Gentechnik auf dem Acker

Werden Großkonzerne die Landwirtschaft der Zukunft kontrollieren?

Von Jost Herbig

Die Symptome sind deutlich genug. Hunderte von Millionen Menschen hungern. In Ländern, in denen schon heute der Hunger herrscht, wächst die Bevölkerung am schnellsten. In den reichen Ländern aber wachsen die Ansprüche. Ein erheblicher Teil des Luxuskonsums wird aus Hungerländern importiert. Bis zur Jahrtausendwende müssen weitere zwei Milliarden Menschen mit ernährt werden.

Mehr Menschen – mehr Nahrung. Eine konsequente Forderung. Doch die herkömmlichen Rezepte zur Steigerung der Nahrungsproduktion versagen. Die fruchtbarsten Böden sind erschlossen. Erosion, Verkarstung, das Vordringen der Wüsten und eine krebsartig wuchernde Zivilisation vernichten weltweit riesige Ackerflächen. Intensivierte Landwirtschaft, vor allem durch verstärkte künstliche Stickstoffdüngung, scheitert in den ärmeren Ländern an den explosionsartig gestiegenen Kosten für Erdöl und seine Produkte. Und auch die Pflanzenzüchtung, die, neben Agrochemie, etwa zur Hälfte zu den eindrucksvollen Ertragssteigerungen der Vergangenheit beigetragen hat, scheint auf Grenzen zu stoßen. Das genetische Ertragspotential etwa der am weitesten entwickelten Weizen- und Kartoffelsorten ist, wie unlängst das amerikanische Office for Technology Assessment in einer Studie für den Kongreß feststellte, weitgehend ausgeschöpft.

Die Zeichen stehen auf Sturm. Lawinenartig wächst die Zahl der Menschen, für die Nahrung zur Mangelware wird. Wer die technischen Ressourcen zur Steigerung der Nahrungsproduktion kontrolliert, gewinnt Macht über das Schicksal großer Teile der Menschheit. "Tier- und Pflanzenzüchtung sind in einem weltweiten erbitterten Kampf von strategischer Bedeutung", berichten drei französische Biologen, François Gros, Pierre Royer und der Nobelpreisträger François Jacob, in einer Studie über die medizinisch-technischen Anwendungsmöglichkeiten biologischer Forschung.

Genetische Technik und Zellbiologie versprechen nun einen Ausweg. Innerhalb weniger Jahrzehnte, können sie die Pflanzen, von denen die Menschheit lebt, gründlicher umkonstruieren als dies in Jahrtausenden züchterischer Verbesserung seit Entwicklung der Landwirtschaft geschah. Und wo akuter Mangel in Verbindung mit revolutionären Techniken zur Grundlage neuer wirtschaftlichen Wachstumsmöglichkeiten wird, fehlt es in der Regel nicht an Risikokapital. "Wir meinen, daß Nahrung für die neunziger Jahre das bedeuten wird, was Energie für die siebziger und achtziger gewesen ist", resümiert der Präsident des amerikanischen Ölkonzerns Occidental Petroleum, Robert Abboud, in einer Studie über die Zukunftsperspektive seines Unternehmens.

Die wissenschaftlichen Fundamente der gentechnischen Pflanzenzüchtung werden heute jedoch an Instituten der öffentlich finanzierten Forschung und an Hochschulen gelegt, in der Bundesrepublik vor allem bei der Max-Planck-Gesellschaft. Im Vergleich zu dem Reklamerummel und der Geschäftstüchtigkeit, mit der führende Molekularbiologen ihre gentechnisch umkonstruierten Bakterienstämme vermarkten (siehe "Das Geschäft mit den Genen", ZEIT Nr. 35), wird auf dem Gebiet der Pflanzengenetik hoch mit sympathischer wissenschaftlicher Zurückhaltung geforscht und publiziert. Dabei ist dieser Bereich der Gentechnik nicht minder faszinierend – und der Nutzen könnte weitaus größer sein.

Gentechnik auf dem Acker

Die gentechnisch orientierten Pflanzenzüchter der Zukunft werden sich immer weniger mit ganzen Pflanzen beschäftigen. Sie arbeiten mit einzelnen Zellen. Durch mechanisches Zerkleinern und anschließende Behandlung mit speziellen Enzymen lassen sich Pflanzen in die Bestandteile zerlegen. Wie bei allen Lebewesen enthält der Kern jeder Zelle, auf der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure – kurz DNA – gespeichert, das genetische Steuerprogramm für den Aufbau einer neuen ganzen Pflanze. Einzelne Zellen vieler verbreiteter Pflanzenarten – zum Beispiel Kartoffel, Tomate, Tabak, Spargel oder Erdbeere, aber (noch) nicht die wichtigen Getreidearten – lassen sich durch Behandlung mit Pflanzenhormonen und Nährstoffen problemlos wieder zu vollständigen Pflanzen entwickeln. Auf diesem Wege gewinnen Züchter heute schon in der kommerziellen Saatgutherstellung von Erdbeeren aus einer Mutterpflanze Tausende virusfreier, genetisch gleichartiger Nachkommen, sogenannte Klone. "Geklonte Erdbeeren" sind bereits auf dem Markt.

