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Citizen Science

Wissen? Schaffen Wissenschaftler. Bisher. Neuerdings beteiligen sich Millionen Laien an Forschungsprojekten. Über Theorie und Praxis der Citizen Science.




• Schmerzerfüllt machen wir allen Verwandten und Bekannten die tiefbetrübende Nachricht, daß unser lieber, guter, letzter Brotlaib im Alter von 8 Tagen nach langem, schwerem Sparen heute Mittag 12 Uhr infolge eines eingetretenen Heißhungers aufgegessen worden ist. Um eine Brotmarke für die Hinterbliebenen bittet in großem Leibweh, Emil Kohlendampf.“

Eine Postkarte vom 3. September 1918, verschickt aus Münster. Es ist eine fingierte Traueranzeige, die einen Eindruck vermittelt von der Versorgungslage in den letzten Wochen des Ersten Weltkriegs und dem Galgenhumor, der die deutsche Bevölkerung damals erfasst hatte. Zu finden ist sie auf der Website Transcribathon.com, einem Geschichts-portal zum Mitmachen. Seit das Projekt 2016 startete, haben rund 1800 Menschen aus ganz Europa mehr als 13 000 private Dokumente wie Briefe, Tagebucheinträge oder Zeitungsausschnitte transkribiert, mit Herkunftsdaten versehen und auf die Seite geladen.

Das gigantische Erste-Weltkriegs-Archiv „Europeana 1914 – 18“, dem Trans- cribathon angeschlossen ist, umfasst sogar rund 200 000 digitalisierte Dokumente. Die meisten dieser Quellen wären für Historiker wahrscheinlich verloren ohne die Schüler, Studenten, Rentner und Archivare, die sogenannten Bürgerwissenschaftler, die sie mit ihrer Arbeit zugänglich machen. Denn die einzige Alternative wäre eine maschinelle Verarbeitung – und alte Handschriften können Computer noch nicht lesen.

Transcribathon ist ein erfolgreiches Beispiel für einen Ansatz in der Forschung, der zunehmend diskutiert und ausprobiert wird: Citizen Science – Bürgerwissenschaft. Gemeint ist damit die Kooperation von professionellen Wissenschaftlern und Laien in konkreten Forschungsprojekten. Wie weit solche Beteiligungen gehen können, ist bislang offen. Die Laien könnten nur Daten sammeln und auswerten, aber sich auch an der Suche nach Forschungsfragen beteiligen, sie könnten das Forschungsdesign mitbestimmen oder vielleicht sogar gemeinsam mit den Profis Schlüsse aus den Ergebnissen ziehen.

Ganz neu ist die Zusammenarbeit von Profis und Laien nicht. Naturkunde museen kooperieren schon lange mit naturwissenschaftlichen Vereinen, etwa beim Auf- und Ausbau von Sammlungen. Die neue Bürgerwissenschaft will allerdings nicht nur Hobbyforscher erreichen: Auch Fachfremde sollen aus reinem Interesse und ohne feste Bindung an eine akademische Institution an Forschungsprozessen teilnehmen können. Damit soll Citizen Science einen Weg aus dem akademischen Elfenbeinturm bieten, der zugleich das Verständnis für wissenschaftliche Arbeit in der Gesellschaft fördert.

„Die Spezialisierung der Wissenschaft hat zu einem Inseldasein geführt“, meint Susanne Hecker vom Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig. „Komplexe Probleme wie das Artensterben oder der Klimawandel sind so nicht lösbar. Es braucht dafür das Zusammenspiel zwischen Wissenschaft, Gesellschaft und Politik – und Citizen Science kann einen entscheidenden Beitrag leisten.“ Laien könnten mit ihrer fachlichen Expertise Lücken in der Wissenschaft füllen, etwa bei der Taxonomie, der Bestimmung von Arten, wofür es an Universitäten kaum noch Spezialisten gibt. Oder beim flächendeckenden Sammeln von Umweltdaten als Grundlage wissenschaftlicher Forschung – allein schon durch ihre schiere Masse.

