„Alles hängt mit allem zusammen“, erkannte bereits Alexander von Humboldt. In Zeiten der Klimakrise wird deutlich, wie lebenswichtig natürliche Partnerschaften sind, denn: keine Blütenpflanzen ohne Bestäuber, keine Hülsenfrüchte ohne Bakterien. Und damit weniger Stabilität für unsere Ökosysteme und Ernährung. Könnte Gentechnik die Lösung sein? Und falls ja, welches Ausmaß an gentechnischen Eingriffen können wir komplexen Lebensgemeinschaften im Ökosystem zumuten, ohne unsere Lebensgrundlagen zu gefährden?
Ein Beitrag von Bernd Rodekohr
Biozönosen, komplexe Lebensgemeinschaften aus Pflanzen, Tieren und anderen Organismen, sind durch vielfältige Wechselbeziehungen eng verbunden und evolutionär hervorragend aufeinander abgestimmt. Doch mit der zunehmenden Zahl menschlicher Eingriffe erhöht sich auch das Risiko, die Signal- und Stoffwechselwege dieser empfindlichen Netzwerke zu stören. Schauen wir uns das einmal an einem konkreten Beispiel an: den Bestäubern.
So kommunizieren Bestäuber und Pflanzen
Bestäuber-Biozönosen kommunizieren auf vielfältige Weise. Einige Blütenpflanzen können „hören“, wenn Bestäuber in der Nähe sind. Ihre Blüten treten mit den Schwingungen der Bestäuberflügel in Resonanz. So können sie beim Summen eines Bestäubers den Zuckergehalt im Nektar erhöhen, werden attraktiver und verbessern ihren Fortpflanzungserfolg.
Abstimmungen durch „Bestäubersymbiosen“ reichen hinunter bis auf die Molekülebene, wo Bienen und Blütenpflanzen über Artgrenzen hinweg RNA-Moleküle zur Genregulation austauschen. Lange bekannt ist auch, dass die Kastenbildung bei Honigbienen wesentlich durch pflanzliche microRNA bestimmt wird.
Ökosystem-Netzwerke: kleiner Eingriff, große Wirkung
Schon kleine genetische Eingriffe in diese fein abgestimmten Netzwerke können gravierende Folgen für Ökosysteme haben. Das zeigten Forschende der Universitäten Zürich und Kalifornien 2022 in einem aufsehenerregenden Laborexperiment. Durch Veränderung von nur einem Schlüsselgen brachten sie ein Modell-Ökosystem aus Ackerschmalwand, zwei Blattlausarten und einer parasitoiden Kleinwespe zum Zusammenbruch. Studienleiter Matthew Barbour resümierte: „Wir fangen gerade erst an zu verstehen, welche Folgen genetische Veränderungen für das Zusammenspiel und die Koexistenz von Arten haben.“
Wie heikel gentechnische Eingriffe für Biozönosen sind, demonstrierten auch Forschende des Max-Planck-Instituts anhand von gentechnisch verändertem Blütennektar: Nur in einem wohldosierten, evolutionär entstandenen Mischungsverhältnis aus verschiedenen Inhaltsstoffen konnte Nektar Bestäuber anlocken und zugleich Fraßfeinde abschrecken. Studienleiter Ian Baldwin vergleicht die natürlich evolvierten Pflanzennektare mit einer erfolgreich auf dem Markt etablierten Limonade, deren Rezept im Verlauf der Jahre nur geringfügig verändert werden darf, um weiterhin erfolgreich zu bleiben.
Erhöhtes Risiko für die Bienengesundheit
Die Industrie allerdings möchte Neue Gentechnik (NGT) nutzen, um pflanzliche Inhaltsstoffe gezielt an ihre eigenen Bedürfnisse anzupassen. Bei Raps und Leindotter, wichtigen Bestäuberpflanzen, soll beispielsweise der Gehalt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs) drastisch gesenkt werden. Denn PUFAs sind anfällig für Oxidation – und daher schlecht geeignet für die industrielle Verarbeitung als Agrosprit.