Tomoffeln und Kamaten

Stellvertretend für die ganze Pflanze wird die einzelne Zelle zum Objekt züchterischer Manipulationen. So schrumpfen große Versuchsfelder auf Reagenzglasformat. Umfangreiche Versuchsserien, in denen zig Millionen Pflanzen auf Eigenschaften wie Widerstandsfähigkeit gegenüber bestimmten Schädlingen, Kälte oder Salz im Boden getestet werden, beanspruchen kaum mehr als eine Ecke auf dem Labortisch.

Auf der Stufe der einzelnen Zelle wird die Pflanze gentechnisch manipulierbar. Durch Verschmelzung zweier Einzelzellen schuf der Tübinger Pflanzengenetiker Professor Georg Melchers, einer der international renommierten Pioniere dieser neuen Forschungsrichtung, zusammen mit zwei Kollegen 1978 bizarre Mischpflanzen aus Kartoffel und Tomate. Melchers Pflanzenbastarde, "Tomoffeln" und "Kamaten", blieben freilich unfruchtbar.

Eine Stufe weiter gelangten gemeinsam Wissenschaftlerteams der Universitäten Brüssel und Gent sowie des Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in Köln. Um fremdes Erbmaterial in Pflanzen einzuschleusen, verwendeten sie ein sogenanntes Plasmid des Bodenbakteriums Agrobakterium tumefaciens. Dieses Ti-Plasmid ist ein ringförmiges Stück Erbsubstanz, das aus dem Bakterium in die Pflanzenzelle eindringt und sich in deren Erbsubstanz fest verankert. Dort löst es krebsartige Wucherungen aus, sogenannte Wurzelhalsgallen, aus denen sich das Bakterium ernährt. Durch gezielte Veränderung des genetischen Steuerprogramms gelang es den Forschern, das parasitische Ti-Plasmid in ein brauchbares Vehikel zur Übertragung fremder Erbsubstanz in Pflanzen zu verwandeln. Mit Hilfe ihres gezähmten Plasmids schleusten sie anschließend eine ganze Anzahl verschiedener Menschen-, Tier-, Pflanzen- und Bakteriengene in Tabak ein.

Wissenschaftler dieser Teams schufen Tabakpflanzen, die zum Beispiel Gene für ein Blutprotein von Kaninchen in sich trugen oder für ein Interferon, mit dem sich der menschliche Organismus gegen Viren schützt. Und im Gegensatz zu Melchers Tomaten-Kartoffel-Bastarden, in denen sich Zehntausende Gene zweier Pflanzenarten wahllos vermischt hatten, sind diese Produkte einer gezielten Übertragung einzelner Gene fruchtbar. Sie vererben das fremde Gen auf ihre Nachkommen. Das fremde Erbmaterial ist fest in die Pflanze integriert. Diese modifizierten Tabakpflanzen sind die ersten genetisch umkonstruierten höheren Lebewesen überhaupt – eine bewundernswerte wissenschaftliche Ersttat.

Ziel solcher abenteuerlich anmutenden Versuche ist nicht, wie der deutsche Wissenschaftssoziologe Rainer Hohlfeld glossiert, die "Fritten mit Ketchup-Pflanze" zu ziehen oder gar Raucher durch Interferon-Tabak gegen Krebs rückzuversichern. Pflanzengenetiker arbeiten heute vielmehr das wissenschaftlich-technische Instrumentarium aus, mit dem sie zukünftig gezielt in die biologische Maschinerie der Pflanze eingreifen können.

Gentechnik auf dem Acker

In den gentechnischen Utopien der Pflanzenzüchtung erscheint nichts mehr unmöglich. Vergrößerung der Energieausbeute bei der Photosynthese, die Sonnenenergie in chemische Energie umwandelt, soll das Pflanzenwachstum beschleunigen. Auch in gemäßigten Klimazonen würden mehrfache Ernten im Jahr möglich. Pflanzen, die widerstandsfähiger gegenüber Hitze, Kälte oder Trockenheit sind, können auch in heute landwirtschaftlich nicht nutzbaren Zonen angebaut werden; künstliche Bewässerung würde überflüssig.

