Die Weltbevölkerung wächst. Mehr als acht Milliarden Menschen leben heute auf der Erde. Und bis zum Ende des Jahrhunderts könnten es laut UNO-Schätzungen elf Milliarden sein. Auf der anderen Seite hat der Klimawandel immer mehr Extremwetter wie zum Beispiel Dürreperioden im Schlepptau. Für die Ernährung der Menschheit wird das mehr und mehr zu einer Herausforderung. Der können wir u.a. mit robusten Pflanzensorten begegnen, mit solchen, die z.B. an extreme Bedingungen angepasst sind. Doch woher bekommen wir die? Durch klassische Züchtung? Oder auch durch Gentechnik? Was unterscheidet eigentlich die beiden? Und warum lehnen viele Menschen grüne Gentechnik von Grund auf ab? Wir sind den Fragen nachgegangen und liefern euch hier die Antworten.

In a nutshell: Ist grüne Gentechnik gefährlich?

Bisher gibt es keinen wissenschaftlichen Nachweis dafür, dass von gentechnisch veränderten Pflanzen eine höhere Gefahr für die Gesundheit ausgeht als von herkömmlich gezüchteten.

Neue Verfahren wie das Genom Editing, also das zielgerichtete Verändern der DNA, machen gentechnische Eingriffe einfacher und genauer. Auf diese Weise erzeugte Sorten lassen sich im Nachhinein nicht von konventionell gezüchteten unterscheiden.

Viele der Nachteile wie Förderung von Monokulturen, Verlust der Biodiversität oder Monopolisierung von Saatgutherstellern, die in einem Atemzug mit grüner Gentechnik genannt werden, liegen eher in unserem gesellschaftlichen System begründet als in der Technologie der Gentechnik.

Vor allem in Europa bestehen enorme Bedenken und es gibt eine ablehnende Haltung gegenüber grüner Gentechnik in weiten Bevölkerungsschichten.

Grüne Gentechnik ist wie viele Technologien weder der absolute Heilsbringer noch die größte Gefahr für die Menschheit. Die Debatte wird schwarz-weiß geführt. Die Realität hingegen ist grau.

Um einerseits die Potenziale gentechnischer Verfahren für die Anpassung an Klimawandel und Bevölkerungswachstum nicht zu verschenken, andererseits aber auch keine möglichen zukünftigen Risiken zu ignorieren, sollte das Thema nicht mit idiologischer Härte, sondern mit Augenmaß weiter angegangen werden.

Was ist grüne Gentechnik?

Die grüne Gentechnik ist ein Bereich der Biotechnologie, bei dem einzelne Gene einer Pflanze durch verschiedene technologische Verfahren im Labor verändert werden. Damit soll die Pflanze zum Beispiel resistenter werden – also gegen Schädlinge, Unkrautvernichtungsmittel oder Trockenheit besser gewappnet sein. Das kann auch mit klassischer Züchtung erreicht werden, dauert in der Regel aber sehr viel länger. Oder sie soll völlig neue Eigenschaften erhalten, wie zum Beispiel eine andere Nährstoffzusammensetzung. Das lässt sich mit klassischer Züchtung nur sehr schwer vollbringen. Dazu werden Gene, die die gewünschte Eigenschaft kodieren, ins Erbgut einer Pflanzenzelle eingeschleust. Stammen die Gene von der gleichen Art, nennt sich das cisgen. Solche Veränderungen können auch durch Zufall in der Natur entstehen. Stammen die Gene von einer anderen Art, nennt sich das transgen. Solche Veränderungen entstehen in der Natur normalerweise nicht, da sich fremde Arten für gewöhnlich (mit einigen Ausnahmen) nicht mischen können.

Gentechnik wird zwar oft schwarz-weiß diskutiert, dafür aber recht farbenfroh definiert: es gibt rote Gentechnik (Medikamente), grüne Gentechnik (Pflanzenzucht), weiße Gentechnik (Mikroorganismen in der Industrie), graue Gentechnik (Mikroorganismen für Abfälle) und blaue Gentechnik (Meere).

Was genau unterscheidet eigentlich Gentechnik von Züchtung?

Züchtung und Gentechnik haben beide das gleiche Ziel: neue, bessere Pflanzen herzustellen. In der Züchtung gibt es viele verschiedene Methoden. Manche sehr klassisch/traditionell, andere hochtechnologisch. Gentechnik ist eine besondere biotechnologische Züchtungsmethode, hochtechnologisch und im Handwerkskoffer der Pflanzezüchter die mit den meisten Möglichkeiten. Aber auch die umstrittenste. Hier ein kurzer geschichtlicher Exkurs:

Von dem Moment an, als der Mensch vor etwa 10.000 Jahren damit begann, seine Nahrung anzubauen, griff er auch in den Genpool anderer Arten ein. Das war zwar zunächst unbewusst, aber nicht planlos. So wurden im nächsten Jahr die Samen der Pflanze wieder ausgesät, die besonders große Ähren hatte oder sich mit weniger Mühe ernten ließ. Der Mensch betrieb nach und nach dann eine bewusste Auslese nach seinen Kriterien. Diese Selektions- oder Auslesezucht war der Standard bis weit ins 19. Jahrhundert hinein. Erst die von Gregor Mendel aufgeschriebenen Gesetze der Vererbung und der Evolutionstheorie von Charles Darwin begründeten das, was wir heute allgemein unter Züchtung verstehen.

Denn mit dem Wissen, wie die Merkmale der Eltern auf die Nachkommen aufgeteilt werden, konnten nun die Pflanzen mit den erwünschten Eigenschaften miteinander gekreuzt und der beste Nachwuchs ausgesucht werden. Die Kreuzung oder Kombinationszüchtung war ein Fortschritt. Damit ließen sich bestimmte Eigenschaften von Pflanzen steigern. Dass aber neue Eigenschaften hinzukamen – wie etwa die Resistenz gegen einen bestimmten Schädling – war Glückssache.

