Laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation WHO (Bertolote et al. 2006) gibt es weltweit jährlich rund drei Millionen Fälle von Pestizidvergiftungen, viele davon durch absichtliche Einnahme der toxischen Mittel. Untersuchungen zufolge nehmen sich jedes Jahr rund 300.000 Menschen durch die Einnahme von Pestiziden das Leben: Ein Drittel aller Selbstmorde weltweit wird demnach mit Agrochemikalien verübt (Gunnell & Eddleston 2003).
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(Friends of the Earth, Autor: Andreas Bauer-Panskus)
Welche Kosten entstehen beim Nebeneinander von transgenen und konventionellen Pflanzen? Wie wirkt sich die Koexistenz auf die Kosten der Lebensmittelproduktion aus? Und wie können solche wirtschaftlichen und andere sozioökonomische Effekte im Rahmen von Zulassungsverfahren bewertet werden?
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(Testbiotech, Autoren: Christoph Then, Andreas Bauer-Panskus)
Ein Hintergrundbericht des Instituts Testbiotech zeigt, dass es im Gentechnik-Gremium der Europäischen Lebensmittelsicherheitsbehörde EFSA schwerwiegende Interessenskonflikte gibt: So arbeitet der Leiter des EFSA-Gremiums, Harry Kuiper, seit über zehn Jahren auch für das Industrie-Institut ILSI. Vor seinem Wechsel zur EFSA war er beim ILSI an der Entwicklung von Prüfkriterien für die Risikobewertung von gentechnisch veränderten Pflanzen beteiligt. Diese wurden später teils wörtlich in die Richtlinien der EFSA übernommen.
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]]>Mit am weitesten entwickelt ist die Chloroplastentransformation (Plastidentransformation). Im Unterschied zu bisherigen Methoden der gentechnischen Veränderung wird das transgene Konstrukt dabei nicht in die DNA im Zellkern eingebaut, sondern in die Chloroplasten, die ein eigenes Genom von geringem Umfang enthalten.
Der entscheidende Punkt: Chloroplasten kommen bei vielen Pflanzenarten nicht oder nur in geringer Menge im Pollen vor. Transgene Konstrukte können sich dadurch nicht mehr über den Pollen ausbreiten. Die Erbinformation von Chloroplasten wird maternal, also über die Samen, weitergegeben.
Chloroplastentransformation wird derzeit besonders intensiv bei Raps (Brassica napus) erforscht. Transgener Raps gilt aufgrund seiner Biologie (Insektenbestäubung, insbesondere durch die Honigbiene; Überdauerungsfähigkeit der Samen im Boden; zahlreiche kreuzungsfähige Wildpflanzenarten) in der EU als nicht koexistenzfähig. Zulassungen für eine kommerzielle Nutzung von gentechnisch verändertem Raps gelten unter diesen Bedingungen als außerordentlich unwahrscheinlich. Daher gibt es von Seiten der GVO-Hersteller verschiedene Forschungsbemühungen (darunter die Etablierung der Chloroplastentransformation), um transgenen Raps langfristig doch noch zur Marktreife zu bringen.
Doch werden mit dieser gentechnischen Methode wirklich alle Ausbreitungswege verstellt? Ergeben sich möglicherweise neue Risiken? Fragen, auf die zwei Studien aus jüngerer Zeit eine Antwort zu geben versuchen (Haider et al. 2009; Allainguillaume et al. 2009). In beiden Studien wird untersucht, ob und wie sich Raps-Chloroplasten in verwandte Wildpflanzenarten verbreiten. Denn bei allen Überlegungen, Pollenflug bei gentechnisch verändertem Raps durch Chloroplastentransformation zu verhindern, bleibt wissenschaftlich unstrittig, dass die Chloroplastentransformation ein „löchriges“ System ist, da die Samen der „transplastomen“ Gentechnik-Pflanzen nach wie vor die transgenen Konstrukte enthalten.
Gerade bei der Verbreitung über Samen nimmt Raps unter den Kulturpflanzen eine Sonderstellung ein: Im Boden können Rapssamen über viele Jahre überdauern, ohne ihre Keimfähigkeit zu verlieren. Dies gilt in noch höherem Maß für verwandte Arten wie die Rübse (Brassica rapa). Rübsensamen konnten noch nach mehr als 660 Jahren Lagerung zum Keimen gebracht werden (Odum 1965).