Gentechnisch umkonstruiertes Getreide könnte mehr Korn und weniger Stroh tragen. Pflanzen sind denkbar geworden, die, da Gentechniker ihnen die richtige Aminosäurekombination einprogrammiert haben, die menschliche Ernährung von tierischem Eiweiß unabhängig machen. Und nicht zuletzt arbeiten Forscherteams in aller Welt daran, so wichtige Nahrungspflanzen wie Weizen, Mais oder Reis von künstlicher Stickstoffdüngung unabhängig zu machen. Wie die Leguminosen Erbse, Soja oder Bohne sollen sie sich aus der Luft selbst mit Stickstoff versorgen.

Um zu erkennen, wie in Zukunft Agrartechnik die Mägen von Milliarden hungernder Menschen füllen soll, genügt es jedoch nicht, nur auf das wissenschaftlich Mögliche und das technisch Machbare zu schauen. Deutlich wie kein anderes Anwendungsgebiet der genetischen Technik spiegelt der Agrarsektor die soziale Vieldeutigkeit des technischen Fortschritts.

Beispiel Grüne Revolution: In den vierziger Jahren begannen wohlmeinende Agrarspezialisten, darunter der spätere Friedensnobelpreisträger Norman Borlaug, in Mexiko mit Regierungsunterstützung ein umfangreiches Entwicklungsprogramm. Ziel war, die auf der Welt führende amerikanische Land wirtschaftstechnik auf mexikanische Verhältnisse zu übertragen. Und von Mexiko aus griff die Grüne Revolution seit der zweiten Hälfte der fünfziger Jahre auf Entwicklungsländer in aller Welt über.

Gemessen an den Erträgen kann diese kapitalintensive Form der Landwirtschaft eine beachtliche Erfolgsbilanz vorweisen: In Mexiko gelang es innerhalb zweier Jahrzehnte, die durchschnittlichen Hektarerträge beim Weizen von 880 Kilogramm im Jahr 1950 auf 2840 im Jahr 1970 zu steigern. In Europa hat es nicht weniger als sechs Jahrhunderte gedauert, um beispielsweise in England von mittelalterlichen 800 auf 2720 Kilogramm im Jahr 1950 zu gelangen. Aus dieser Perspektive plädierte vor wenigen Wochen der englische Biophysiker und Nobelpreisträger Max Perutz in der ZEIT (Nr. 35) engagiert für die Grüne Revolution: "Ohne Chemie kein Brot".

Untersucht man jedoch, wer den Nutzen zog, so zeigt der scheinbare Fortschritt sein anderes Gesicht: In Mexiko erwirtschafteten zwischen 1950 und 1960 ganze vier Prozent der Bevölkerung 80 Prozent dieser eindrucksvollen Ertragssteigerungen. Nutznießer der Grünen Revolution waren dort und auch in vielen anderen Entwicklungsländern vor allem Großgrundbesitzer und große, kommerziell orientierte Farmer.

Superpflanzen für Kleinbauern

Gentechnik auf dem Acker

Fortschrittliche. Landwirtschaft verlangte auf einmal teures Saatgut, Chemiedünger, Bewässerungsanlagen und chemische Schädlingsbekämpfungsmittel. Die Grüne Revolution setzte auf den Typus des Agrarunternehmers, der für den Markt produziert. Durch Verdrängungswettbewerb und ein regelrechtes Bauernlegen verloren Millionen von Kleinbauern die Existenzgrundlage.

Wie wenig dies alles mit technischen Sachzwängen zu tun hat, zeigen Studien des Forschungsinstituts der Vereinten Nationen für Sozialen Wandel (UNRISD). Trotz massiver Regierungsunterstützung erwirtschafteten die großen, kommerziell orientierten mexikanischen Farmen um zwölf Prozent geringere Hektarerträge als die Kleinbauerngenossenschaften der eijdos.

In ihrem Bericht über Zukunftsperspektiven durch moderne biologische Forschung sagen Gros, Royer und Jacob gewaltige Konzentrationsbewegungen voraus: "Von heute bis zum Jahr 2000 werden wahrscheinlich nur noch wenige Nationen übrigbleiben, die imstande sind, die genetischen Ressourcen zu kontrollieren, ihren Wert auszuschöpfen und in Form einer geringen Zahl verbesserter Sorten kommerziell auszuwerten."

Das Fusionsfieber hat die Zubehörindustrie für moderne Landwirtschaft schon erfaßt. Giganten der Erdöl-, Chemie- und Pharmabranchen wie Royal Dutch/Shell, Ciba Geigy, Sandoz, Monsanto, Occidental Petroleum und andere haben Saatgutunternehmen zu Dutzenden aufgekauft. Die notwendigen Entwicklungsarbeiten Verlangen ein hohes wissenschaftliches Können, viel Kapital und bergen Risiken, die nur große Konzerne tragen können.

