Gentechnik – die grüne Lösung für unsere Äcker?

Der Klimawandel ist gerade in der Landwirtschaft omnipräsent. Schon jetzt nehmen Wetterextreme zu, Boden sowie Wasser werden knapper. Pflanzenkrankheiten -und schädlinge passen sich schneller an die Gegebenheiten an als je zuvor. Als wäre das nicht schon genug, wächst die Weltbevölkerung weiterhin: 2050 wird die Landwirtschaft knapp 10 Milliarden Menschen ernähren müssen. Immer mehr Stimmen, beispielsweise aus der Gesellschaft, fordern nach Lösungen und Strategien, um die sich zuspitzende Situation zu deeskalieren. Eine Lösung, so scheint es, könnte der Einsatz von Gentechnik sein. Bereits 1992 entwickelten die Biologen Ingo Potrykus und Peter Beyer den golden rice, eine Reissorte, die durch gentechnische Verfahren erhöhte Mengen an Beta-Carotin (Provitamin A) aufweist. Die beiden Forscher wollten so den häufig herrschenden Vitamin-A-Mangel in vielen Teilen der Welt bekämpfen. Klingt doch Nobelpreisträchtig! Oder doch nicht? Greenpeace erklärte der Gentechnik den Widerstand und es herrschte eine negative Stimmung. Der Europäische Gerichtshof (EuGH) hatte 2018 noch geurteilt, dass genomeditierte Pflanzen, wie alle anderen gentechnisch veränderten Organismen, unter das strenge Gentechnikrecht der EU fallen und somit nur nach umfassender und langwieriger Prüfung angebaut und nur mit Kennzeichnung verkauft werden dürfen. Doch in diesem Jahr erwacht die Debatten abermals, denn auch die EU diskutiert erneut über Anpassungen der Regulierung genomeditierter Pflanzen. Erst im April hat die EU-Kommission eine Untersuchung veröffentlicht, laut der die Technik eine nachhaltigere Landwirtschaft begünstigen könnte. Viele Verbraucher:innen lehnen Gentechnik weiterhin im Essen ab und auch der Lebensmittelhandel, insbesondere die Biobranche, befürchtet durch geweichte Vorschriften einen Vertrauensverlust bei Verbraucher:innen – und das bedeutet Umsatzeinbußen. Ein großer Teil der Konsument:innen in Deutschland und auch anderen EU-Ländern lehnt Gentechnik im Essen ab, wie Umfragen immer wieder zeigen. Lebensmittel mit dem „ohne Gentechnik“-Logo und Bioprodukte bringen hierzulande jeweils zweistellige Milliardenumsätze.
Doch was bedeutet eigentlich Gentechnik? Welche Chancen und Risiken ergeben sich aus dieser Technik, für den Markt, die Biodiversität und die Ernährungssicherheit? Ist Gentechnik die grüne Lösung für unsere Äcker? Das möchten wir in der AgrarDebatte mit unseren Gästen diskutieren. 

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Dr. Caspar Langenbach

Leiter der Abteilung „Biotic Stress“, KWS Einbeck

In seiner täglichen Arbeit beschäftigt er sich unter anderem mit dem Thema Pilz- und Virustoleranz und unterstützt die Pflanzenzüchter bei der Entwicklung von hochwertigem Saatgut. KWS ist eines der führenden Pflanzenzüchtungsunternehmen weltweit und beschäftigt mehr als 5.700 Mitarbeiter in 70 Ländern. Schwerpunkte sind die Pflanzenzüchtung und die Produktion sowie der Verkauf von Mais-, Zuckerrüben-, Getreide-, Raps-, Sonnenblumen und Gemüsesaatgut. KWS setzt modernste Methoden der Pflanzenzüchtung ein, um die Erträge der Landwirte zu steigern sowie die Widerstandskraft von Pflanzen gegen Krankheiten, Schädlinge und abiotischen Stress weiter zu verbessern. Um dieses Ziel zu realisieren, investiert das Unternehmen jährlich rund 17% des Gesamtumsatzes in Forschung und Entwicklung.