In einer Studie, die in Großbritannien durchgeführt wurde (Haider et. al. 2009) wurde nun untersucht, ob sich Raps-Chloroplasten in Rübsen-Populationen in der näheren Umgebung von Rapsfeldern ausbreiten.
Ergebnis: Offenbar gelangen Raps-Chloroplasten durch einen Vorgang, der als „Chloroplastenfang“ (chloroplast capture) bezeichnet wird, via Samen in Rübsenbestände. Obwohl die genauen Abläufe beim Chloroplastenfang noch nicht erforscht sind, gehen Genetiker davon aus, dass durch die beständige Kreuzung kompatibler Pflanzenarten untereinander Chloroplasten nach rund 50 Generationen in verwandte Arten eingeschleust werden können.
Überrascht waren die Forscher darüber, wie hoch der Anteil von Raps-Chloroplasten in einem Teil der wilden Rübsenbestände war. Im Höchstfall enthielten 92 Prozent der Rübsenpflanzen Raps-Chloroplasten. In anderen Populationen waren dagegen keine Vermischungen nachzuweisen.
Noch einen Schritt weiter geht eine zweite Studie (Allainguillaume et al. 2009), in der auf der Basis der Untersuchung von Haider et al. (2009) der Frage nachgegangen wird, warum es zu der teils sehr hohen Präsenz von Raps-Chloroplasten in wilden Verwandten von Raps kommt. Offenbar, so das Ergebnis, stellen Raps-Chloroplasten einen Fitnessvorteil für diese Pflanzen dar. Für die Risikobewertung transgener Pflanzen sind mögliche Fitnessvorteile von großer Bedeutung.
Die Autoren beider Studien ziehen daher das Fazit, dass Chloroplastentransformation nur ein bedingt wirksames Instrument darstellt, um die Verbreitung von gentechnisch verändertem Raps zu unterbinden.
Allainguillaume, J., Harwood, T., Ford, C. S., Cuccato, G., Norris, C., Allender, C. J., Welters, R., King, G. J., Wilkinson, M. J. (2009) Rapeseed cytoplasm gives advantage in wild relatives and complicates genetically modified crop biocontainment,. New Phytologist, 183 (4), 1201–1211.
Haider, N., Allainguillaume, J., Wilkinson, M.J. (2009). Spontaneous capture of oilseed rape (Brassica napus) chloroplasts by wild B. rapa: Implications for the use of chloroplast transformation for biocontainment. Current Genetics, 55, 139-150.
Odum, S. (1965). Germination of ancient seeds. Dansk Botanisk Arkiv, 24, 1–70.
]]>Neben Nutzpflanzen wie Soja, Mais, Raps und Baumwolle geraten seit geraumer Zeit auch verschiedene Baumarten in das Visier gentechnischer Forschung und Entwicklung. Die hohe Biomasseleistung vieler Baumarten macht sie aus Industriesicht z.B. interessant für die Produktion von Agrar-Kraftstoffen der zweiten Generation. Mehrere hundert Freilandversuche wurden weltweit bereits durchgeführt. So genehmigte die US-Landwirtschaftsbehörde (USDA) im Jahr 2010 die Freisetzung von mehr als 200.000 transgenen Eukalyptusbäumen an 28 Standorten in sieben US-Bundesstaaten. Insgesamt sollen die Bäume auf einer Gesamtfläche von 120 Hektar gepflanzt werden.
Aus verschiedenen Gründen stellen transgene Bäume jedoch eine besondere Herausforderung für die ökologische Risikobewertung dar:
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Einbringung transgener Bäume in die Umwelt mit hoher Wahrscheinlichkeit zur Kontamination natürlicher Wälder mindestens in Dutzenden, wenn nicht gar in Hunderten, wenn nicht Tausenden Kilometern Entfernung führen wird.
In den USA wurden und werden bereits zahlreiche Freisetzungsversuche mit gentechnisch veränderten Kiefernarten, unter anderem der in Nordamerika vorkommenden Weihrauchkiefer (Pinea tadea) durchgeführt. Ziel ist die Optimierung der Pflanze für die intensive Forstwirtschaft.