Auch ganz neue Eigenschaften können von Zeit zu Zeit per Zufall in einer Pflanze entstehen. Der Grund dafür sind Veränderungen in der DNA: Mutationen. Auslöser für solche Mutationen können etwa Fehler beim Kopiervorgang der DNA sein. Aber auch natürlich vorkommende radioaktive Strahlung, UV-Strahlen der Sonne oder andere Umwelteinflüsse können eine Mutation auslösen. Viele Mutationen haben keine Auswirkung auf die Pflanze. Manche wirken sich negativ aus, sodass sie wieder aus dem Genpool entfernt werden. Es gibt aber auch solche, die von Vorteil für die Pflanzenart sind. Die werden dann weitergegeben und setzen sich durch Selektionsdruck durch. Neue Mutationen und deren Selektion dauert aber lange. Und dass sich auf diese Weise für uns positive Eigenschaften durchsetzen, ist pures Glück und Zufall. Diesem Glück lässt sich aber durch aggressive Behandlung auf die Sprünge helfen: mit Chemikalien oder radioaktiver Strahlung. Das heißt dann Mutagenese oder Mutationszüchtung und wurde in den 1940er Jahren eingeführt. Mutagenese ist vom Prinzip her das gleiche wie natürliche Mutation, es geht nur alles viel schneller! Auch hier wird massiv ins Erbgut der Pflanzen eingegriffen (was zeigt, dass eine schwarz-weiss-Bewertung von Züchtung vs Gentechnik nicht angemessen ist). Hat diese Mutationszüchtung bzw Mutagenese lange Zeit als normale Züchtung gegolten, so zählt sie seit 2018 zur Gentechnik. Da sie allerdings schon so lange erprobt ist, gelten für sie nicht die strengen Regeln, denen die neueren Verfahren der Gentechnik unterliegen.

Der nächste Schritt der klassischen Kombinationszüchtung ist die Präzisionszucht. Sie ist eine Innovation, denn neben dem Äußeren schaut man hier auch auf die Gene der Pflanzen, wenn man die richtigen Eltern für die Kreuzung aussucht. Denn wenn bekannt ist, dass ein Gen für eine bestimmte Eigenschaft verantwortlich ist und die Eltern über das Gen verfügen, dann wird auch die neue Sorte damit ausgestattet sein. Das vereinfacht die sonst üblichen Anbauversuche der neuen Sorten ungemein. Denn normalerweise müssen die im Feldversuch zeigen, dass sie die gewünschten Eigenschaften auch tatsächlich geerbt haben.

Was aber, wenn sich die gewünschte Eigenschaft bei einer Pflanze partout nicht zeigen will? Hier sollen gentechnische Verfahren Abhilfe schaffen. Bei der klassischen Gentechnik werden dazu Gene, die die gewünschte Eigenschaft kodieren, ins Erbgut einer Pflanzenzelle eingeschleust.

Die eingeschleusten Gene können dabei einerseits von Pflanzen der gleichen Art stammen. Das nennt sich dann cisgen. So können beispielsweise Resistenzgene gegen einen Krankheitserreger aus einer alten Sorte in eine jüngere Hochleistungssorte eingebracht werden. Übrigens: Alle klassischen Züchtungsmethoden sind ebenfalls cisgen, da sich (überwiegend) nur Pflanzen der gleichen Art miteinander Kreuzen lassen. Die eingeschleusten Gene können aber auch von einer ganz anderen Art stammen. Das nennt sich transgen und überträgt beispielsweise die Fähigkeit einer erhöhten Trockenresistenz eines Bakteriums auf eine Pflanze.

Wie genau funktioniert Gentechnik?

Um die Gene nun einzuschleusen, bedient man sich entweder einer Bakterie der Art Agrobacterium tumefaciens als Taxi oder einer Genkanone, mit der sie in die Pflanzenzelle geschossen werden. Beide Werkzeuge bringen zwar das gewünschte Gen in die Zelle. Wo genau im genetischen Code dieses eingebaut wird und wie oft, bleibt dem Zufall überlassen⁴. Oft geht dabei etwas kaputt oder funktioniert nicht, wie es soll. Deshalb schließt sich an die „Einpflanzung“ des Gens eine Suche nach der Zelle, in der es korrekt positioniert ist. Aus dieser wird dann die Pflanze mit der neuen Eigenschaft gezogen – was oft ein mühsamer und langwieriger Prozess ist.

Mit neuer Gentechnik hingegen lässt sich das Erbgut gezielt verändern⁵. Genome Editing sagen Fachleute dazu. Am bekanntesten dürfte wohl die „Genschere“ CRISPR/Cas sein, für deren Entdeckung es im Jahr 2020 den Nobelpreis für Chemie gab. Auch mit der Genschere können arteigene (cisgen) oder artfremde (transgen) Gene eingebaut werden.

Was genau ist Cripr-Cas?

Die Genschere ist ein Verfahren, das Wissenschaftler bei Bakterien abgeschaut haben. Einige davon haben nämlich einen Abwehrmechanismus gegen Virusinfektionen entwickelt. Sie merken sich bestimmte Teile aus dem Erbgut eines Virus. Kommt es später zur erneuten Infektion, erkennt das Bakterium den Eindringling und zerschneidet dessen Erbgut zielgenau. Für die Gentechnik wäre ein solches Werkzeug ideal – dachten sich Jennifer Doudna und Emmanuelle Charpentier im Jahr 2012. Denn damit ließe sich das Erbgut wie mit einem Skalpell an genau der richtigen Stelle bearbeiten. Damit lassen sich zum Beispiel einzelne Gene ausschalten. Denn kaputte DNA wird vom Körper wieder repariert. Meist kommt es dabei aber zu Fehlern, sodass das entsprechende Gen nicht mehr richtig funktioniert. Es können aber auch neue Gene hinzugefügt werden, die dann bei der Reparatur an der Schnittstelle eingebaut werden. Für ihre Entdeckung wurden sie mit dem Nobelpreis geehrt.