Innovation in der Landwirtschaft als Schlüssel zur Bewältigung zukünftiger gesellschaftlicher Herausforderungen 

Neue Züchtungsmethoden sind ein wichtiges Instrument, nicht nur für Saatgutproduzenten, sondern für die nachhaltige Entwicklung des gesamten Agrar- und Ernährungssystems. Die EU hat sich mit ihrem Green Deal das ehrgeizige Ziel gesetzt, bis 2050 klimaneutral zu sein. Innerhalb des Plans deckt die „Farm to Fork“-Strategie die landwirtschaftlichen Vorgaben ab, und die Erwartungen an den Sektor sind hoch. Es wird angestrebt, dass bis 2030 der Einsatz von chemischen Pestiziden um 50% und der Einsatz von Düngemitteln um 20% reduziert wird. Gleichzeitig sollen 25% der landwirtschaftlichen Nutzfläche biologisch bewirtschaftet werden. Als Ausgangspunkt der Nahrungsmittelkette spielt das Saatgut eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieser Ziele. 

Um die Ziele der Farm-to-Fork-Strategie zu erreichen, müssen Pflanzenzüchter Zugang zu den neuesten Werkzeugen, wissenschaftlichen Fortschritten und technologischen Innovationen erhalten. Die Geschwindigkeit und Präzision neuer Züchtungsmethoden beispielsweise könnte es den Züchtern ermöglichen, schneller bessere und regional angepasste Sorten zu entwickeln, die auf die Herausforderungen des Klimawandels, der Bodendegradation und von Pflanzenkrankheiten reagieren und gleichzeitig weniger Pflanzenschutzmittel benötigen. 

Obwohl neue Züchtungsmethoden vielversprechend sind und viele Ideen und Projekte zur Produktentwicklung bereitstehen, bedeuten der hohe regulatorische und der damit verbundene finanzielle und zeitliche Aufwand sowie die fehlende Akzeptanz für das Thema, dass eine Anwendung von Genome Editing in der EU praktisch nicht umsetzbar ist. 

Das vom BDP und der GFPi (Gemeinschaft zur Förderung von Pflanzeninnovation e. V.) ins Leben gerufene Projekt PILTON ist ein Zusammenschluss von 54 Pflanzenzüchtungs-unternehmen. Dieses Projekt soll ein praktisches Beispiel dafür liefern, wie innovative Züchtungsmethoden Pflanzen hervorbringen, die sowohl der Landwirtschaft als auch der Gesellschaft als solche zugutekommen. Ziel des Projekts ist es, eine dauerhafte Toleranz im Weizen gegen eine Vielzahl von Pilzkrankheiten zu schaffen und das Potenzial zur Einsparung von Pestiziden zu demonstrieren und zu quantifizieren. Genome Editing ist kostengünstig und relativ einfach zu handhaben. Allerdings ist die derzeitige Regulierung von Genome Editing mit einem hohen finanziellen und administrativen Aufwand verbunden – was bedeutet, dass nur große Unternehmen dieses Werkzeug nutzen können. Ziel von PILTON ist es, den Zugang zu der Technologie auch für kleine und mittelständische Unternehmen zu sichern. 