In den Weiten der Wissenschaft

Erste Erfahrungen mit dem Ansatz liegen bereits vor, unter anderem dank des Tagfalter-Monitorings: Um möglichst lückenlos zu dokumentieren, wo in Deutschland welche Falter leben und wie sich ihre Bestände verändern, kooperiert das UFZ seit 2005 mit rund 500 aktiven Freiwilligen, die von April bis Ende September wöchentlich dieselben 460 Strecken in der Natur ablaufen, dabei Tagfalter bestimmen und zählen, und ihre Funde ans UFZ melden, wo sie von Profis analysiert werden. Es sind Naturfotografen, Hundebesitzer, Spazier- gänger. „Ohne sie könnten wir unsere Forschungsfragen nicht beantworten“, sagt die Projektkoordinatorin Elisabeth Kühn. Wichtig sei nicht zuletzt ihre enorme Ausdauer. „Uns kommt es vor allem auf lange Zeitreihen an“, sagt Kühn. „Die Profis könnten das allein nicht stemmen.“

Die langfristigen Veränderungen in den Populationen sind interessant, weil sie auch Aussagen über die beobachteten Objekte hinaus ermöglichen – Tagfalter sind Indikatoren für das grundsätzliche Funktionieren eines Ökosystems. Die Ergebnisse des Monitorings fließen in Datenbanken ein, mit denen Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern arbeiten. Manchmal finden die Profis durch die Laien sogar neue Ansätze, denn die Bürgerwissenschaftler reichern ihre Meldungen gern mit Zusatzinformationen an, etwa zur Veränderung der Landschaft. „Sie sagen uns, wie oft eine Wiese gemäht wurde“, erklärt Kühn, „oder ob die Getreidesorte auf einem Feld gewechselt hat. Dadurch konnten wir Zusammenhänge zwischen der Landnutzung und der Schmetterlingspopulation erkennen, weshalb wir künftig Luftbildaufnahmen in die Analyse einbeziehen werden.“

Mittlerweile wird Citizen Science auch öffentlich gefördert. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte zwischen 2014 und 2016 ein Konsortium aus Helmholtz- und Leibniz-Gemeinschaft für die Erarbeitung einer „Citizen Science Strategie 2020“. Ebenfalls seit 2014 fördert es das Onlineportal „Bürger schaffen Wissen“ (BSW), das als Vermittlungsstelle zwischen Profi-Wissenschaftlern und Laien fungiert. 2017 teilte das BMBF mit, außerdem mit rund fünf Millionen Euro deutschlandweit 13 Citizen-Science-Projekte direkt zu finanzieren, „um die Bürgerforschung zu verbessern und methodisch voranzubringen“.

Ziel ist es, Citizen Science weiterzuentwickeln. Und das scheint in der Tat nötig, denn auch wenn auf der BSW-Plattform zurzeit gut 100 Projekte präsentiert werden, von denen knapp 60 Prozent von Hochschulen oder Forschungsinstitutionen verantwortet werden, fällt auf: Nahezu zwei Drittel stammen aus den Bereichen Biodiversitätsforschung und Umwelt-Monitoring, knapp 20 Prozent aus der Geschichtsforschung. Die Weite der Wissenschaft bildet das nicht ab. Physik, Chemie und andere eher abstrakte Gebiete fristen ein Nischendasein oder kommen gar nicht vor. „Außerdem geht es meist darum, dass die Laien nur Daten sammeln oder auswerten“, sagt David Ziegler, BSW-Redakteur und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Berliner Museum für Naturkunde, einem der Betreiber der Website. „Dass sie in den gesamten Forschungsprozess eingebunden werden, ist eher selten. In Projekten, die von wissenschaftlichen Institutionen durchgeführt werden, haben die Wissenschaftler meist klar die Führungsrolle.“

