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Ertragreich, resistent, weltweit, vielfältig Pflanzen der Zukunft

Die Weltbevölkerung benötigt immer mehr Nahrung. Mit Gentechnik wollen Forscher Pflanzen erzeugen, die trotz Klimawandel und knapper Ressourcen die Menschheit ernähren. Doch in Europa stoßen sie auf Ablehnung.

Jeden Morgen auf dem Weg zur Arbeit kommt Peter Beyer an dem Schild vorbei. „Gentechnikfreie Zone Oberrhein“ steht darauf. Eigentlich müsste er sich darüber ärgern. „Aber ich habe es aufgegeben“, sagt er. „Es ist wahrscheinlich einfacher, sich mit dem Papst über Kondome zu unterhalten als in Deutschland eine ernsthafte Diskussion über grüne Gentechnik zu führen.“ Peter Beyer ist Professor für Zellbiologie an der Universität Freiburg und er hat etwas geschafft, was Gentechnikgegner sehr wütend macht: Er hat eine Pflanze erzeugt, die das moralische Dilemma der Gentechnikgegner gnadenlos offenlegt.

Beyer hat gemeinsam mit Ingo Potrykus von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) Reis genetisch so verändert, dass die Körner hohe Mengen Beta-Carotin produzieren. Im Körper wird Beta-Carotin zu Vitamin A umgewandelt. Das ist ein lebenswichtiger Stoff, den große Teile der Weltbevölkerung nicht in ausreichenden Mengen zu sich nehmen. Die Carotin-Körner könnten hunderttausenden Kindern in Entwicklungsländern das Leben retten und viele weitere vor Blindheit schützen, sagen Unterstützer. Und die Pflanze bietet Gegnern der Biotechnologie kaum Angriffsfläche: Sie wurde im öffentlichen Sektor entwickelt und ist frei von Lizenzgebühren. Bauern soll sie zum Selbstkostenpreis zur Verfügung gestellt werden. Der Stoff, den sie herstellt, produziert jedes grüne Blatt in der Natur. Auch die Kennzeichnung dürfte nicht zum Streitpunkt werden: Schließlich färbt das Molekül die Reiskörner gelb, weshalb die neue Variante auch „Golden Rice“ heißt. Jeder Verbraucher wüsste also sofort, dass er gentechnisch veränderten Reis isst.

Kein Wunder, dass selbst manche Gegner sich schwer tun. Der goldene Reis sei eine „moralische Herausforderung für unsere Position“, formulierte es 2001 Benedikt Haerlin, internationaler Koordinator in Sachen Gentechnik für Greenpeace. Es sei eben ein Unterschied, ob gentechnisch veränderte Pflanzen gegen Pestizide resistent seien oder einem guten Zweck dienten. Andere Gentechnik-Gegner verteufeln den goldenen Reis als PR-Trick der Agro-Branche. Sie befürchten, dass die Pflanze als Brechstange dienen soll, die Tür zur Gentechnik-Akzeptanz aufzuhebeln, die Greenpeace und andere seit Jahren zu verbarrikadieren versuchen. Um einen Grundsatzstreit zu gewinnen, seien sie offenbar bereit, den Tod hunderttausender Menschen in Kauf zu nehmen, kontert die Gegenseite. Vor wenigen Wochen veröffentlichten die Lobbyorganisationen Foodwatch und Testbiotech einen neuen Angriff auf den Reis: „Goldene Lügen: das fragwürdige ,Golden Rice’-Projekt der Saatgutindustrie“. Der Reis werde keinen großen Unterschied in der Vitamin A-Versorgung machen, andere Methoden seien erfolgversprechender, behaupten die Gegner. Viele der Argumente seien schlicht dumm, entgegnet „Golden Rice“-Entwickler Beyer. „Und die Überschrift ist eine glatte Lüge, schließlich wird das Projekt von Stiftungen finanziert und nicht von der Saatgutindustrie.“ Dummkopf, Lügner, Mörder, darunter geht es nicht mehr. Die Gentechnik ist zur heiß umkämpften Schlüsseltechnologie für eine wachsende Welt geworden. Dabei hat sie ihr Potenzial bisher kaum beweisen können.

Bei den meisten gentechnisch veränderten Pflanzen, die bisher angebaut werden, handelt es sich um Varianten, die gegen bestimmte Unkrautvernichtungsmittel resistent sind oder ein Insektengift herstellen. „Was wir im Moment auf dem Feld haben, das ist die erste Generation gentechnisch veränderter Pflanzen“, sagt Wilhelm Gruissem, Pflanzenwissenschaftler an der ETH. „Das bringt den Landwirten einen unheimlichen Gewinn, aber das sind nicht die Pflanzen, die wir brauchen, um die Landwirtschaft nachhaltig zu machen und die Menschheit zu ernähren.“

Das Problem ist nicht neu. Ende des 18. Jahrhunderts prophezeite der britische Ökonom Thomas Malthus der Menschheit eine düstere Zukunft. Für eine ständig wachsende Bevölkerung werde nicht genug Nahrung vorhanden sein. Ein Teil der Menschen werde verhungern, der Rest werde sich im Kampf um das vorhandene Ackerland gegenseitig umbringen. Doch die malthusianische Katastrophe blieb aus.