Innovation für alle: Transparenz und geistiges Eigentum

Das Urteil des Europäischen Gerichtshofs von 2018 kam zu dem Schluss, dass nur Pflanzen, die aus konventioneller Züchtung stammen, für eine Ausnahme von der GVO-Richtlinie in Frage kommen. Wir sind der Meinung, dass Pflanzen, die durch Genome Editing entstehen, nicht als GVO im Sinne der aktuellen Richtlinie angesehen werden sollten. Diese Methoden stellen eine natürliche Weiterentwicklung der konventionellen Züchtung dar, wie viele andere Innovationen in der Geschichte der Züchtung auch. Genome Editing kann Züchtung mit erhöhter Präzision bei reduziertem Zeitaufwand ermöglichen. Je nach Anwendungsszenario sind genomeditierte Pflanzen technisch nicht von solchen Pflanzen unterscheidbar, die klassischen Züchtungsverfahren entstammen. Es ist aus wissenschaftlicher Perspektive nicht nachvollziehbar, dass genetisch identische Pflanzen unterschiedlich bewertet werden, nur weil sie mit verschiedenen Verfahren hergestellt wurden. Eine Klassifizierung sollte nicht anhand des Prozesses, sondern anhand das daraus resultierenden Produkts erfolgen. 

Nichtsdestotrotz verstehen wir, dass die aktuelle Debatte und die entsprechenden politischen Entscheidungen von mehreren Faktoren beeinflusst werden, darunter auch von Transparenz und IP (Intellectual Property). Grundlage für die Pflanzenzüchtung ist die genetische Vielfalt und der Zugang zu Zuchtmaterial für die Schaffung neuer, leistungsfähigerer Sorten mit gewünschten Eigenschaften. Unternehmen wie KWS beschäftigen sich intensiv mit Optionen und Systemen, die zukünftig sicherstellen können, dass innovative Methoden und Zuchtmaterial allen Interessenten fair und einfach zugänglich gemacht werden können. 

Leseempfehlungen:


Prof. Dr. Matin Qaim

Leiter der Abteilung Welternährungswirtschaft und Rurale Entwicklung, Universität Göttingen

Seit Jahrzehnten beschäftigt er sich mit der Frage, welche Entwicklungen Kleinbauern voranbringen, um so den Hunger in der Welt beenden zu können. Mit seiner Doktorarbeit wollte er aufzeigen, wie sehr die Gentechnik für Mensch und Umwelt von Nachteil ist und kam dann zu einem ganz anderen Fazit.

Gentechnisch veränderte (GV) Pflanzen werden seit gut 25 Jahren von vielen Millionen Bauern und Bäuerinnen in rund 30 Ländern der Welt angebaut. Studien und Meta-Analysen zeigen, dass die Nutzung zu höheren Erträgen und höheren Einkommen in der Landwirtschaft führt. Vor allem insektenresistente GV-Sorten haben auch den chemischen Pflanzenschutzmitteleinsatz deutlich gesenkt, was nicht nur Kosten spart, sondern auch positive Umwelt- und Gesundheitseffekte hat. Auch Kleinbauern in Entwicklungsländern profitieren. Insektenresistente Sorten werden beispielsweise auf über 90% der Baumwollfläche Chinas, Indiens und Pakistans angebaut. Insektenresistente Auberginensorten sind seit mehreren Jahren in Bangladesch auf dem Markt. Insektenresistente Maissorten werden in Südafrika, den Philippinen und verschiedenen Ländern Lateinamerikas angebaut. Unsere eigene Forschung unterstreicht, dass Gentechnik zur Armutsminderung im Kleinbauernsektor beiträgt.

Allerdings sind die bereits in der Praxis relevanten Beispiele der Gentechnik noch begrenzt. Die meisten bisherigen Anwendungen beziehen sich auf nur zwei Merkmale – nämlich Insektenresistenz und Herbizidtoleranz – in einer kleinen Zahl unterschiedlicher Kulturarten. Und während der Anbau insektenresistenter Sorten klare wirtschaftliche, soziale und ökologische Vorteile bietet, hat die Herbizidtoleranz in Nord- und Südamerika teilweise Monokulturen und eine Steigerung des Pflanzenschutzmitteleinsatzes mit befördert. Pauschal über „die Effekte“ der Gentechnik zu sprechen ist also schwierig, weil die Technologie ganz unterschiedliche Merkmale hervorbringen kann.

