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Biodiversität

Agrar-Ökosysteme

Der Mensch hat im Laufe seiner Evolution vermutlich etwa 7.000 Pflanzenarten kultiviert, von denen die meisten allerdings für die moderne Landwirtschaft kaum noch relevant sind. Lediglich 15 Pflanzenarten spielen für unsere Ernährung heute noch eine Rolle, besonders Weizen, Reis und Mais. Von diesen Pflanzen existieren allerdings tausende unterschiedlicher Rassen, die schon seit Generationen von Kleinbauern verwendet und an die jeweiligen Standortbedingungen oft optimal angepasst sind. Auch diese lokalen Rassen (Agroökotypen) sind das Ergebnis eines langen sowohl natürlichen wie auch anthropogen gesteuerten Selektionsprozesses und ähneln damit den Ökotypen wild vorkommender Arten.

Landwirtschaftlich genutzte Böden sind Lebensräume, die unzählige verschiedene Arten beherbergen. In einem Gramm Boden können bis zu zehn Milliarden Mikroorganismen enthalten sein, die unterschiedliche Substrate im Boden nutzen und eine Vielzahl an Stoffen produzieren. Die moderne Landwirtschaft macht sich diese Agrobiodiversität zunutze; mit modernen molekularbiologischen Methoden kann diese Organismengemeinschaft untersucht und dann auch gezielt verändert werden. Aber Bakterien und Pilze können auch Krankheiten verursachen, die die Pflanzen massiv schädigen, so z.B. Mehltau, Kartoffelfäule oder Mutterkorn.

Abb.1
Weizen (Triticum aestivum)
Abb.2
Zuckerrübe (Beta vulgaris)
Abb.3
Maispflanzen (Zea mays)

War früher der Einsatz von Pestiziden in der Landwirtschaft eine allgemein akzeptierte und wenig hinterfragte Praxis (mit erheblichen Auswirkungen auf die Umwelt und die menschliche Gesundheit), versuchen Landwirte heute, den chemischen Pflanzenschutz mehr und mehr durch einen biologischen Pflanzenschutz zu ersetzen. Dieser beinhaltet neben der gezielten Verwendung von "nützlichen" Mikroorganismen als Antagonisten zu potenziell schädlichen Mikroorganismen auch den Einsatz von Insekten, die sich u.a. von diesen schädlichen Mikroorganismen ernähren. Die Verwendung von schädlingsresistenten Pflanzen reduziert die notwendige Menge an Pestiziden ebenfalls erheblich.

Gentechnisch veränderte Pflanzen

Abb.4
Das Totalherbizid Phosphinothricin (Handelsname BASTA®)

Während die durch klassische Kreuzung von ertragreichen mit schädlingsresistenten Pflanzen erzeugten Sorten als unbedenklich gelten, wird die Unbedenklichkeit von gentechnologisch hergestellten Resistenzpflanzen (z.B. durch das Einbringen von Resistenzgenen) sehr kontrovers diskutiert. Ein klassisches Beispiel hierfür ist die aus Bodenbakterien (Streptomyceten) stammende Resistenz transgener Mais-, Raps-, Salat-, Luzerne-, Gerste-, Sojabohnen-, Tomaten- oder Reispflanzen gegen das Totalherbizid Phosphinothricin (Handelsname BASTA®). Ein weiteres prominentes Beispiel ist gentechnisch veränderter Mais, in den das Gen zur Produktion des Bt-Toxins eingebracht wurde. Das Endotoxin wird vom Bodenbakterium Bacillus thuringiensis gebildet und wirkt toxisch auf Insekten wie z.B. den Maiszünsler Ostrinia nubilalis.

Neben ethischen Erwägungen und möglichen gesundheitlichen Folgen, z.B. Allergien gegen das veränderte Proteinmuster der Pflanzen, sehen Wissenschaftler auch die Gefahr ökologischer Schäden durch den Anbau transgener Pflanzen. Diese könnten sich in bestimmten Ökosystemen möglicherweise bevorzugt verbreiten und die einheimische Pflanzenwelt zunehmend verdrängen. Auch eine Übertragung der fremden Resistenzgene auf Wildkräuter (und die damit verbundene Resistenz dieser Pflanzen) wäre für die Landwirtschaft und das Ökosystem insgesamt von Nachteil.

Mehr zur Herstellung und Verwendung von gentechnisch veränderten Pflanzen finden Sie in der Lerneinheit Pflanzengentechnik.

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