Nach einem Bericht des angesehenen amerikanischen Wirtschaftsmagazins Forbes investieren große amerikanische Ölkonzerne, Chemie- und Pharmaunternehmen bereits heute jährlich Beträge zwischen 20 und 60 Millionen Dollar in langfristig angelegte Agrarforschung. Chemiekonzerne wie DuPont, Dow oder Allied Chemical interessieren sich für pflanzliche Stickstoffbindung und Photosynthese; die Pharmahersteller Eli Lilly, Pfizer und Merck beschäftigen sich mit Gentechnik an Pflanzen; die Ölriesen Atlantic Richfield und Occidental Petroleum erforschen landwirtschaftliche Verwendungszwecke der Biotechnik.

In Zukunft könnte ein internationales Agro-Oligopol eine ähnliche Macht über die Ernährung der Menschheit gewinnen, wie es heute die "Sieben Schwestern", die großen Erdölkonzerne, auf dem Erdölmarkt haben.

Für solche Konzerne war die Grüne Revolution der Weg zu den bis dahin unzugänglichen Märkten der Entwicklungsländer. Sie konnten entscheidenden Einfluß auf die Agrarentwicklung vieler Länder der Dritten Welt nehmen.

Gentechnik auf dem Acker

Die Fehlentwicklungen der Vergangenheit würden durch die Forschungs- und Vermarktungsstrategien zukünftiger Agromultis vermutlich entscheidend verschärft: wachsende Abhängigkeit von einer aufwendigen Landwirtschaftstechnik; wachsende Abhängigkeit der Entwicklungsländer von importierter Technologie; Vergrößerung der sozialen Unterschiede in Entwicklungsländern und damit verbundene Verelendung großer Bevölkerungsteile; zunehmende Vereinheitlichung der Pflanzen und Pflanzenkulturen, die zur Ursache steigender Schädlingsanfälligkeit wird und Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen notwendig macht.

Solche Gefahren sollten uns nicht blind für die außergewöhnlich vielversprechenden Möglichkeiten der heutigen pflanzengenetischen Forschung machen. Es hieße, leichtfertig eine der großen Zukunftschancen zu verspielen, würden wir übersehen, was Gentechnik zur Ernährung der Menschheit beitragen könnte. Doch zuerst müßte sich der technische Fortschritt an den Bedürfnissen der Menschen und nicht an den Interessen einer kleinen und weiter schrumpfenden Zahl von Unternehmen orientieren.

Ein Patentrezept für die ganze Welt gibt es gewiß nicht. Dennoch gibt es eine gemeinsame Maxime: Die Landwirtschaft der Zukunft muß die kostenlosen Dienste der Natur besser nutzen als die gegenwärtige.

Pflanzen sind nicht deswegen schädlingsanfällig, weil sie hochgezüchtet sind und dadurch "der generiert" und "ohne Abwehrkräfte" wären. Die einzelne Pflanze der modernen Sorten ist meist sehr viel widerstandsfähiger als die Primitivsorten. Nicht die Pflanzen, sondern die Monokulturen sind krankheitsanfällig. Einfache biologische Maßnahmen wie die Erhöhung der genetischen Vielfalt innerhalb der Sorten, Vergrößerung der Zahl der angebauten Sorten, Fruchtwechsel und mechanische Bodenbearbeitung können Schädlingsprobleme mit geringerem wirtschaftlichen Aufwand und weniger ökologischen Schäden lösen.

Für die meisten Hungerregionen sind jedoch weitaus radikalere Lösungen erforderlich. Benötigt werden Pflanzen und Agrartechniken die mit denkbar geringem wirtschaftlichem Aufwand verläßliche und steigende Erträge bringen. Sie müssen für Bauern entwickelt werden, die mit nicht mehr als ihrer Arbeitskraft bezahlen können.

Gentechnik könnte hier zu entscheidenden Verbesserungen beitragen: allgemein verfügbare Sorten mit niedrigem Nährstoffbedarf; Pflanzen an schwierige, oft salzhaltige Böden anpassen und widerstandsfähig gegenüber Schädlingen, Dürre und Hitze machen; genetisch verbesserte Bodenorganismen, Pilze, Bakterien oder Algen herstellen, die Stickstoff im Boden anreichern oder andere Nährstoffe aktivieren. Gentechnik könnte also bei der Überwindung des Hungers helfen, wenn sie Kleinbauern unabhängig von kommerziellen Produkten macht.