Übrigens: Auch natürlich vorkommende Mutationen und die Mutagenese funktionieren nach diesem Prinzip – nur eben komplett zufällig. Ein Umweltfaktor wie UV-Strahlung, Radioaktivität oder Chemikalien lassen die DNA an einer nicht vorhersagbaren Stelle brechen. Der Körper repariert den Schaden. Es schleichen sich Fehler ein. Gene werden lahmgelegt oder erhalten vielleicht eine neue Funktion. Die wiederum kann für den Organismus von Vorteil aber auch von Nachteil sein. Vorhersagen lässt sich das bei natürlichen Mutationen nicht.

Wie werden verschiedene Züchtungs- und Gentechnikverfahren in Bezug auf ihre Sicherheit eingestuft?

Jede neue Pflanzensorte muss geprüft werden, bevor sie in Europa zum Verkauf zugelassen wird. Diese Prüfung ist für Pflanzen, die mittels Gentechnik hergestellt wurden, länger und strenger als für Pflanzen aus herkömmlichen Züchtungsverfahren.

Für die klassische Züchtung bedeutet das in der Regel eine eingehende Prüfung. Sie müssen beispielsweise von bestehenden Sorten unterscheiden und eine Verbesserung gegenüber bestehenden Sorten aufweisen. Dann werden sie vom Europäischen Sortenamt in den Europäischen Sortenkatalog eingetragen.

Neue Sorten, bei denen mit technischen Mitteln in das Genom von Pflanzen eingegriffen wurde – also mithilfe von Agrobacterium, Genkanone oder Genome Editing-Methoden wie CRISPR-Cas9 - gelten hingegen als gentechnisch veränderte Organismen (GVO) und müssen in strengen Tests ihre Unbedenklichkeit für Mensch und Umwelt nachweisen: d.h. in Untersuchungen und Versuchen im Labor, Gewächshaus und im Feld.

Nach einem Urteil des Europäischen Gerichtshofs aus dem Jahr 2018⁶gehören nun auch durch Mutagenese (also Strahlung oder Chemikalien) erzeugte Pflanzen zu den gentechnisch veränderten Organismen. Allerdings stellt das Gericht ebenfalls fest, dass diese Verfahren schon so lange angewendet werden, dass sie als sicher gelten können und daher nicht den strengen regulatorischen Anforderungen unterliegen. Den Mitgliedsstaaten der EU steht es aber frei, auf ihrem Gebiet auch durch Mutagenese gewonnene Sorten gesonderte Rechtsvorschriften zu erlassen.

In Großbritannien ist es seit 2021 erlaubt, dass durch Genome Editing erzeugte Sorten keine verschärften Zulassungsprozeduren durchlaufen müssen. Für sie gelten die gleichen Regularien wie für klassisch gezüchtetes Saatgut. Mittlerweile strebt auch die EU eine Reform ihres Rechts an⁷. Dazu wurde bereits eine Folgenabschätzung erarbeitet. Die Annahme durch die EU-Kommission ist für das zweite Quartal 2023 geplant.

Was sind die Argumente der Gentechnik-Befürworter und was die der Gentechnik-Gegner?

Befürworter der grünen Gentechnik argumentieren einerseits damit, dass eine wachsende Bevölkerung bei gleichzeitiger Umweltveränderung in Folge des Klimawandels unsere Nahrungsmittelproduktion zur Herausforderung werden lässt. Mit gentechnischen Verfahren – insbesondere den neuen Genome Editing Methoden – ließen sich Pflanzen auf diese Weise schneller an die veränderten Umweltbedingungen anpassen. Toleranz gegen Trockenheit und Hitze wird hier oft genannt. Andererseits können mit gentechnischen Verfahren auch die Inhaltsstoffe der Pflanzen verändert werden. Reis kann zum Beispiel so verändert werden, dass er Vitamin A enthält und entsprechenden Mangel beseitigen kann. Tierfutter kann dahingehend verändert werden, dass bei er Verdauung im Rindermagen weniger Methan entsteht.

An dieser Stelle setzen dann die Argumente der Gentechnik-Gegner an. Denn neben den eigentlichen Bedenken wird argumentiert, dass alle angeführten Vorteile der Gentechnik auch auf anderem Wege erreicht werden können. Diese anderen Wege sind dabei oft mit einem Wandel der Lebenseinstellung und der Lebensumstände verbunden. Anstatt Pflanzen besser anzupassen, sollte die Art der Landwirtschaft geändert und nachhaltiger produziert werden. Anstatt Vitamin A in den Reis einzubauen, sollte die Ernährung in den betroffenen Ländern abwechslungsreicher gestaltet werden. Anstatt Tierfutter verdaulicher zu machen, sollte generell weniger Fleisch konsumiert werden, womit gleichzeitig auch mehr Fläche für den eigentlichen Nahrungsanbau zur Verfügung stünde.

Auffallend ist, dass die Fronten zwischen Befürwortern und Gegnern bei der Diskussion um das Für und Wider der grünen Gentechnik verhärtet sind. Es scheint nur entweder ein „Dafür“ oder ein „Dagegen“ zu geben. Letzteres scheint aktuell deutlich zu überwiegen.

Denn wie weit die Ablehnung der grünen Gentechnik geht, zeigt die Naturbewusstseinsstudie – eine repräsentative Umfrage in Deutschland - aus dem Jahr 2019⁸. So sprachen sich etwa 81 Prozent aller Befragten für ein Verbot der grünen Gentechnik aus. 84 Prozent fanden: „der Mensch hat kein Recht, Pflanzen und Tiere gezielt gentechnisch zu verändern.“ Und mehr als die Hälfte der Befragen (61 Prozent) würden Wissenschaftlern nicht vertrauen, die sich positiv über die grüne Gentechnik äußerten.