Nachtigallgesänge aufnehmen, Wild- schweine in der Großstadt orten und zählen, Grabsteine fotografieren, Feinstaub messen – bislang erledigen Bürgerwissenschaftler vor allem Fleißarbeit. Für David Ziegler ist das kein Manko. „Wissenschaftliche Erkenntnis zu fördern heißt nicht, auf alles eine Antwort zu haben. Gute Daten zu sammeln verbessert die wissenschaftliche Infrastruktur ebenfalls.“ Und es motiviert die Forscher, Citizen Science zu betreiben. In einer europaweiten Umfrage sahen 75 Prozent der Verantwortlichen den Beitrag der Laien in der Lieferung großer Datenbestände, nur knapp die Hälfte schätzte fachliche Expertise. Ein Potenzial, neue Forschungsfragen zu finden, sahen lediglich 30 Prozent der Befragten. Ebenso wenige glaubten, dass die Beteiligung von Laien Erkenntnisse bringen würde, die ohne sie nicht möglich wären.

Monitoring von Mücken

Für Citizen-Science-Befürworter sagt diese Zurückhaltung aber wenig über das grundsätzliche Potenzial der Bürgerwissenschaft aus. „In den meisten Projekten geht es vorrangig um das Sammeln von Daten“, sagt Susanne Hecker vom UFZ. „Und die Fragestellung wird von den Projektleitern definiert, was den Beitrag der Freiwilligen automatisch festlegt, schließlich ist genau das gefragt.“ Allerdings können auch solche Projekte eine erstaunliche Eigendynamik entwickeln.

Ein gutes Beispiel dafür ist der Mückenatlas, mit dem das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) in Müncheberg seit 2012 Gesundheitsvorsorge betreibt. Für ihn lassen sich die Wissenschaftler von jedem, der möchte, Mücken zuschicken, in Streichholzschachteln oder Plastikdosen, und versehen mit Angaben zu den Umständen des Fangs. Rund 15 000 Mückenjäger haben bislang 100 000 Mücken zur Post gebracht. Das Ziel ist, herauszufinden, wo und wann welche Stechmückenart in Deutschland vorkommt. Das ist wichtiger, als es zunächst scheint, „weil Mücken Krankheitserreger übertragen können“, erklärt die Projektleiterin Doreen Walther, „wir aber seit der Ausrottung der Malariaerreger in Deutschland in den Siebzigerjahren keine intensive Forschung mehr gemacht haben, auch nicht zur Verbreitung von Stechmücken. Wir brauchen detaillierte Verbreitungskarten für die einzelnen Arten, um herauszufinden, wann wo welche Mücke vorkommt und um Rückschlüsse ziehen zu können, welche Mücke in welchen Regionen tatsächlich als Überträger fungieren kann. Oder ob sich nicht einheimische Arten hierzulande eingenistet haben.“

Der Mückenatlas ist zuerst einmal ein typisches Monitoring-Projekt, das die Fänge von deutschlandweit 120 professionellen Mückenfallen ergänzt. Aber Walther und ihre Kollegen bestimmen jedes eingesandte Tier und sortieren es in eine Datenbank ein, die das Mückenvorkommen bis auf das Niveau von Stadtteilen oder Straßen herunterbricht, was enorm hilfreich ist für Entscheidungen. „So kann man mit den Gesundheitsbehörden vor Ort in den Austausch gehen und verhindern, dass etwa ein mit Denguefieber-Virus infizierter Tourist nach Hause kommt und dort womöglich mit der Asiatischen Tigermücke zusammentrifft, die den Erreger weitergeben könnte“, sagt Walther. Das Wissen darum, dass diese Mücke in Deutschland großflächig verbreitet ist, ist nicht zuletzt ein Ergebnis des Mückenatlas. Mittlerweile wird sie von Behörden in vier Bundesländern bekämpft.

Zudem ist der Mückenatlas auch Grundlage weitergehender Forschung. Weil die Experten mittlerweile wissen, welche Mücken am häufigsten vorkommen, infizieren sie die Arten mit Krankheitserregern und prüfen, ob sie sie tatsächlich übertragen. „Die Forschung steckt in den Kinderschuhen, und wir haben bislang kaum Kenntnis darüber, welche Mücke wozu in der Lage ist“, sagt Walther.

