760 Millionen Tonnen produzierten die Landwirte weltweit im Jahr 2016 (geschätzt) © ZEIT-Grafik

Ernteverluste sind nichts Neues. Der Kampf um mehr Ertrag und gegen die Feinde auf dem Feld gehört seit je zum Alltag des Bauern. Aber jetzt werden die modernen Waffen stumpf.

Einen der größten Siege konnte noch Norman Borlaug erringen. Der Amerikaner – 1970 mit dem Friedensnobelpreis ausgezeichnet – fand Gene, die den Weizen gegen einen gefährlichen Krankheitserreger resistent machten: den Pilz Puccina graminis, zu Deutsch Schwarzrost. Der Schädling kann zu extremen Ernteausfällen führen. Borlaugs Erfolg sicherte die Ernten, vor allem in China und Indien. Nördliche Regionen sind vom Schwarzrost seltener betroffen, weil die Pilze frostempfindlich sind. Mit dem Klimawandel kann sich das drastisch ändern. Erhöhen sich die Durchschnittstemperaturen, kann der Rost womöglich auch hiesige Winter überdauern.

Resistenzgene bieten keine Ewigkeitsgarantie, die Evolution geht unerbittlich weiter. In den neunziger Jahren tauchten Varianten des Pilzes auf, die die Resistenz der Pflanzen durchbrachen.

Besonders perfide agiert eine Rostvariante, die 1999 in Uganda beschrieben wurde: Ug99. Seither breitet sich der Erreger über die Welt aus. Auf Sizilien hat der Schwarzrost 2016 große Teile der Weizenernte vernichtet. Die Gelbrost-Variante AF2012, ein Verwandter, vernichtet seit 2012 Ernten in Äthiopien, Usbekistan und Afghanistan – und wurde auch auf Sizilien gesichtet. "Wissenschaftler finden jedes Jahr ein bis zwei neue Varianten in Europa", schreibt das Referenzzentrum für globale Rosterkrankungen in Aarhus.

Nahrungsmittel

Weizen deckt 19 Prozent des Kalorienbedarfs der Menschheit

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Gegen die Evolution können Landwirte und Pflanzenzüchter nichts ausrichten. Sie haben es aber in der Hand, wie empfindlich ihre Pflanzen reagieren. Dabei stehen sie vor einem Zielkonflikt: Düngen mit Stickstoff steigert den Ertrag – weicht aber die Zellwände der Pflanzen auf und macht sie anfälliger für Pilzerkrankungen. Die kurzen Halme moderner Weizensorten können schwere Ähren tragen. Aber auch sie machen es dem Pilz leichter, sich auszubreiten. Ähnliches gilt für den Anbau: Eine frühe Aussaat des Winterweizens steigert den Ertrag – erhöht aber das Infektionsrisiko.

"An einigen Punkten überschreitet der Modernisierungspfad die Grenzen der Nachhaltigkeit, und er gefährdet die Resilienz der Systeme", bekannte die Deutsche Landwirtschaftsgesellschaft DLG Anfang dieses Jahres. Der Weizenanbau ist eines der Systeme, dessen Fähigkeit, auf Krisen zu reagieren, gerade drastisch schwindet.

Das liegt auch daran, dass der Weizen ein kompliziertes Lebewesen ist. Sein Genom ist fünfmal so groß wie das unsere. Es besteht aus 17 Milliarden Basenpaaren. Genau genommen, ist es auch nicht ein Genom: Der Weizen stammt von drei Wildgräsern ab und besitzt daher drei Genome mit jeweils zwei Chromosomensätzen. Diese Komplexität macht den Züchtern das Leben schwer. Die Kreuzungslotterie bietet unüberschaubar viele Kombinationen. Andererseits – das ist die gute Nachricht – können sich die Züchter aus dem großen Genpool aller verwandten Wildgräser bedienen.

Weltweite Produktionsentwicklung

Immer mehr Weizen wurde über die Jahre produziert. Für 2017 wird allerdings ein Rückgang prognostiziert – in der EU und der Ukraine fällt zu wenig Regen (Angabe in Millionen Tonnen).

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Aber wohin führt dieser Weg? Für manche gilt der Weizen mit seinem komplexen Genom als Traumpflanze der grünen Gentechnik. Könnte man nicht mit dem sogenannten Genome-Editing gezielt ins Erbgut eingreifen, um Resistenzen zu erzeugen? Tatsächlich haben das US-Unternehmen Calyxt und chinesische Wissenschaftler gleich drei Gene im Weizen ausgeschaltet und so eine Mehltau-Resistenz erzeugt.

Aber auch ohne gentechnische Eingriffe könnte die Züchtung bald entscheidende Fortschritte machen: Mehr als tausend Forscher und Forschungsinstitutionen in 55 Ländern haben im Rahmen des International Wheat Genome Sequencing Consortium eine Karte des Weizengenoms erstellt. Mithilfe der Erbinformation kann zum Beispiel die Gen-Aktivität kartiert werden. Welche Gene sind unter welchen Umständen und in welchem Teil der Pflanze aktiv? Dieses Wissen erleichtert es, die Relevanz von Genen für eine Eigenschaft zu bestimmen, sie auf den Chromosomen zu lokalisieren und so die konventionelle Züchtung gezielter zu steuern und ihre Ergebnisse präziser zu kontrollieren.

Die zentralen Fragen aber beantworten die genetischen Daten nicht: Welche Eigenschaften machen den Weizen zukunftssicher? Wie wird das bedrohte System stabil? Müssen wir geringere Erträge akzeptieren, um Ernteausfälle zu vermeiden? Können wir uns das leisten?

Die Entscheidung über die Zukunft des Ackerbaus ist nicht nur eine agrarische – sondern auch eine gesellschaftliche. Viel Zeit können wir uns damit nicht lassen. Denn Pflanzenzüchtung dauert. Heute müssen die Weichen dafür gestellt werden, welche Pflanzen in 15 bis 20 Jahren auf unseren Äckern stehen sollen.

Mitarbeit: Patricia Lang