Die Deutsche Akademie der Wissenschaften Leopoldina⁹ hat in Deutschland sechs Gründe identifiziert, die von Gegnern  der grünen Gentechnik am häufigsten genannt werden. Sie meinen:

• „Genmanipulation ist unnatürlich.“
• „Genetisch veränderte Pflanzen sind eine Gefahr für die Umwelt.“
• „Produkte der Grünen Gentechnik können Allergien auslösen.“
• „Produkte der Grünen Gentechnik erhöhen das Krebsrisiko.“
• „Gentechnisch veränderte Pflanzen fördern die Verbreitung von Antibiotikaresistenzen.“
• „Grüne Gentechnik dient dem Profitinteresse der Agrarindustrie.“

Stand vor einigen Jahren noch die Angst vor gesundheitlichen Risiken im Vordergrund, wird heute eher mit sozialen oder ökologischen Auswirkungen argumentiert. Das Interessante dabei ist, dass sich die Diskussion mittlerweile von der Technologie als solches gelöst zu haben scheint. Stattdessen wird sie mehr und mehr ideologisch geführt. Dabei prallen zwei Weltbilder aufeinander. Sozial-ökologisch auf der einen und kapitalistisch-technikzentriert auf der anderen Seite.

Weshalb haben so viele Menschen Angst vor Gentechnik?

Gentechnik ist ein hochtechnologisches Verfahren mit sehr vielen Möglichkeiten. Das macht mitunter Angst oder ruft Unsicherheit hervor. Viele Argumente gegen die Gentechnik richten sich jedoch nicht gegen die Gentechnik an sich, sondern gegen die Machenschaften von Großkonzernen. Kritisiert wird, dass diese mit ihren einseitigen Geschäftsmodellen ein System der Abhängigkeiten schaffen würden. So müssen Landwirte z.B. Lizenzgebühren an die Großkonzerne zahlen, die die GV-Pflanzen hergestellt haben.

Die Firmen haben viel in die Forschung investiert und wollen dafür entschädigt werden. Und zum Teil spielen die Gentechnik-Kritiker den Multikonzernen sogar in die Karten: Je strenger und kostenaufwendiger die Regularien, desto eher können sich nur Großunternehmen die Entwicklung leisten.

Ob aber durch marktorientierte Forschung denen geholfen wird, die es am meisten brauchen, ist fraglich. Der Nutzen der momentan auf dem Markt befindlichen transgenen Pflanzen ist umstritten. Es gibt jedoch auch Beispiele, wo Universitäten an GV-Pflanzen forschen, um Ernährungsprobleme in armen Ländern anzugehen. Einige dieser Projekte finden mehr Zustimmung.

Kritisiert wird auch, Gentechnik favorisiere Monokulturen. Das ist zum Teil korrekt. Aber auch ohne Gentechnik gibt es eine Tendenz zu Monokulturen.

Als weitere  Gründe, die Gentechnik abzulehnen, werden sehr oft Argumente angeführt, Gentechnik sei gefährlich. Allerdings scheinen diese Argumente oftmals eher gefühlt oder durch Missverständnisse verursacht als durch ein eigenes umfassendes Wissen zur Gentechnik begründet zu sein. So stießen Wissenschaftler 2018 in einer Studie auf einen Zusammenhang zwischen Wissen über die Gentechnik und persönlicher Einstellung dazu¹⁰. Auffallend war dabei, dass vehemente Gegner sowohl in Deutschland und Frankreich als auch in den USA das geringste Wissen in Sachen Gentechnik aufwiesen. Solche Ergebnisse sprechen dafür, dass vor allem extreme Ablehnung auf Emotionen basiert.

In den folgenden Kapiteln gehen wir auf diese Punkte ein:

Gibt es Krankheiten, die auf den Verzehr von gentechnisch veränderten Organismen zurückgeführt werden können?

Bisher wurden keine wissenschaftlich haltbaren Belege dafür gefunden, dass der Verzehr von Nahrungsmitteln aus gentechnisch veränderten Pflanzen die Gesundheit beeinträchtigt¹¹.

Bedenken, dass gentechnisch veränderte Pflanzen Krebs auslösen könnten, werden sehr oft als Argument gegen die grüne Gentechnik vorgetragen. Die wichtigste Quelle, auf die sich dieses Argument stutzt, ist eine Studie aus dem Jahr 2012. Eine französische Forschungsgruppe hatte damals Ratten mit gentechnisch verändertem Mais gefüttert, der während des Anbaus mit dem Unkrautvernichtungsmittel Glyphosat behandelt wurde. Bei den Ratten bildeten sich Tumore. Allerdings konnten diese Ergebnisse durch eine andere Studie der Europäischen Union nicht reproduziert werden. Außerdem wurden den französischen Forschern schwere Mängel bei ihren Versuchen vorgeworfen¹². Einerseits war die Anzahl der Ratten mit zehn Tieren in jeder Gruppe so gering, dass dies Einfluss auf die Aussagekraft der statistischen Auswertung hat. Andererseits verwendeten sie einen Rattenstamm, der besonders anfällig für Tumore ist – egal mit welchem Futter.

Eine Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2017¹³ fand heraus, dass etwa 5 Prozent aller Studien zur Sicherheit von gentechnisch veränderten Pflanzen zu besorgniserregenden Ergebnissen kommen. Diese Studien würden sich dabei auf wenige Ereignisse beziehen. Auch seien immer wieder die gleiche Hand voll Labore, die zu solchen Ergebnissen kommen. Allerdings haben diese 5 Prozent in der medialen Berichterstattung eine viel größere Wirkung als die restlichen 95 Prozent der Studien.