„Stattdessen ist es gelungen, immer mehr Nahrung, in immer besserer Qualität für immer mehr Menschen zu immer geringeren Preisen zu erzeugen“, sagt Harald von Witzke, Agrarökonom an der Humboldt-Universität in Berlin. So erkannte der deutsche Chemiker Justus von Liebig 1840, dass Ackerboden nur fruchtbar bleiben kann, wenn ihm die mineralischen Nährstoffe wieder zugeführt würden, die ihm mit der Ernte entzogen werden – die Geburt des Düngens. Ohne Dünger könnte die Welt höchstens 1,5 Milliarden Menschen ernähren. Und der US-Wissenschaftler Norman Borlaug identifizierte in den 50er-Jahren in wildwachsenden Gräsern ein Gen für Zwergenwuchs und kreuzte dieses Gen in den Weizen ein. Der kleinere, stabilere Stamm der Weizenvariante konnte mehr Weizenkörner tragen, zugleich ging mehr Energie in die Weizenkörner und weniger ins Stroh. In kürzester Zeit verdoppelten die neuen Varianten den Weizenertrag in zahlreichen Ländern.

Doch seit der Jahrtausendwende hat sich der Trend umgekehrt. Immer mehr Menschen leben auf der Welt und ein immer größerer Anteil von ihnen verlangt nach Fleisch und anderen Lebensmitteln, die besonders viele Ressourcen verschlingen. Zugleich wird immer mehr Land für die Erzeugung von Pflanzen genutzt, die Kraftstoff herstellen. Inzwischen steigt die Nachfrage nach Lebensmitteln schneller als der Ertrag. Eine dritte Revolution sei nötig, sagt von Witzke: „Wir brauchen die Biotechnologie, um die rasch wachsende Weltbevölkerung zu ernähren.“

Tatsächlich spielen genveränderte Pflanzen schon heute eine große Rolle. Denn auch wenn die Felder am Oberrhein gentechnikfrei sind, ist es das Essen dort nicht mehr. Forscher schätzen, dass in Deutschland mehr als 70 Prozent der Lebensmittel direkt oder indirekt mit Gentechnik in Berührung gekommen sind. Längst haben sich gentechnisch veränderte Pflanzen in der ganzen Welt etabliert. In 29 Ländern werden inzwischen GM-Pflanzen angebaut: Kartoffeln, Mais, Zuckerrübe, Raps, Baumwolle, Papaya. An erster Stelle stehen die USA, 2011 wurden dort auf 69 Millionen Hektar gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut, eine Fläche, die doppelt so groß ist wie die gesamte Bundesrepublik. Über die Hälfte allen Sojas und Mais, der weltweit gehandelt wird, kommt aus den USA. Auch die EU importiert jedes Jahr Millionen Tonnen GM-Pflanzen als Futtermittel.

Die GM-Varianten helfen, den Ertrag zu steigern. Eine Studie hat das für das Jahr 2008 untersucht. Demnach hätten in den USA mehr als 10 Millionen Hektar zusätzlich beackert werden müssen, um mit konventionellen Methoden denselben Ertrag zu erreichen.

Zurzeit steigert die Technologie Erträge vor allem, weil weniger Pflanzen Schädlingen zum Opfer fallen. Bt-Mais ist wohl die berühmteste GM-Pflanze. Die Monsanto-Kreation enthält ein Gen des Mikroorganismus Bacillus thuringiensis. Es codiert für ein Gift, das die Larve des gefürchteten Maisbohrers tötet. „Das ist zwar kurzfristig ein Erfolg“, sagt Greenpeace-Experte Zimmermann. „Langfristig führt es aber zu Resistenzen und dem Einsatz von mehr Pestiziden.“ Die Sporen der Bazillen werden allerdings schon seit Jahrzehnten auf Feldern versprüht – auch von Biobauern.

Bereits in den 90er-Jahren haben Forscher Papaya-Bäume gegen das Ringspot-Virus resistent gemacht, das sich damals auf Hawaii ausbreitete. Die Wissenschaftler schleusten ein Gen des Virus in die Frucht. Dort produziert es eines der Eiweiße, aus denen das Virus normalerweise seine Kapsel baut – und schützt den Baum so vor einer Infektion, fast wie eine Impfung. Im Gegensatz zu anderen transgenen Pflanzen benötigt die veränderte Papaya deshalb auch keine Pestizide.