Dass der Mückenatlas gut funktioniert, ist wenig überraschend. Sein Ziel versteht jeder Laie, und das Fangen der Tiere macht Spaß. Zudem ist die Vorgehensweise simpel: Die Laien schaffen Material heran, die Wissenschaftler analysieren. So zeigen beide Seiten ihre Stärken und entkräften zugleich eine gern geäußerte Befürchtung von Kritikern der Citizen Science – die potenziell mangelnde Qualität der Daten. Tatsächlich gibt es derzeit keine einheitlichen Standards für die von Bürgerwissenschaftlern gesammelten Daten, was die Vergleichbarkeit der Projekte untereinander oder mit anderen Erhebungen erschwert. Doch das ist eine Grundvoraussetzung für wissenschaftliche Arbeit.

Dieses ungelöste Problem ist ein Grund, warum die klassische Wissenschaft der Bürgerwissenschaft bisher eher ambivalent gegenübersteht. Zwar sehen laut einer Studie des Stifterverbands für die Deutsche Wissenschaft 45 Prozent der deutschen Hochschulleitungen große Potenziale in der Zusammenarbeit mit unüblichen Partnern wie etwa Bürgern im Rahmen von Citizen Science. Bei den staatlichen Hochschulen sind es jedoch nur 30 Prozent – die Zahl der Skeptiker überwiegt. Das macht Citizen Science bisher noch zur Sache einzelner Enthusiasten. Mit eindeutigen Folgen: Laut Urteil des Stifterverbands werden Innovationspotenziale, die durch neuartige Partnerschaften entstehen könnten, nicht ausgeschöpft.


Rund 100 000 gefangene Mücken wurden schon per Post der Wissenschaft zugeführt.

Neues Denken in der Forschung

Bisher sind die Innovationen vor allem technischer Natur. Sie ermöglichen neue Formen der Kooperation und erweitern die Analysemöglichkeiten, etwa mit Apps, Onlineplattformen oder Do-it-yourself-Messstationen. Mit der „Verlust-der-Nacht-App“ des Deutschen Geoforschungszentrums in Potsdam beispielsweise beurteilen Bürgerwissenschaftler die Sichtbarkeit von Sternen, worauf basierend die Forscher Rückschlüsse auf die Lichtverschmutzung ziehen.

Im Projekt „Plankton ID“ des Kieler GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung ordnen Laien über ein Onlinetool Unterwasserbilder einer bestimmten Planktonart einzelnen Kategorien zu, wodurch die Forscher mehr über ihre regionale Verbreitung erfahren – und damit über den Klimawandel. Und mit der SenseBox, einer an der Universität Münster entwickelten Umweltmessstation für den Eigenbau, registrieren Bürgerwissenschaftler deutsch- landweit Temperatur, Luftdruck oder Feinstaubbelastung: Die Daten wandern auf die für jedermann zugängliche Online-OpenSenseMap, wo sie analysiert und heruntergeladen werden können, was zurzeit vorrangig Schulen für den Unterricht nutzen.

Solche Apps und Onlinetools ermöglichen überregionale und kurzfristige Kooperation zwischen Wissenschaftlern und Laien, doch sie binden die Bürgerwissenschaftler nicht tiefer in den Forschungsprozess ein. Gerade das aber ist das erklärte Ziel moderner Citizen Science: Sie soll Denkanstöße für die etablierte Wissenschaft liefern und den Blick auf Themen lenken, die Menschen wirklich bewegen. Die Sozialforschung, so eine These, könnte etwa enorm gewinnen, wenn sie ihre Fragebögen nicht von null selbst entwickelte, sondern ihre Themen interessierten Bürger vorlegte, die dazu Fragenkomplexe identifizieren könnten, die für ihr Leben und die Wissenschaft relevant sind. Auch eine gemeinsame Evaluation der Ergebnisse könnte Zusammenhänge erschließen, die Profis verschlossen bleiben.