Eine weitere Übersichtsarbeit aus dem Jahr 2014¹⁴ hat sich mit der Auswirkung gentechnisch veränderten Futters auf Nutztiere beschäftigt. Sie kam zu dem Schluss, „Felddatensätze, die mehr als 100 Milliarden Tiere nach der Einführung von gentechnisch veränderten Nutzpflanzen repräsentieren, zeigten keine ungünstigen oder gestörten Trends bei der Gesundheit und Produktivität der Tiere.“ Es gab auch in keiner der untersuchten Forschungsarbeiten Hinweise darauf, das sich Spuren des gentechnisch veränderten Futters in Tierprodukten wie Eiern, Fleisch oder Milch wiederfanden.

Ist das Risiko für Allergien beim Verzehr gentechnisch veränderter Pflanzen höher als bei herkömmlichen?

Wer eine Nahrungsmittelallergie hat, dessen Immunsystem reagiert mitunter sehr heftig auf bestimmte Proteine, die er zu sich nimmt. Dabei macht es keinen Unterschied, ob diese nun in konventionell oder gentechnisch gezüchteten Lebensmitteln vorkommen. Die Angst geht dabei vom Gedanken aus, dass ein gentechnischer Eingriff das Erbgut so verändern könne, dass die Pflanze plötzlich ein allergenes Protein herstellt. Das ist durchaus möglich, vor allem wenn transgen gearbeitet wird. Dann kann – wie bereits geschehen – der Bauplan für ein allergieauslösendes Protein aus der Paranuss in die Sojabohnewandern. Um das zu verhindern, gibt es Vorschriften für die Allergieprüfung gentechnisch veränderter Sorten, die die Weltgesundheitsorganisation (WHO) aufgestellt hat¹⁵. Dadurch wurde nicht nur die allergieauslösende Sojabohne vom Markt ferngehalten. Befürworter der Gentechnik argumentieren hier, dass sich mögliche Risiken durch geeignete Mechanismen minimieren lassen. Und weiter: Da es diesen Kontrollmechanismus bei konventionell gezüchteten Sorten nicht gibt, bestünde gerade mit Blick auf die weniger kontrollierte Mutagenese theoretisch ebenfalls ein Risiko für Allergene. Dieses bliebe aber aufgrund fehlender Kontrollmechanismen unentdeckt.

Können in gentechnisch veränderten Nahrungsmitteln Giftstoffe entstehen?

Pflanzen entwickeln Giftstoffe, um sich damit gegen Fraßfeinde zu wehren. Durch klassische Züchtung sind einige unserer heutigen Nahrungsmittel so verändert worden, dass sie weniger Giftstoffe enthalten. Doch dieser Prozess ist keine Einbahnstraße. Neue Sorten können also durchaus wieder mehr Giftstoffe enthalten als ihre Vorgänger. Dabei ist es unerheblich auf welchem Wege die Sorte entstanden ist.

Ein Beispiel dafür ist die Kartoffelsorte Lenape¹⁶. Sie wurde in den 1960er Jahren in den USA gezüchtet – auf klassischem Wege. Und sie war darauf optimiert, die besten Kartoffelchips zu liefern. Denn Konsistenz, Farbe und Biss der Snacks hängen in hohem Maße von den Inhaltsstoffen der verwendeten Kartoffel ab – vor allem von der Stärke und den verschiedenen Zuckerarten. Allerdings produzieren Kartoffeln auch andere Stoffe. Solanin zum Beispiel. Das ist ein Gift, mit dem sie sich gegen Fraßfeinde zur Wehr setzen und das auch uns Menschen nicht sonderlich gut bekommt. In unseren Speisekartoffeln ist dieser Stoff natürlich auch enthalten. Besonders konzentriert ist er in den grünen Stellen und direkt unter der Schale. Die Gesamtmenge ist aber so gering, dass sie uns nicht schadet. Bei Lenape war das anders. Eine zufällige Mutation hatte dazu geführt, dass der Solaningehalt mehr als dreimal so hoch war, wie bei anderen Sorten. Nach Vergiftungsfällen folgten Untersuchungen und anschließend wurde die Sorte vom Markt genommen. Mehr Giftstoffe können also auch das Ergebnis konventioneller Züchtung sein. Anders als bei den Zulassungsverfahren für gentechnisch veränderte Sorten erfolgt bei den konventionellen aber keine eingehende Prüfung darauf.

Es gibt aber auch Hinweise darauf, dass gentechnisch veränderte Pflanzen weniger Gifte enthalten können, als ihre klassisch gezüchteten Artgenossen^15,17. So wird Mais gern vom Schimmelpilz Fusarium moniliforme befallen. Dieser produziert ein Gift, das regelmäßig Nutztiere tötet, die es mit dem Futter aufnehmen. Tests an Ratten weisen auf eine krebserregende Wirkung hin. Das Gift übersteht viele Verarbeitungsschritte und lässt sich beispielsweise in Cornflakes nachweisen. In Großbritannien wurden 2003 verschiedene Nahrungsmittel aus Mais auf das Gift getestet. Ein Drittel durfte anschließend nicht mehr verkauft werden. Gentechnisch veränderter Mais weist verschiedenen Untersuchungen zufolge eine sehr geringe Kontamination mit dem Schimmelpilzgift auf. Das liegt an der Art, wie der Pilz in den Mais kommt. Er nutzt nämlich die Fraßgänge, die der Maiszünsler in den Kolben getrieben hat. Bt-Mais hat aber durch genetische Veränderungen eine Resistenz gegen den Maiszünsler erhalten. Damit sinkt offenbar auch die Angriffsfläche für den Pilz.

Welche Risiken bergen die neuen Verfahren zur Genomeditierung?

