerische Leitung: Maja Renn
Choreografie und Produktionsassistenz: Misia Żurek
Tanz: Haeyeon Lim, Elias Blau
Video-Kollaboration: Claudio Zenger
Video-Assistenz: Minh Trang Poplawska
Ton: Jonathan Lin
Wissenschaftliche Mitarbeit: Kate Johnson

Krzysztof Wronski

Der in Kopenhagen wohnende Forscher, Künstler und Designer Krzysztof Wronski schafft forschungsbasierte spekulative Arbeiten zu sozialen und ökologischen Herausforderungen. Seine Arbeit zielt nicht darauf ab, Probleme zu lösen, sondern mit ihnen und um sie herum zu tanzen, um den Dialog, die Beteiligung und die Erkundung möglicher Alternativen zu fördern – ein Ausgangspunkt, der zu einem anderen Ausgangspunkt führt. Derzeit beschäftigt sich Krzysztof mit der Frage, ob und wie Design- und Innovationsprozesse in Zusammenarbeit mit Wissenschaftler:innen die existenziellen Bedürfnisse von Bäumen und Wäldern berücksichtigen können.

Krzysztof Wronski wurde 1988 in Chicago, USA, und ist polnischer Amerikaner, der derzeit in Kopenhagen, Dänemark, lebt. Nachdem er 15 Jahre lang als Grafik-, Industrie- und Dienstleistungsdesigner studiert und gearbeitet hatte, zog Krzysztof 2020 nach Barcelona, um Design for Emergent Futures zu studieren. Seit dieser Erfahrung hat er eine kreative Praxis entwickelt, die Design- und Innovationsprozesse in Frage stellt, die nur darauf abzielen, Wirtschaftswachstum zu produzieren und privilegierten Menschen zu dienen.

Protest Mushrooms – Krzysztof Wronski
Skulpturen, Lehm, Kupfer, elektronische Bauteile und SCOBY Kombucha, 2024

Am Eingang der Ausstellung stehen acht Protestpilze. Die Pilze, die der Künstler aus Lehm, Kupfer, elektronischen Bauteilen und SCOBY Kombucha baut, reagieren auf Bewegungen und protestieren gegen schädliche Landnutzungspraktiken, welche sich negativ auf die Waldökologie auswirken. Die Klänge, die von den Pilzen ausgehen, stammen von ‘nSchuppel, einem Schweizer Kollektiv, das sich mit dem Entstehungsprozess von Traditionen beschäftigt. Das Kollektiv erforscht Naaturjodel und andere alte kulturelle Praktiken und hauchen scheinbar unveränderlichen Traditionen neues Leben und ihre Stimme ein.

Feels like 1950 – Krzysztof Wronski
Video einer Intervention, 2024

Die Arbeit Feels Like 1950 kann als Klimakammer für Bäume verstanden werden. Basierend auf der Modell-Ökosystem-Anlage MODOEK der WSL (Eidgenössisches Institut für Wald, Schnee und Landschaft) ist Feels like 1950 ein mobiles Klimazelt, das über jeden Baum gestülpt werden kann und ihm auf der Grundlage historischer Klimadaten komfortable Lebensbedingungen bietet. Zusätzlich sind verschiedene Sensoren wie eine Kavitationskamera installiert, die das Wohlbefinden des Baumes überwachen. Diese nehmen automatisch Anpassungen in der Kammer vor, um dem Baum ein angenehmes Klima zu gewährleisten. Das Werk bildet so die Bedingungen nach, die der ausgewählte Baum im Jahr 1950 erlebt hätte. Die Intervention wird als Videoarbeit in der Ausstellung gezeigt und soll keine Lösung darstellen, sondern zum Nachdenken über die Auswirkungen des Klimawandels und darüber anregen, welche Mittel erforderlich wären, damit andere Arten die Klimakrise überleben können.

Aerial Relocation Assistance – Krzysztof Wronski
Video einer Intervention, Papier, Eicheln, 2024

In seiner Intervention Aerial relocation assistance erforscht Krzysztof Wronski spielerisch Möglichkeiten der unterstützten Migration. Er sammelt Eicheln in städtischen Gebieten, um sie an Orten wieder auszustreuen, an denen die Pflanzen eine höhere Überlebenschance haben. Mit Hilfe einer kommerziellen Drohne, an der ein steuerbarer Korb befestigt ist, und ein paar biologisch abbaubaren Fallschirmen wirft er die Eicheln hoch in der Luft ab. Dies kann auch zum politischen Statement werden: in der hier dokumentierten Intervention wurde ein Golfplatz zum Ziel. Damit kritisierte der Künstler, wie Landschaften zu hoch strukturierten, für Menschen geschaffenen Gebilden gemacht werden.