Das wäre ein echter Paradigmenwechsel in der Wissenschaft. Aber ist er überhaupt möglich? Dagegen spricht: Citizen Science setzt das Interesse der Bürger voraus – für Schmetterlinge lassen sich leicht Massen begeistern, bei der Materialforschung bräuchte es aber wohl schon einen besonderen Ansatz. Hinzu kommt: Das Wissensgefälle zu den Laien ist nicht nur in der Grund-lagenforschung beträchtlich. Viele Forscher fürchten außerdem um ihre Freiheit, widerspräche doch das Interesse der Bürgerwissenschaftler am Nutzen der Forschung dem Ziel, zunächst zweckfrei Erkenntnisse zu gewinnen. Und schließlich passen auch die Rahmenbedingungen des Wissenschaftsbetriebs nicht zu Citizen Science. „Selbst wenn Wissenschaftler Bürger verstärkt beteiligen wollen, können sie es oft nicht“, sagt David Ziegler von „Bürger schaffen Wissen“. Die Einwerbung von Drittmitteln, eine lange Publikationsliste – das bestimme über Karrieren. Citizen Science sei eher ein Karrierehindernis.

Aber vielleicht müssen sich dann die Regeln ändern, denn einzelne Vorreiter der Citizen Science können durchaus schon Erfolge vorweisen: Die österreichische Ludwig Boltzmann Gesell- schaft etwa, eine außeruniversitäre Forschungseinrichtung mit 19 Instituten und Schwerpunkten in Medizin, Geistes-, Kultur- und Sozialwissenschaften, suchte 2015 ein relevantes Forschungsthema. Also wandte sie sich im Projekt „Reden Sie mit“ über eine Website mit einer einfachen Aufgabe an die Bevölkerung: „Welche Fragen zu psychischen Erkrankungen soll die Wissenschaft aufgreifen?“ Innerhalb von elf Wochen gingen 400 Antworten ein, die zu sieben Forschungsbereichen geclustert wurden. Anschließend konnten die Teilnehmer abstimmen, welcher Bereich ihnen am dringlichsten erschien. Die Ergebnisse wurden von einer Fachjury nach Neuigkeitsgrad und Relevanz bewertet. Aus den drei wichtigsten Bereichen destillierten sie schließlich eine Frage, um die sich die Forscher kümmern sollten: Wie beeinflussen die psychischen Erkrankungen von Erwachsenen die Entwicklung ihrer Kinder?

In der Folge lud die Boltzmann Gesellschaft Wissenschaftler und Betroffene ein, um Projektvorschläge zu entwickeln. Seit Anfang 2018 arbeiten zwei Forschungsgruppen an der Frage. Die eine entwickelt ein System zur frühzeitigen Erkennung betroffener Kinder und Maßnahmen zu ihrer Unterstützung im unmittelbaren Umfeld. Die zweite entwirft eine Onlineplattform, auf der die Kinder mit Lernspielen und im direkten Kontakt mit Gleichaltrigen ihre sozialen Kompetenzen trainieren können, um nicht ausgegrenzt zu werden, ergänzt durch ein neu entwickeltes Workshop-Format für Schulen.

„Reden Sie mit“ war für die Ludwig Boltzmann Gesellschaft ein großer Erfolg, weshalb sie das Format Mitte 2018 zum Thema Unfallverletzungen wiederholte. Viele Nachahmer hat sie jedoch nicht gefunden. Das Innovationspotenzial von Citizen Science bleibt in weiten Teilen ein Versprechen.

Und wie geht es nun damit weiter? „Wir haben viele positive Einzelresultate“, sagt Susanne Hecker, „und wir stecken mitten in der Diskussion.“ Auch David Ziegler ist vorsichtig. „Citizen Science ist kein Allzweckwerkzeug.“ Was geht und was nicht, ließe sich vermutlich in einem Forschungsprojekt ermitteln. Die Frage ist nur: Mit Bürgern oder ohne? //


 

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