Genome Editing Verfahren arbeiten zwar um einiges präziser als klassische Gentechnik oder Mutagenese. Trotzdem sind sie nicht fehlerfrei. Auch hier kann es zu unbeabsichtigten Änderungen im Erbgut kommen, die zu unbeabsichtigten Änderungen von Pflanzeneigenschaften führen können. Die Sorten können dann unter Umständen weniger Nährstoffe enthalten oder anfälliger gegen eine bestimmte Krankheit sein. Im Prinzip sind das die gleichen Risiken, die auch bei den auf Zufall basierenden Verfahren bestehen. Aufgrund des gezielten Eingreifens ins Erbgut sind sie aber in der Regel weniger wahrscheinlich.

Funktioniert alles wie gewünscht, kann genau das ebenfalls zum Risiko werden. Zum Beispiel, wenn die neue Sorte so fit ist, dass sie andere Pflanzen außerhalb der Äcker verdrängt. Es wird argumentiert, dass genomeditierte Sorten die Ausbreitung von Monokulturen fördern¹⁸.

Welche durch klassische Gentechnik veränderten Pflanzen sind bisher auf dem Markt?

Der International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications (ISAAA) zählt für das Jahr 2019 weltweit 29 Länder, in denen gentechnisch veränderte Pflanzen angebaut wurden¹⁹. Als Top 5 nennt die Organisation die USA, Brasilien, Argentinien, Kanada und Indien. Die Zahl der afrikanischen Länder hat sich von drei auf sechs verdoppelt. Ein Zuwachs der Anbaufläche im zweistelligen Prozentbereich gab es in Vietnam, auf den Philippinen und in Kolumbien.

Unter den Pflanzen lag die Sojabohne deutlich vorn. Sie machte beinahe die Hälfte aller Pflanzen aus. Gentechnisch veränderte Sorten von Mais, Baumwolle und Raps werden ebenfalls häufig angebaut. Im Vordergrund stehen bei diesen Sorten die Toleranz gegenüber Unkrautvernichtern und die Resistenz gegen Schadinsekten. Über 45 Prozent der 2019 neu eingeführten Sorten hatten beide dieser Merkmale kombiniert. Neben den genannten Pflanzen wurden aber auch gentechnisch veränderte Sorten von Zuckerrüben, Luzerne, Kartoffeln, Äpfel, Papaya und Zucchini angebaut. In Bangladesch wuchsen insektenresistente Auberginen. In Brasilien und Indonesien wurde gentechnisch verändertes Zuckerrohr angebaut und in Costa Rica Ananas.

In der EU hat aktuell nur eine gentechnisch veränderte Sorte eine Anbauzulassung – der Mais MON810 von Monsanto. Von den 25 Ländern der EU haben 19 den Anbau verboten²⁰. Aktuell wird die Sorte nur in Spanien und Portugal angebaut. Es dürfen aber 71 verschiedene gentechnisch veränderte Pflanzensorten in die EU eingeführt werden – dazu zählen Baumwolle (10 Sorten), Mais (38 Sorten), Nelken (4 Sorten), Raps (6 Sorten), Soja (12 Sorten) und Zuckerrüben (1 Sorte)²¹. Außer den Nelken dürfen alle Sorten als Lebens- oder Futtermittel oder als andere Produkte eingeführt werden.

Welche Pflanzen, die durch Genom Editing entwickelt wurden, sind bisher auf dem Markt oder kurz vor Einführung?

Seit 2018 wird in den USA eine Sojabohne kommerziell angebaut, deren Erbgut editiert wurde. Dabei wurde die Zusammensetzung der Fette verändert. Gesättigte Fettsäuren wurden reduziert und ungesättigte erhöht. Die Zulassung als Lebensmittel hat das Sojaöl mit dem Markennamen Calyno bereits erhalten. Ebenfalls in den USA wird bereits seit einigen Jahren genomeditierter Raps angebaut, der resistent gegen ein Unkrautvernichtungsmittel ist.

Kurz vor dem kommerziellen Anbau sind beispielsweise eine Kleesorte, die als Tierfutter dient. Diese soll von Rindern besser verdaut werden können. Auch verschiedene Weizen- oder Kartoffelsorten stehen in den Startlöchern²². Allein 2020 sind mehr als 60 Anfragen an die Landwirtschaftsbehörde in den USA herangetragen wurden, genomeditierte Pflanzen anbauen zu wollen. Grünes Licht gab es dabei zum Beispiel für nikotinarmen Tabak, zitruskrebsresistente Orangen oder schädlingsresistente Sojabohnen²³.

Möglich macht es ein US-amerikanisches Gesetz, dass genomeditierte Pflanzen in der Regel dann recht einfach zulässt, wenn cisgen gearbeitet wurde. Das heißt, wurden keine artfremden Gene eingebracht, steht auf der Pflanze auch nicht „Gentechnik“ drauf. Das erleichtert es aktuell auch vielen Startups, neue Züchtungen zur Marktreife zu bringen²⁴.

Kann Gentechnik die Landwirtschaft effizienter machen?

Ja. Mit Hilfe von Gentechnik lassen sich Pflanzen in sehr kurzer Zeit an schwierige Umweltbedingungen anpassen. An stark salzhaltige oder saure Böden zum Beispiel. Oder an Trockenheit. Und sie kann Pflanzenteile nutzbar machen, die aktuell noch ungenießbar sind. Damit stellt die Gentechnik eine Möglichkeit dar, die Folgen von Klimawandel, Ackerbodenverlust und Bevölkerungswachstum auf die Ernährung abzumildern.

Hier einige Beispiele:

So gibt es beispielsweise seit 2011 eine gentechnisch veränderte Maissorte, die besser mit Trockenheit umgehen kann²⁵. Die Erträge, die dadurch in Feldversuchen erreicht wurden, sollen 6 Prozent über denen mit herkömmlichen Sorten liegen. Bei einer gentechnisch gegen Trockenheit resistent gemachten Sojabohne lag die Ertragssteigerung in den Versuchen bei 10 Prozent²⁶. Es wird auch daran geforscht Weizen, Reis oder Tomaten besser gegen Trockenheit zu wappnen²⁷. Es soll aber nicht unerwähnt bleiben, dass Trockenheitstoleranz auch mit klassischen Züchtungsmethoden erreicht werden können²⁸.