Migrating Tree – Krzysztof Wronski & Pietro Rustici
Mobile Installation, 2024

Die Geschwindigkeit, mit der sich das Klima verändert, bedroht viele Bäume und überfordert ihre Anpassungsfähigkeit. Es ist möglich, dass Baumarten, die seit der letzten Eiszeit in der Schweiz heimisch sind, dort, wo sie sich heute befinden, bald nicht mehr überleben können. In Zusammenarbeit mit dem in Barcelona ansässigen Ingenieur Pietro Rustici wird ein autonomer, solarbetriebener Rover entwickelt, mit dessen Hilfe ein Baum migrieren kann. Damit soll demonstriert werden, wie sich ein Baum zu Lebzeiten möglichst selbstständig und emissionsarm in nördliche Breitengrade bewegen kann. Das Fahrzeug wird in der Ausstellung zu sehen sein und im Jahr 2025 zu seiner Jungfernfahrt aufbrechen.

Ciras 4

CIRAS 4 ist ein tragbares System zur Messung der Photosynthese. Es gibt Daten über die Photosynthese, die Fluoreszenz und die Bodenatmung einer Pflanze aus. Das Gerät besteht aus einem Infrarot-Analysator, welcher Kohlendioxid und Wasser misst. Die Infrarotzellen sind mit Gold beschichtet und verfügen über für CO2 und H2O optimierte Detektoren, und können Temperaturunterschiede sowie Schwankungen des atmosphärischen Drucks kontrollieren und ausgleichen.

Psychrometer

Der ICT Psychrometer misst das Wasserpotenzial von Pflanzen. Das Wasserpotenzial ist ein Indikator für Wasserstress: über die Messung der Blätter kann die Wasserverfügbarkeit in den Pflanzengeweben abgeleitet werden. Wenn Pflanzen wegen Trockenheit oder übermässigem Salzgehalt unter Wasserstress leiden, können sie weniger Wasser aus dem Boden aufnehmen. Dies führt zu einem verringerten Wasserpotenzial der Blätter.

Plant Ecology Research Lab (PERL)

Wie wirken sich die globale Erwärmung, der steigende Verdunstungsbedarf und häufigere und intensivere Dürren auf Bäume und damit auf die wesentlichen Funktionen und Leistungen aus, die Waldökosysteme für den Menschen erbringen? Dieser Frage geht das Plant Ecology Research Laboratory (PERL) der EPFL und der WSL (Lausanne, Schweiz) nach. Die Forschungsgruppe möchte die physiologischen und ökologischen Reaktionen terrestrischer Ökosysteme auf globale Veränderungen besser verstehen, wobei der Schwerpunkt auf der Vorhersage und Bekämpfung ihrer Auswirkungen liegt. Zu den wichtigsten Forschungsthemen des Labors gehören die Auswirkungen des Verlusts der biologischen Vielfalt auf die Funktionen und Leistungen von Ökosystemen sowie die physiologischen Prozesse, die an den Reaktionen von Pflanzen auf klimatischen Stress beteiligt sind. Das Forschungsteam nutzt neuartige Techniken und Ansätze, welche Zellen bis zu gesamte Ökosysteme unter verschiedenen Umweltbedingungen in gemäßigten, mediterranen und tropischen Systemen untersuchen. Die Forschung wird unter kontrollierten Bedingungen (z. B. in Gewächshäusern und Wachstumskammern) und in manipulativen Feldexperimenten (z. B. Manipulation von Dürre und Temperatur) durchgeführt und nutzt langfristige nationale und internationale Inventarplattformen. Dieser integrative Ansatz hat sowohl theoretische als auch angewandte Ziele, um die Parametrisierung von Klima-Vegetationsmodellen zu untersuchen und neue klimafreundliche Managementpraktiken zu entwickeln.

Wie passen sich Bäume an den Klimawandel an?