Viele andere Merkmale – wie Pilzresistenz und Trockentoleranz – wurden mit Hilfe der Gentechnik zwar entwickelt, sind aber wegen öffentlicher Akzeptanzprobleme und hoher Regulierungshürden bisher nicht zum Anbau zugelassen. Gerade in Europa ist die öffentliche Ablehnung der Gentechnik so groß, dass auch als sicher eingestufte Anwendungen von der Politik weiterhin blockiert werden. Insofern sind viele Potentiale der Technologie bisher noch nicht realisiert.

Die Gen-Editierung mit Werkzeugen wie CRISPR bietet seit einigen Jahren zusätzliche Möglichkeiten zur präzisen genetischen Veränderung. Durch gezielte Punktmutationen können neue Merkmale in Pflanzen entwickelt werden, und zwar auch ohne das Einführen artfremder Gene. Die Gen-Editierung könnte die Pflanzenzüchtung revolutionieren, weil Resistenzen gegen Krankheiten und Schädlinge, Toleranzen gegen Klimastress und andere der Nachhaltigkeit dienliche Merkmale schneller und besser erreicht werden können. Gen-Editierung ist vergleichsweise einfach und kostengünstig, so dass die Technologie auch von kleinen Laboren und in kommerziell weniger bedeutsamen Kulturarten angewendet werden kann. Bisher wurde CRISPR bereits in über 40 verschiedenen Pflanzenarten erfolgreich eingesetzt. Diese Vielfalt ist wichtig, um dem zunehmenden Verlust von Diversität auf den Äckern entgegenzuwirken.

Allerdings wird die Gen-Editierung von vielen in Europa ebenfalls skeptisch betrachtet und teilweise als alte Gentechnik im neuen Deckmantel dargestellt. Aktuell werden in der EU alle gen-editierten Pflanzen im Rahmen des Gentechnikrechts reguliert, was de facto einem Verbot gleichkommt. Es gibt Diskussionen darüber, gen-editierte Pflanzen ohne artfremde Gene vom Gentechnikrecht auszuklammern, was wünschenswert wäre. Eine Alternative könnte sein, das Gentechnikrecht umfassend zu reformieren, was aus wissenschaftlicher Sicht richtig wäre, wofür es aber in der EU momentan wohl keine politische Mehrheit gibt.

Zusammenfassend möchte ich betonen, dass Gentechnik und Gen-Editierung große Potentiale für mehr Nachhaltigkeit in der globalen Landwirtschaft bieten. Dennoch würde ich die Frage „Gentechnik – die grüne Lösung für unsere Äcker?“ mit „nein“ beantworten, weil ein „ja“ den Eindruck erwecken würde, dass die Gentechnik allein alle Probleme und Herausforderungen lösen kann. Das ist natürlich nicht der Fall. Züchtungstechnologien müssen stets mit anderen Technologien und guter agronomischer Praxis kombiniert werden; nur dann können nachhaltige Anbausysteme entstehen.


Dr. Horst-Henning Steinmann

Wissenschaftlicher Koordinator und Projektleiter am Zentrum für Biodiversität und nachhaltige Landnutzung

Er beschäftigt sich u.a. mit Anbausystemen in der Pflanzenproduktion, mit Agrobiodiversität, mit den Kosten und Nutzen von Pflanzenschutz sowie mit dem integrierten Pflanzenschutz. Der ein oder andere kennt ihn aus dem Medien vor allem als Experte für den Einsatz von Glyphosat. Darüber hinaus hat Herr Dr. Steinmann die aufkommende Debatte und die Antistimmung gegenüber der Gentechnik gegen Ende der 90er- Jahre miterlebt und verfolgt. 