In einer jüngst im American Journal of Botany veröffentlichten Studie (Williams 2010) wird anhand von P. tadea gezeigt werden, dass befruchtungsfähiger Pollen dieser Kiefernart noch in 41 Kilometern Entfernung von der Pollenquelle nachgewiesen werden kann. Obwohl die Befruchtungsfähigkeit der Pollen in dieser Entfernung erwartungsgemäß verringert war, erwiesen sich immer noch bis zu 57 Prozent der Pollen als fertil. Daraus kann gefolgert werden, dass befruchtungsfähiger Pollen in noch deutlich größere Entfernungen verfrachtet wird.
Die Pollen waren der Untersuchung zufolge bis in eine Höhe von 600 Metern nachweisbar. Bei den in diesen Höhen herrschenden Windgeschwindigkeiten können Partikel wie Pollen innerhalb weniger Stunden über weite Distanzen verweht werden. Laut Literatur können Kiefernpollen von innerhalb von drei Stunden bis zu 60 Kilometer Entfernung zurücklegen. Die Autorin weist zudem darauf hin, dass unter den Bedingungen des Klimawandels mit höheren Windgeschwindigkeiten und, zumindest im Fall der Weihrauchkiefer, mit wesentlich mehr Samenbildung (bei P. tadea bis zum dreifachen) gerechnet werden muss.
In einer weiteren Studie (Bohrerova et al. 2009) wird auf der Basis eines Modells gezeigt, dass die Lebensfähigkeit von P. tabea – Pollen auch nach 24 Stunden unter natürlichen Bedingungen nur um die Hälfte reduziert wird. Auch nach zwei Tagen ist laut den Autoren noch ein bedeutender Anteil der Kiefernpollen befruchtungsfähig. In entsprechende Luftschichten verfrachtet könnte fertiler Baumpollen in dieser Zeit in hunderte, wenn nicht tausende Kilometer Entfernung verfrachtet werden. Insbesondere Pollen von Kiefernarten wie P. tadea scheinen außerordentlich widerstandsfähig gegen abiotische Stressfaktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und UV-Einstrahlung zu sein. Besondere Brisanz bekommt der Pollenflug als Kontaminationsquelle aufgrund der Tatsache, dass bei Kiefern Fremdbefruchtung praktisch obligatorisch ist. Die weiblichen Teile der Kiefern sind rezeptiv bevor eigene Pollen gebildet werden.
Die vorliegenden Studien legen die Schlussfolgerung nahe, dass bereits ein einziger Freisetzungsversuch mit offen blühenden transgenen P. tadea-Bäumen (oder anderen Kiefernarten) ausreichen könnte, um natürliche Forst-Ökosysteme noch in hunderten Kilometern Entfernung zu kontaminieren.
Bohrerova, Z., Bohrer, G., Cho, K.D., Bolch, M. A., Linden, K. G. (2009). Determining the viability response of pine pollen to atmospheric conditions during long-distance dispersal. Ecological Applications, 19 (3), 656-667.
Fénart, S., Austerlitz, F., Cuguen, J., Arnaud, J.-F. (2007). Long distance pollen-mediated gene flow at a landscape level: the weed beet as a case study. Molecular Ecology, 16, 3801–3813.
Matus-Cadiz, M.A., Hucl, P., .Horak, M.J., Blomquist, L.K. (2004). Gene flow in wheat at the field scale. Crop Science, 44, 718–727.
Williams, C. (2010). Long distance pine pollen still germinates after meso-scale dispersal. American Journal of Botany, 97, 846-855.
]]>Nach Industrieangaben (James 2010) wuchsen herbizidtolerante gv-Pflanzen im Jahr 2009 weltweit auf einer Fläche von rund 100 Millionen Hektar. Bei einer solch breiten Anwendung ist die Frage nach der Öko – und Humantoxizität von Glyphosat und Herbiziden, die diesen Wirkstoff enthalten, von beträchtlicher Bedeutung. Nachdem Roundup lange Jahre als eher ungefährliches Pestizid erachtete wurde, werden seit einigen Jahren verstärkt wissenschaftliche Studien veröffentlicht, die auf erhebliche Risiken hindeuten:
Auch einige jüngst veröffentlichte Studien verdeutlichen, dass die Risiken von Glyphosat/Roundup bislang unterschätzt wurden und eine neue Risikobewertung erforderlich ist.