Bäume passen sich dem Klimawandel durch verschiedene Mechanismen an. Eine Schlüsselstrategie sind phänologische Verschiebungen, bei denen Bäume den Zeitpunkt von Lebensereignissen wie Blattentfaltung, Blüte oder Fruchtbildung ändern, um sich besser an  Klimaveränderungen anzupassen. So treiben beispielsweise einige Arten bei steigenden Temperaturen im Frühling früher aus. Genetische Anpassung ist ein weiterer Weg, bei dem die natürliche Selektion Merkmale begünstigt, die besser an neue Bedingungen angepasst sind, wie z. B. Trockenheitstoleranz oder Hitzebeständigkeit. Dieser Prozess kann langsam sein, ist aber für das langfristige Überleben von entscheidender Bedeutung. Auch die Migration ist von entscheidender Bedeutung, da sich die Verbreitungsgebiete der Baumpopulationen in Richtung günstigerer Klimazonen verschieben, typischerweise polwärts oder in höhere Lagen. Bäume können sich auch durch physiologische Veränderungen anpassen, wie z. B. durch Anpassung der Blattgröße, der Stomatadichte oder der Wurzeltiefe, um die Wassernutzungseffizienz zu verbessern und mit zunehmender Trockenheit oder Hitzestress fertig zu werden. Schließlich kann sich auch die Artenzusammensetzung in Wäldern ändern, wobei widerstandsfähigere Arten andere verdrängen und zu einer neuen Walddynamik führen. Das rasante Tempo des Klimawandels stellt jedoch eine Herausforderung dar, da es die Fähigkeit vieler Baumarten, sich auf natürliche Weise anzupassen, möglicherweise übersteigt

Was ist der Anpassungsprozess, was braucht es dazu, und wie hilft er?

Anpassung ist der Prozess, durch den sich Organismen an Veränderungen in ihrer Umwelt anpassen und so ihre Überlebenschancen und Fortpflanzung verbessern. Er umfasst genetische Veränderungen über Generationen hinweg, wobei die natürliche Selektion Merkmale begünstigt, die die Fähigkeit eines Organismus verbessern, mit neuen Bedingungen wie Klimaveränderungen, Veränderungen des Lebensraums oder anderen Umweltbelastungen zurechtzukommen. Eine erfolgreiche Anpassung hilft Arten, in neuen oder veränderten Umgebungen zu gedeihen, und ermöglicht es ihnen, ihre Populationen zu erhalten oder sogar zu vergrößern. Sie kann über lange Zeiträume zur Entwicklung neuer Arten führen und gewährleistet die Stabilität des Ökosystems, da die Arten trotz Umweltveränderungen weiterhin ihre ökologischen Funktionen erfüllen. Eine Anpassung ist jedoch nicht garantiert, insbesondere angesichts schneller oder extremer Veränderungen.

Wie können Menschen zu diesem Anpassungsprozess beitragen und was können wir von Bäumen lernen, um uns selbst anzupassen?

Menschen können zum Anpassungsprozess beitragen, indem sie Arten, einschließlich Bäumen, bei der Reaktion auf Umweltveränderungen unterstützen. Eine Möglichkeit ist die unterstützte Migration, bei der Menschen Arten dabei helfen, in Gebiete mit günstigeren Bedingungen umzusiedeln, wodurch sich ihre Überlebenschancen erhöhen. Wir können auch die Wiederherstellung von Lebensräumen unterstützen, indem wir Gebiete mit einheimischen Arten aufforsten, die gegen den Klimawandel resistent sind, und so die biologische Vielfalt erhalten. Ein weiterer Ansatz ist die genetische Erhaltung. Durch die Erhaltung und den Schutz eines breiten Genpools sowohl bei Wild- als auch bei Kulturarten ermöglichen wir eine größere Anpassungsfähigkeit. Der Mensch kann auch nachhaltige Landbewirtschaftungspraktiken umsetzen, die Umweltbelastungen wie Entwaldung, Umweltverschmutzung und Lebensraumfragmentierung reduzieren und den Arten eine bessere Chance geben, sich auf natürliche Weise anzupassen.

Von Bäumen können Menschen etwas über Widerstandsfähigkeit und Flexibilität lernen. Bäume haben sich über Jahrtausende hinweg an unterschiedliche Bedingungen angepasst, indem sie ihre Wachstumsmuster, Wurzelstrukturen und Fortpflanzungsstrategien verändert haben. In ähnlicher Weise können Menschen widerstandsfähiger werden, indem sie nachhaltige Praktiken anwenden, ihre Lebensmittel- und Energiequellen diversifizieren und Gemeinschaften aufbauen, die Umweltbelastungen standhalten können. So wie sich Bäume allmählich an ihre Umgebung anpassen, müssen Menschen für die Zukunft planen und Maßnahmen priorisieren, die die langfristige Gesundheit unseres Planeten und unserer Gesellschaften unterstützen.