Die Kontroverse um Gentechnik in der Landwirtschaft dauert seit ca. 30 Jahren an. Mit der Entdeckung der sogenannten „Genschere“ CRISPR-Cas hat die Debatte vor wenigen Jahren neue Fahrt aufgenommen. Kann man von der bisherigen Entwicklung bei der klassischen Gentechnik etwas für die Neubewertung lernen? Die Erfahrungen der vergangenen Jahrzehnte sind zwiespältig. Etliche Studien schildern sehr wohl den Nutzen der Gentechnik für manche landwirtschaftliche Produktionsverfahren in Teilen der Welt. Andere Erfahrungen zeigen die Zunahme von Ackerbauverfahren, die mit vereinfachenden Fruchtfolgen und ansteigendem Pflanzenschutzaufwand einhergehen. Hierfür ist vor allem die weltweit bei den GMO-Kulturen (GMO = genetically modified organisms) nach wie vor dominierende Bedeutung der Herbizidtoleranz mit den sogenannten Roundup-Ready-Kulturen verantwortlich. Zumindest für diesen Teil der Gentechnik ist das Resümee nach gut 25 Jahren Freilandanbau äußerst ernüchternd. Eine Anbaudiversifizierung der Pflanzenproduktion und ein Nutzen für die biologische Vielfalt ist nicht erkennbar. Vielmehr nehmen schwer bekämpfbare Unkrautpopulationen in Ausbreitung und Bedeutung zu und der Bedarf für Herbizidanwendungen steigt an. Die andauernde Ablehnung der Gentechnik in der Öffentlichkeit und in Teilen der Fachwelt beruht zu großen Teilen auf dieser Fehlentwicklung.

Wie auch bereits bei der klassischen Gentechnik fehlt es bei den neuen Techniken nicht an Versprechungen, dass nunmehr die großen Züchtungsaufgaben wie Dürreverträglichkeit und umfassende Schaderregertoleranz gelöst werden können. Vermutlich werden aber bei einer Freigabe der neuartigen Konstrukte zunächst Eigenschaften mit geringer Komplexität in den Markt gebracht werden. Das könnten auf einfacher genetischer Grundlage beruhende Schaderregerresistenztraits sein, die bei massenhaftem Anbau schnell durch unempfindliche Erregerbiotypen überwunden werden. Denkbar sind auch neue Herbizidresistenzen, mit deren Hilfe die Kulturpflanzen weiter an die Wirkmechanismen der Herbizidwirkstoffe angepasst werden, denn Pflanzenzüchter und Pflanzenschutzmittelhersteller arbeiten mittlerweile engzusammen – oft unter einem Unternehmensdach. 

Keine Frage, die neuen Züchtungsverfahren eröffnen auch sinnvolle Chancen. Wir sollten konstruktiv mit der Technikentwicklung umgehen, aber auch aus den Fehlern der vergangenen Jahrzehnte lernen. Aus Sicht der biologischen und genetischen Vielfalt ist es die Aufgabe aller Beteiligten zu verhindern, dass moderne Züchtungsverfahren den Trend zur Vereinfachung und Vereinheitlichung der landwirtschaftlichen Anbaupraktiken weiter fortsetzen. Die Erfahrungen der letzten 30 Jahre haben auch gezeigt, dass die Grundlagen eines soliden Acker- und Pflanzenbaus nicht leichtfertig zugunsten „neuer“ Techniken vernachlässigt werden können.


Prof. Dr. Stefan Scholten

Prof. Dr. Stefan Scholten ist Leiter der Abteilung Nutzpflanzengentik.

Seine Forschungsgebiete umfassen molekulargenetische und genomische Analysen sexueller und asexueller Reproduktion mit einem Fokus auf epigenetischen Mechanismen sowie Samenqualität. Methodische Schwerpunkte sind Transkriptomanalysen von kodierenden und nicht-kodierenden RNAs als auch biotechnologische Verfahren.

Die Aufgabe der Landwirtschaft für die Zukunft ist, die ausreichende Produktion von gesunden Nahrungs- und Futtermitteln sowie industriellen Rohstoffen unter sich verändernden klimatischen Bedingungen sicherzustellen. Die größte Herausforderung dabei ist eine nachhaltige Wirtschaftsweise herzustellen. Grüne Gentechnik alleine wird nicht die Lösung dazu sein. Die Gentechnologie stellt aber Methoden bereit, diese Aufgabe wesentlich zu unterstützen.