Anders sieht das hingegen bei der Salztoleranz aus. Bodenversalzung spielt mittlerweile eine immer größere Rolle. Eine hohe Konzentration an Mineralsalzen stört den Stoffwechsel der Pflanzen, sodass sie schwer oder gar nicht mehr gedeihen. Um zum Beispiel Raps eine erhöhte Salztoleranz hinzuzufügen, haben Forscher Gene aus dem Acker-Schmalwand – eine gemeinhin als „Unkraut“ angesehene Pflanze – eingefügt ^29,30 . Da beide Pflanzen unterschiedlichen Arten zugeordnet werden, handelt es sich hier um einen transgenen Eingriff.

Auch saure Böden stellen viele Kulturpflanzen vor eine große Herausforderung. Denn in diesem Milieu löst sich Aluminium aus dem Boden und verhindert das Wachstum vieler Arten. Deshalb arbeiten Forscher daran, Nutzpflanzen toleranter gegen Aluminium zu machen³¹. Allerdings muss hier noch einiges an Forschungsarbeit geleistet werden.

Gentechnik kann aber auch Pflanzenteile nutzbar machen, die bisher wegen ihrer Giftigkeit entsorgt werden. Das betrifft besonders die Baumwolle. Angebaut wird die Pflanze wegen ihrer Fasern, die zu T-Shirts, Socken und allerlei anderen Textilien verarbeitet werden. Dabei fallen aber auch große Mengen an Baumwollsamen an, die reich an Proteinen sind. Leider lassen sich diese nicht als Nahrungsmittel für Mensch und Tier nutzen, da sie auch einen Giftcocktail enthalten. Dieser ist für die Pflanze wichtig, denn damit schützt sie sich vor Fressfeinden. Durch gentechnische Mittel lässt sich nun die Konzentration der Gifte in den Samen so weit senken, dass diese als Nahrungs- oder Futtermittel taugen³². In den anderen Pflanzenteilen bleibt die Konzentration dabei unangetastet, sodass sie die Pflanzen nach wie vor gegen gefräßige Insekten währen können.

Kann Gentechnik Lebensmittel verbessern?

Ja, man kann. Aber die Umsetzung ist scheinbar kompliziert...

Ein Beispiel ist der Goldene Reis. Für diesen wurde Reis ein artfremdes Gen eingefügt, dass die Pflanze zu einer erhöhten Produktion von Betacarotin veranlasst. Das ist eine Vorstufe von Vitamin A und für den menschlichen Körper unerlässlich. In Gegenden, in denen Reis als Hauptnahrungsmittel gilt, kommt es häufig zu einer Unterversorgung mit Vitamin A. Dann treten Mangelerscheinungen auf, die vor allem bei Kindern zum Verlust des Augenlichts führen können.

Greenpeace lehnt Goldenen Reis grundlegend ab und warnt vor unbekannten Auswirkungen auf die Gesundheit, Verunreinigungen bestehender Reissorten und einer Förderung von Mangelernährung³³. Über 100 Nobelpreisträger hingegen forderten Greenpeace im Jahr 2016 in der Mainauer Deklaration auf, ihre Kampagnen gegen den Goldenen Reis zu beenden³⁴. Sie führen an, dass es keine Hinweise auf negative gesundheitliche Folgen gibt und auch die Auswirkungen auf die Umwelt gering sind. Indirekt werfen sie Greenpeace „Verbrechen gegen die Menschlichkeit“ vor. Es wird also mit harten Bandagen gekämpft.

Mittlerweile haben einige Staaten Fakten geschaffen. So wurde Goldener Reis 2017 in Australien und Neuseeland und 2018 in den USA und Kanada als Nahrungsmittel zugelassen³⁵. Über eine Zulassung zum Anbau wird noch entschieden. Und auf den Philippinen darf Goldener Reis seit 2021 ohne Einschränkungen kommerziell angebaut werden³⁶.

Ein weiteres prominentes Beispiel ist die „Anti-Matsch-Tomate“³⁷. Aber auch hier ist es kompliziert. Die eigentlich als Flavr-Savr-, also den Geschmack konservierende, Tomate wurde gentechnisch so verändert, dass die Zellwände während der Reifung länger stabil bleiben. Die Frucht kann also länger am Strauch hängen und Aromastoffe bilden, ohne dabei matschig zu werden. Im Jahr 1994 kam die Tomate in den USA in die Geschäfte. Sie war dort das erste Lebensmittel, das gentechnisch verändert wurde – und fand prompt keine Konsumenten. Auch bei der Lebensmittelindustrie konnte sie nicht punkten, denn deren Maschinen waren auf die neuen Eigenschaften schlicht nicht ausgelegt. Und auch der Anbau gestaltete sich schwierig, da die Tomate zwar nicht so schnell matschig wurde, dafür aber weniger Krankheitsresistent als andere Sorten war. Seit 1997 ist die Flavr-Savr-Tomate deshalb von den Feldern wieder verschwunden³⁸.

Kann Gentechnik bedrohte Lebensmittel retten?

Ja, Gentechnik kann bedrohte Lebensmittel retten, wie die Papaya-Sorte SunUp gezeigt hat. Gleiches haben Wissenschaftler nun auch mit der Banane vor.