Nehmen allerdings Bienen zu wenig PUFAs auf, werden ihre Gehirnfunktionen und ihre Fortpflanzungsfähigkeit gestört. Dieses Risiko für die Bienengesundheit zeigt eine aktuelle Studie der Fachstelle Gentechnik und Umwelt (FGU), die rund 50 Publikationen zu NGT-Raps und -Leindotter ausgewertet hat.
Der hochrenommierte Neurobiologe und Bienenforscher Prof. Dr. Randolf Menzel (FU Berlin) kommentiert diese Studie wie folgt: „Die Studienlage weist eindeutig darauf hin, welche Gefahren für die Bestäuber, insbesondere die Honigbiene, bestehen, wenn die Zusammensetzung der Öle von Brassicaceae verändert wird, weil diese im Pollen abgelagert werden. Auch das Potenzial der Auskreuzung in ‚Unkraut-Brassicae‘-Arten stellt für mich eine besondere Gefahr dar. Für mich ergibt sich die naheliegende und dringende Schlussfolgerung, dass eine nicht überprüfte NGT-Anwendung unverantwortlich ist.“
Materialien für den Unterricht
Die Fachstelle Gentechnik und Umwelt (FGU) hat Materialien zur Wissensvermittlung zusammengestellt, die sich auch im Unterricht einsetzen lassen: www.t1p.de/wissensvermittlung
Das Portal Schule und Gentechnik hält konkrete und abwechslungsreiche Unterrichtsideen bereit: www.schule-und-gentechnik.de
Wissenschaft – die eigenen Grenzen kennen
Eine solche „nicht überprüfte NGT-Anwendung“ sieht allerdings ein aktueller Gesetzesentwurf der EU-Kommission vor. Pflanzen, deren Erbgut an bis zu 20 Stellen gentechnisch verändert wurde, sollen ohne Risikoprüfung freigesetzt werden dürfen. In diese „Kategorie 1“ fallen laut Bundesamt für Naturschutz (BfN) 94 Prozent aller bereits entwickelten NGT-Pflanzen.
Ökolog:innen weisen darauf hin, dass die Grenze von 20 erlaubten Erbgut-Veränderungen willkürlich ist und keine Umweltrisiken berücksichtigt. Dies wäre jedoch dringend notwendig, denn die von der EU-Kommission geplante Deregulierung soll nicht nur landwirtschaftlich genutzte Arten betreffen, sondern alle geschätzt 450.000 Wildpflanzenarten. „Die circa 20 wichtigsten Nutzpflanzen, die bisher der konventionellen Züchtung unterliegen, erscheinen da nahezu bedeutungslos“, resümiert die Vegetationsökologin Prof. Dr. Katja Tielbörger, Mitglied der Zentralen Kommission für Biologische Sicherheit (ZKBS) in der Zeitschrift Ökologisches Wirtschaften (Ausgabe 2/2024). Tielbörger warnt vor unabsehbaren Folgen für Ökosysteme und Biodiversität durch nicht risikogeprüfte NGT-Pflanzen und kritisiert, dass die Expertise, die dem Kommissionsvorschlag zugrunde liegt, vor allem aus den molekularen Wissenschaften kommt.
Umwelt- und Wissenschaftsinstitutionen wie die Gesellschaft für Ökologie (GfÖ), die weltweit drittgrößte wissenschaftliche Gesellschaft im Bereich Ökologie, die französische Lebensmittel- und Umweltsicherheitsbehörde ANSES, das BfN und weitere europäische Umweltbehörden halten den Kommissionsvorschlag für wissenschaftlich unzureichend begründet und fordern eine wissenschaftsbasierte Einzelfallprüfung aller NGT-Pflanzen, denn die Risiken künftiger Produkte und Pflanzeneigenschaften sind heute noch nicht absehbar. „Sollte es beispielsweise gelingen, eine trockenresistente Feldfrucht zu entwickeln, so könnte diese invasiv werden, weil sie auf einmal Habitate besiedeln könnte, in denen sie vorher nicht überleben konnte“, warnt das BfN.