Mit Hilfe der Gentechnik ist es möglich, gezielte Veränderungen des Genoms von Lebewesen vorzunehmen. Die Ansätze dabei sind sehr vielfältig. Sie reichen von der Übertragung von Genen über Artgrenzen hinweg bis hin zur Inaktivierung von Genen durch minimale Veränderungen in der Genomsequenz. Eine differenzierte Betrachtung der mittels der Gentechnik gezüchteten Nutzpflanzen bezüglich der vorgenommenen genetischen Veränderungen, wie sie sich derzeit in der EU abzeichnet, ist sehr zu begrüßen. Sie ist die Voraussetzung für eine wissenschaftlich fundierte gesellschaftliche Auseinandersetzung über Risiken und Nutzen dieser Technologie.

Die verfügbaren gentechnologischen Methoden wurden in den letzten 20 Jahren sehr stark weiterentwickelt. Mit den neuen Methoden der Genomedierung, wie CRISPR-Cas9, ist eine Präzision erreicht worden, durch die gezielt die DNA-Sequenz eines vorher bestimmten Gens verändert werden kann. Damit können Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung direkt in der Pflanzenzüchtung angewandt werden. Ein Beispiel hierfür ist die Übertragung einer Pilzresistenz zwischen Getreidearten; Ein Ansatz der erheblich zur Reduzierung von Fungiziden beitragen könnte: In Gerste ist entdeckt worden, dass eine Pilzresistenz durch die natürliche Mutation eines Gens bedingt ist. Mit Hilfe der Genomedierung wurden die entsprechenden Gene in Weizen mutiert und damit auch in dieser Art vollständige Pilzresistenz erreicht.

Wesentlich bei diesen Verfahren ist, dass im Endprodukt der veränderten Pflanze selbst keine artfremden Gene vorhanden sind. Nachdem der Prozess der genetischen Veränderung durchlaufen ist, beschränkt sich die Veränderung des Genoms auf eine gewünschte Mutation, die prinzipiell auch natürlich entstehen könnte. Nach dem in der Europäischen Union geltenden Recht werden diese Pflanzen als genetisch veränderte Organismen mit erhöhter Risikoeinstufung bewertet, weil die Beurteilung durch den Herstellungsprozess bestimmt wird. Eine Beurteilung des Endproduktes und der genetischen Veränderung selbst im Hinblick auf das Risikopotential würde der veränderten Pflanzen eher gerecht werden.

Auch für den Bereich der Grundlagenforschung ist es wünschenswert, die Regulierungen und Risikobewertungen der Freisetzungen von genetisch veränderten Pflanzen zu überdenken. In Gegensatz zu Labor- oder Gewächshausversuchen könnte die direkte Untersuchung von züchtungsrelevanten Merkmalen in Feldversuchen dazu beitragen, wichtige Züchtungsziele wesentlich schneller zu erreichen.

Die verstärkte Verminderung der Biodiversität ist ein häufiges Argument gegen den Einsatz der Gentechnik in der Landwirtschaft. Neue technologische Entwicklungen können zur Erhöhung der Biodiversität, auch unter Verwendung von Gentechnik, beitragen. Dazu zählen Transformationsmethoden, die von speziellen Sorten unabhängig sind und es so ermöglichen Eigenschaften direkt z.B. in lokal angepasste und ertragreiche Sorten einzubringen. Auch zur Genomedierung sind Verfahren in der Entwicklung, die es ermöglichen, gezielte Veränderungen des Genoms in vielen unterschiedlichen Sorten vornehmen zu können.

Eine dringende Aufgabe ist es, die Gentechnik als einen wichtigen Partner zum Erreichen einer nachhaltigen und ökologischen Landwirtschaft in der Wahrnehmung der Bevölkerung zu stärken.

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