So konnten George et al. (2010) in einem Versuch an Mäusen zeigen, dass Glyphosat die Entstehung von Hauttumoren zwar nicht direkt auslöst, aber fördert. Die Ergebnisse bestärken die Ergebnisse früherer Veröffentlichungen, die darauf hingedeutet hatten, dass Roundup unter anderem Störungen des Zellzyklus verursacht (Marc et al. 2002). Bei den Versuchstieren wurde zudem eine Proteomanalyse durchgeführt. Dabei konnten die US-Forscher verschiedene Eiweißstoffe identifizieren, deren Gehalt durch den Kontakt der Versuchstiere mit Glyphosat stark verändert wurde. Auffälligkeiten wurden insbesondere bei Calcyclin, Calgranulin-B und SOD 1 festgestellt. Diese Proteine stehen z.B. in Zusammenhang mit Zelltod, Zellwachstum, Energiestoffwechsel, der Bildung von Blutgefäßen und der Calcium-Biosynthese.
In einer weiteren Studie wurden sowohl mutagene als auch umwelttoxische Effekte von Glyphosat gefunden. Raipulis et al. (2009) zeigten in einem SOS-Chromotest, dass Glyphosat genotoxische (erbgutverändernde) Eigenschaften besitzt und den als unkritisch erachteten Richtwert um mehr als das Doppelte überstieg. Zudem konnten die Forscher nachweisen, dass Glyphosat bei Wasserflöhen (Daphnia magna), einem Modellorganismus der Ökotoxikologie, bereits in relativ geringen Dosen zu einer hohen Sterblichkeit führt. Eine Dosis von 0,2 g/l Glyphosat führte innerhalb eines Tages zum Tod von 50 Prozent der Wasserflöhe. Die Autoren sehen ihre Ergebnisse als Bestätigung einer ganzen Reihe vorangegangener Studien: Auch andere Tierversuche und epidemologische Berichte hätten gezeigt, dass Glyphosat/Roundup toxisch und erbgutverändernd wirke.
In einer weiteren Studie (Kelly et al. 2010) wurde erstmals ein Zusammenhang zwischen einer Glyphosatexposition von Fischen und verstärktem Parasitenbefall hergestellt. Glyphosat erhöht nach den Ergebnissen der Studie das Krankheitsanfälligkeit von bestimmten Fischen. In der Studie wurde die in Neuseeland vorkommende Fischart Galaxias anomalus daraufhin getestet, ob geringe Dosen von Roundup, die dem Wasser beigegeben wurden, die Anfälligkeit der Tiere für den Parasiten Telogaster opisthorchis steigen lässt. Die Studie kritisiert explizit Behörden für die Festsetzung zu hoher Grenzwerte für Glyphosat in Gewässern. Dadurch seien aquatische Ökosysteme nicht angemessen geschützt.
Monsanto beharrt dagegen darauf, dass es sich bei Roundup um ein völlig ungefährliches Pestizid handelt. Noch im Sommer 2009 war vom deutschen Pressesprecher des Konzerns gegenüber dem ZDF folgende Stellungnahme zum Thema Roundup zu vernehmen:
„Das Produkt ist seit über 30 Jahren zugelassen, es gibt keine Hinweise darauf, keine wissenschaftlich haltbaren Hinweise darauf, dass das Produkt weder auf die Umwelt, noch auf die Gesundheit, noch auf Anwender irgendeine Sicherheitsproblematik ausmacht.“
Benachour, N., Séralini, G.E. (2009). Glyphosate formulations induce apoptosis and necrosis in human umbilical, embryonic, and placental cells. Chem. Res. Toxicol, 22(1), 97-105.
Eriksson, M., Hardell, L., Carlberg, M. and Åkerman, M. (2008). Pesticide exposure as risk factor for non-Hodgkin lymphoma including histopathological subgroup analysis. International Journal of Cancer, 123, 1657–1663.
Gasnier, C., Dumont, C., Benachour, N., Clair, E., Chagnon, M.C., Séralini, G.E. (2009). Glyphosate-based herbicides are toxic and endocrine disruptors in human cell line. Toxicology, 262 (3), 184-191.