Das Leben ist ein ständiger Wettbewerb. Zum Beispiel zwischen Viren und Pflanzen. Infizierte Individuen sterben entweder ab oder entwickeln Resistenzen und geben die an ihre Nachkommen weiter. Im Laufe der Evolution wird sich also immer ein Gleichgewicht einstellen. Bei unserer modernen Landwirtschaft sieht die Sache hingegen anders aus. Monokulturen beispielsweise sind für Schädlinge in der Regel ein Schlaraffenland. Und auf Hochleistung gezüchtete Sorten haben oftmals ihre Resistenzen gegen bestimmte Krankheiten verloren. Darauf zu warten, dass sich die Kulturpflanzen von alleine anpassen, ist deshalb kaum möglich.

Klassische Züchtung kann hier helfen. Dabei werden resistente aber weniger ertragreiche Sorten mit modernen Hochleistungssorten gekreuzt. Allerdings dauert das in der Regel länger und funktioniert nur, wenn die Resistenzgene bereits in einer Pflanze der gleichen Art vorkommen. Gentechnik kann diesen Prozess beschleunigen, indem die verantwortlichen Resistenzgene direkt in die neue Sorte eingefügt werden. Arbeitet man transgen, erweitert sich der Spielraum deutlich. Denn dann können entsprechende Resistenzgene aus anderen Organismen eingefügt werden.

Ein Beispiel dafür ist die Papaya. Die tropische Frucht aus der Familie der Melonengewächse war in den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts von einem Virus bedroht. Auf Hawaii brach die Ernte merklich ein. Durch die Einschleusung eines Resistenzgens entstand darauf die transgene Sorte SunUp, die anschließend mit einer nicht-transgenen Sorte gekreuzt wurde³⁹. Das Resultat war Rainbow – eine virusresistente Sorte, die die Ernten wieder stabilisierte.

Kein Virus, sondern ein Pilz war die Bedrohung, der sich die Bananenbauern dieser Welt noch vor Kurzem gegenübersahen^{40, 41}. Wer nun denkt – „na und, dann essen wir eben Äpfel statt Bananen“ – übersieht die Bedeutung der gelben Südfrucht. Für fast eine halbe Milliarde Menschen zählt sie zu den Grundnahrungsmitteln. Und etwa 40 Prozent aller für den Export produzierten Bananen stammen von einer Sorte – der Cavendish-Banane (siehe Infobox). Gerade diese war extrem anfällig für den Pilz. Damit stand das wirtschaftliche Überleben vieler Bananenbauern auf dem Spiel. Die Lösung gelang Forscherin im Jahr 2017. Sie übertrugen ein Resistenzgen aus wilden Bananen in die Cavendish. Übrigens: Ein ähnliches Resistenzgen schlummert schon von Natur aus in der Cavendish. Allerdings ist es nur sehr schwach ausgeprägt, sodass die Pflanzen nicht ausreichend gegen den Pilz geschützt sind. Jetzt planen Forscher die Aktivität dieses Gens durch Genom Editing zu verstärken. Damit würden sie dann eine resistente Banane erhalten, ohne Genmaterial aus einer anderen Sorte verwenden zu müssen.

Ein Problem bleibt: die Akzeptanz

Auf der einen Seite Panikmache, auf der anderen Seite Heilsversprechen. Weshalb nun ist die Diskussion festgefahren? Schwer zu sagen. Eine These: Anfangs haben Großkonzerne zu viel versprochen, zu viel beschönigt, Systeme etabliert, die abschreckten. Dann kam es schnell zu heftigen und radikalen Gegenreaktionen. Seither dominiert die Schwarz-Weiß-Malerei. Und bei jedem Versuch der Vermittlung besteht die Gefahr für den Vermittler, von Anhängern des einen Lagers bezichtigt zu werden, Propaganda für das andere Lager zu betreiben.

Fakt ist: In vielen Ländern Europas wird Gentechnik abgelehnt. Auch wenn Gentechnik durchaus Potential hat, kann sie diese daher nicht wirklich ausspielen. Auch ist das Argument des Welthungers in Europa für viele schwer nachzuvollziehen. In Europa werden viele Lebensmittel weggeschmissen, statt konsumiert. Viele argumentieren daher, dass Gentechnik nicht nötig sei in Europa. Vor allem weil die Bevölkerung sehr skeptisch gegenüber Gentechnik ist. Weshalb etwas produzieren, das die Mehrheit ablehnt? Es gibt auch in vielen europäischen Ländern Anbauverbote. Gentechnisch veränderte Lebens- und Futtermittel können jedoch nach Europa eingeführt werden, unter der Bedingung dass sie gekennzeichnet sind. Großkonzerne beklagen hingegen, dass durch die Skepsis und Verbote ein großer Markt nicht genutzt wird.

Tatsächlich spielt Europa auch nur eine Nebenrolle wenn es um GV-Pflanzen geht. GV-Pflanzen werden hauptsächlich in Ländern wie U.S.A., Kanada und Brasilien angebaut. Indien und China schließen auf. Die bisher auf dem Markt befindlichen GV-Pflanzen sind auf diese Märkte ausgerichtet.

In vielen Entwicklungsländern, wo der Welthunger am ehesten gestillt werden muss, gelten jedoch andere Umweltbedingungen, die sich auf den Ertrag auswirken – schlechte Böden und Dürren, wie die in Ostafrika, können humanitäre Katastrophen auslösen – und andere Bedürfnisse: Wie z.B. das Bedürfnis, Wasser einzusparen. Es bleibt ein lohnendes Ziel Pflanzen zu entwickeln, die weniger Wasser benötigen. Oder auf salzigen Böden wachsen können, um bisher ungeeignete Flächen landwirtschaftlich nutzbar zu machen.

Wenn möglich mit konventionellen Züchtungsmethoden. Wenn nötig, mit Gentechnik?

Die Zukunft wird zeigen in welchem Maße Gentechnik hilfreich sein wird - oder nicht.

Autor: Kai Dürfeld (für scienceRELATIONS - Wissenschaftskommunikation),

Co-Autor: Jean-Paul Bertemes (FNR)

Editorinnen: Michèle Weber, Lucie Zeches (FNR)