Aurelia Stiftung
Das weltweite Bienen- und Artensterben bedroht unsere Lebensgrundlagen und stellt uns vor existenzielle Herausforderungen. Um dem wirksam entgegenzutreten, widmet sich etwa die Aurelia Stiftung qualifizierter Forschungs-, Bildungs- und Öffentlichkeitsarbeit. Detaillierte Informationen zu aktuellen Projekten zur Verbesserung der Bienengesundheit finden Sie hier:
Gravierende Veränderungen mit der Genschere
Schon heute ist es Forschenden mit geringen genomischen Veränderungen gelungen, eine NGT-Pappel zu entwickeln, die nach nur vier Monaten blüht. Natürlicherweise blühen Pappeln erst nach sieben bis zehn Jahren.
Es braucht nur wenig Fantasie, sich das invasive Potenzial durch eine derart veränderte Pappel vorzustellen. Mit der Genschere sind offensichtlich Veränderungen möglich, die weit über das hinausgehen, was üblicherweise aus der konventionellen Zucht zu erwarten ist.
Gleich die erste NGT-Pflanze mit EU-Importzulassung ist ein Mais, der ein Insektengift produziert und resistent gegen ein in der EU verbotenes Herbizid ist.
Das lässt nichts Gutes für die Zukunft von Neuer Gentechnik ohne Umweltrisikoprüfung erwarten.
Weitere Informationen
Laborexperiment der Universitäten Zürich und Kalifornien: www.t1p.de/laborexperiment
Experimente des Max-Planck-Instituts: www.t1p.de/bluetennektar
Studie der FGU zu NGT-Pflanzen und Bienen: www.t1p.de/studie-fgu
Informationen zum EU-Gesetzesentwurf: www.t1p.de/eu-gesetzesentwurf
Beitrag von Prof. Dr. Katja Tielbörger: www.t1p.de/oekologisches-wirtschaften
Bewertung des Kommissionsvorschlags von Umwelt- und Wissenschaftsinstitutionen: www.keine-gentechnik.de/nachricht/34885
Versuch NGT-Pappel: www.t1p.de/ngt-pappel
NGT-Pflanze mit Importzulassung: www.t1p.de/importzulassung
Wissenschaftsrat: www.t1p.de/wissenschaftsrat
Interdisziplinarität – alles hängt mit allem zusammen
Zurzeit wird der NGT-Vorschlag im „Trilog“ zwischen EU-Parlament, Kommission und Rat final diskutiert. Es ist zu hoffen, dass die Argumente der Ökolog:innen für die Risikoprüfung aller NGT-Pflanzen endlich gehört und verstanden werden. Angesichts der Möglichkeit, die Ökosysteme durch eine sehr große Zahl neuer Genotypen irreversibel zu schädigen, ist Humboldts eingangs erwähnte Erkenntnis aktueller denn je.
Um mit einem mächtigen Werkzeug wie der Genschere verantwortungsbewusst umgehen zu können, müssen wir lernen, Komplexität besser zu verstehen. Der Wissenschaftsrat empfiehlt dazu eine verstärkte interdisziplinäre Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachgebiete, um die Agrar- und Ernährungssysteme grundsätzlich zu transformieren. Die Biene übrigens arbeitet seit Langem erfolgreich „interdisziplinär“ mit Blütenpflanzen zusammen. Hier könnten sich Forschung und Lehre von Biene und Co inspirieren lassen.
Bernd Rodekohr
Bernd Rodekohr wuchs in einer Imker-Familie auf. Der UDK-Meisterschüler gestaltete den „dtv-Atlas Ethnologie“ und arbeitete mit seiner Agentur „Zeichen & Taten“ über 30 Jahre lang für Kunden wie die Ruhr-Universität, die Stiftung Warentest und Unternehmen aus dem Öko-Landbau. Seit 2019 ist er als Fachreferent „Biene und Gentechnik“ für die Aurelia Stiftung tätig.
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