Wie könnte sich unsere Wahrnehmung von Bäumen ändern?

Unsere Wahrnehmung von Bäumen könnte sich dahingehend ändern, dass wir sie nicht mehr nur als Ressource oder malerische Kulisse betrachten, sondern als wichtige Verbündete bei der Bewältigung von Umweltproblemen. Bäume könnten nicht nur als einzelne Organismen betrachtet werden, sondern als integrale Bestandteile komplexer Ökosysteme, die das Klima regulieren, Luft und Wasser reinigen und die biologische Vielfalt fördern. Diese veränderte Wahrnehmung könnte zu einer tieferen Wertschätzung der Intelligenz und Widerstandsfähigkeit von Bäumen führen, indem sie als Lebewesen verstanden werden, die kommunizieren, sich anpassen und zum Wohlergehen ihrer Umgebung beitragen Wir könnten beginnen, Bäume als Lehrer für Geduld und Vernetzung zu betrachten, angesichts ihrer langen Lebensdauer und ihrer Rolle bei der Verbindung verschiedener Elemente des Ökosystems. Darüber hinaus könnte die Betrachtung von Bäumen als Klimalösungen ihre Rolle bei der Kohlenstoffbindung, der Temperaturregulierung und der Abschwächung der Auswirkungen des Klimawandels hervorheben. Diese Perspektive könnte zu größeren Anstrengungen bei der Erhaltung, Wiederaufforstung und nachhaltigen Forstwirtschaft führen.

Das Ziel von PERL

Die Gruppe geht diese Frage an, indem sie sich mit den wichtigsten Fragen im Zusammenhang mit den Auswirkungen von Hitze und Trockenheit auf die Physiologie von Bäumen und Wäldern befasst. Mit diesem Forschungsplan im Hinterkopf macht PERL radikale Fortschritte und leistet mit multidisziplinären experimentellen Ansätzen und Techniken originäre Beiträge. Die Arbeit wird von der Notwendigkeit angetrieben, Unsicherheiten in Modellprojektionen zu reduzieren, die aus einem mangelnden Verständnis der Reaktionen von Wäldern auf neuartige Umweltbedingungen resultieren. Darüber hinaus befasst sich PERL mit wichtigen angewandten Zielen für die Gesellschaft, insbesondere mit der Rolle der Biodiversität und den negativen Auswirkungen invasiver Arten.

Podcast: Krzystof Wronskis autonome Bäume

Was wäre, wenn wir uns für einmal nicht nur auf die Bedürfnisse von Menschen konzentrieren würden, sondern die von Bäumen ins Zentrum stellen?

Krzystof Wronski erklärt uns die von ihm entwickelte Praxis des “Tree Centered Design”. Er lädt uns ein, gemeinsam zu erkunden, wie ein Design- oder Innovationsprozess aussehen könnte, wenn er sich auf die Bedürfnisse von Bäumen (oder anderen Lebewesen) statt auf die des Menschen konzentrieren würde.

> Transkript

Podcast: Eine Gefahr aus dem Himmel

Wir sprechen über eine unsichtbare Kraft, die den Pflanzen das Wasser aus den Blättern saugt.

Heisse und trockene Sommer sind nicht nur eine Gefahr für die menschliche Gesundheit, sondern auch für die Pflanzen. EPFL-Professorin Charlotte Grossiord und ihr Team haben die Auswirkungen von warmen, trockenen Sommern auf Pflanzen untersucht und schreiben über eine Gefahr aus dem Himmel, die Pflanzen trotz Bewässerung austrocknen lässt.

> Transkript

> Wissenschaftliches Manuskript “Eine Gefahr aus dem Himmel”

Podcast: Am PERL mit Philipp Schuler

Was heisst es, zum Klimawandel zu forschen? Wie gehen Wissenschaftler:innen mit ernüchternden Forschungsergebnissen um?

Im Gespräch mit Philipp Schuler, Forscher am Pflanzenökologie Labor an der EPFL in Lausanne, geht es um die Auswirkungen des Klimawandels auf Bäume und darum, warum Forschung wichtig ist und was Forschende eigentlich den ganzen Tag so treiben.

> Transkript