Das einzelne Erreger so viel Schaden verursachen können, liegt unter anderem an der Monokultur. Wo tausende genetisch identische Pflanzen nebeneinander stehen, kann der falsche Erreger ganze Plantagen vernichten. Hinzu kommt, dass viele Pflanzen im Laufe der Geschichte anfälliger für Krankheiten geworden sind. „Bauern haben vor allem Sorten gezüchtet, die mehr Ertrag bringen, und dabei haben viele Pflanzen auch natürliche Krankheitsresistenzen verloren“, sagt Gruissem. Eine wichtige Aufgabe der Gentechnik sieht er darin, solche Gene in alten Varianten zu finden und sie in die modernen ertragreichen Arten einzuschleusen. So haben Wissenschaftler des Unternehmens BASF zwei Gene aus einer mexikanischen Wildkartoffel auf moderne Kartoffelsorten übertragen. Sie machen gegen den Pilz Phytophthora infestans, Erreger der Kraut- und Knollenfäule, resistent. Die Krankheit kostet Bauern jedes Jahr 3 Milliarden Euro.

Andere Forscher wollen die Erträge auf andere Weise steigern. Wie viel Ertrag ein Hektar liefere, hänge von mehreren Faktoren ab, sagt der Pflanzenforscher Steve Long von der Universität Illinois: Der Menge an Sonnenenergie, die auf der Erde ankommt, der Effizienz, mit der die Pflanze die Strahlung abfängt und der Effizienz, mit der die Strahlung in der Fotosynthese in Zucker umgewandelt wird. „Am meisten können wir an der Fotosynthese drehen, denn die hat nur eine Effizienz von 1,6 Prozent“, erklärt Long. Zum Beispiel, indem der Pflanze bestimmte Eiweiße von Cyanobakterien einverleibt werden, die Kohlendioxid im Umfeld der Pflanze konzentrieren. Durch den höheren CO2-Gehalt, findet die Fotosynthese effektiver statt.

Die neue Generation gentechnischer Veränderungen auf dem Feld soll aber nicht nur mehr produzieren. Die Pflanzen sollen robuster werden, die Früchte gesünder, die Landwirtschaft umweltfreundlicher. Es geht um Getreide, das resistent ist gegen Keime, gewappnet gegen Hitze und Trockenheit, genügsam, was Dünger angeht. Pflanzen für eine Welt, die trotz Klimawandel und knapp werdender Rohstoffe Milliarden Menschen ernähren muss.

Forscher auf der ganzen Welt arbeiten daran, diese Pflanzen der Zukunft herzustellen und der Welt zur Verfügung zu stellen. Aber die öffentliche Ablehnung und die hohen regulatorischen Hürden haben dazu geführt, dass es sich fast nur große Konzerne wie Monsanto leisten können, eine genetisch veränderte Pflanze tatsächlich bis zur Marktreife zu bringen. Monsanto aber verdient mehr an einer Pflanze mit Herbizidresistenz, bei der das Unternehmen den Bauern die Pflanze verkaufen kann und die Chemikalie gleich dazu.

Im Fall des Golden Rice hat nur die millionenschwere Unterstützung der Gates-Stiftung und anderer gemeinnütziger Organisationen das Projekt gerettet. Nach Jahren der Verbesserung und Testung der Pflanze, könnte sie bald auf den Markt kommen. „2013 ist es vermutlich so weit“, sagt Beyer. Dann gilt es noch, die Bauern davon zu überzeugen, den Reis trotz seiner gelben Farbe zu essen. „Das ist ein Problem, das man ernst nehmen muss. Wir kennen das von Mais in Afrika: Da gilt der weiße Mais als gut, den gelben kriegen die Schweine“, erklärt Beyer.

Die Deutschen von den Vorzügen der GM-Pflanzen zu überzeugen hat Beyer aufgegeben. „Ich bin über die Situation empört. Wenn ich jünger wäre, hätte ich das Land längst verlassen“, sagt er. Aber für das Schild, das er jeden Tag auf dem Weg zur Arbeit sieht, hat er nur noch ein Achselzucken übrig.

Forscher wollen nun den Ertrag der Nutzpflanzen erhöhen: Blätter, die waagerecht stehen, speichern mehr Sonnenenergie.

Die meisten gentechnisch veränderten Pflanzen, die heute auf dem Markt sind, sind resistent gegen Unkrautvernichtungsmittel oder erzeugen ein Insektengift.

Genetisch veränderte Pflanzen werden inzwischen in 29 Ländern angebaut.

Zu den genveränderten Arten gehören Soja, Mais, Papaya, Kartoffeln, Raps, Zuckerrübe, Baumwolle und Alfalfa. Wissenschaftler arbeiten aber auch an Weizen, Reis, Bananen, Bohnen und Erdbeeren.

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