George, J., Prasad, S., Mahmood, Z., Shukla, Y. (2010). Studies on glyphosate-induced carcinogenicity in mouse skin: A proteomic approach. Journal of Proteomics, 73 (5), 951-964.
James, C. (2010). Global status of commercialized Biotech/GM crops: 2010. ISAAA Briefs 41-2009. International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications.
Kelly, D.W., Poulin, P., Tompkins, D.M., Townsend C.R. (2010). Synergistic effects of glyphosate formulation and parasite infection on fish malformations and survival.
Journal of Applied Ecology, 47 (2), 498 – 504.
Marc, J., Mulner-Lorillon, M., Boulben, S., Hureau, D., Durand, G., Belle, R. (2002). Pesticide Roundup provokes cell division dysfunction at the level of CDK1/Cyclin B activation. Chem Res Toxicol, 15, 326–31.
Raipulis, J., Toma, M.M., Balode, M. (2010). Toxicity and Genotoxicity Testing of Roundup. Proceedings of the latvian academay of sciences, Section B, Vol. 63 (2009), No. 1/2 (660/661), 29–32.
„Welches Risiko besteht für Menschen und Tiere?
Menschen und Tiere haben kein EPSPS-Enzym. Bei sachgemäßer Anwendung ist eine Gefährdung durch Roundup®-Produkte daher ausgeschlossen.“
Seit einigen Jahren werden jedoch immer mehr wissenschaftliche Studien veröffentlicht, die darauf hindeuten, dass die Risiken glyphosathaltiger Pestizide wie Roundup offenbar unterschätzt wurden. Verschiedene Forschungsarbeiten stellen Roundup unter anderem in Zusammenhang mit Störungen des Zellstoffwechsels, mit Hormonstörungen und mit Krebserkrankungen. (mehr)
In jüngster Zeit sorgte insbesondere die Studie einer argentinischen Forschergruppe um Andrés Carrasco für Diskussionsstoff. Das Team um Carrasco konnte in einer Laborstudie nachweisen, dass Roundup bzw. dessen Hautwirkstoff Glyphosat Missbildungen bei Frosch- und Hühnerembryonen hervorruft (Paganelli et al. 2010). Interesse verdient diese Studie insbesondere aus zwei Gründen:
Doch auch in anderen aktuellen Publikationen finden sich Hinweise auf Risiken. So veröffentlichte ein portugiesisches Forscherteam vor kurzem eine Untersuchung über durch Roundup ausgelöste Zellstörungen bei Fischen (Guilherme et al. 2010). Verschiedene Tests hatten bereits in der Vergangenheit gezeigt, dass Roundup genotoxisch bzw. mutagen auf Zellen verschiedener Fischarten wirkt. Allerdings existierte nach Angaben der portugiesischen Forscher bislang keine Studie zu den genotoxischen Wirkungen von Roundup auf europäische Fischarten. Eine nicht unbedeutende Forschungslücke, da verschiedene gentechnisch veränderte Pflanzen mit Roundup-Resistenz auf eine europaweite Anbauzulassung warten.
Das Ziel der portugiesischen Wissenschaftler war es zudem, Roundup-Konzentrationen zu testen, die auch unter realen Anbaubedingungen auftreten könnten (58 bis 116 μg/l).
Das Hauptaugenmerk der Untersuchung lag dabei auf der Analyse von „oxidativem Stress“, also der Störung der Reparatur- und Entgiftungsfunktion der Zellen, die unter anderem zu DNA-Schäden führen kann.
Die Forscher konnten dabei nachweisen, dass Roundup auch in der niedrigsten gewählten Konzentration Schäden am Erbgut der Aale auslösen kann. Feststellen ließen sich sowohl ein erhöhtes Potenzial für DNA-Strangbrüche als auch für cytogenetische Effekte wie Chromosomenbrüche. Die Untersuchung von Blutzellen zeigte, dass offenbar oxidativer Stress die Reparaturmechanismen der Zellen außer Kraft gesetzt hatte.
Zusammenfassend stellen die Wissenschaftler fest, dass ihre Ergebnisse zusätzliche Hinweise auf negative Langzeiteffekte von Roundup erbracht hätten.
Über die Auswirkungen von Roundup auf das Hormonsystem wurden in den vergangenen Jahren bereits zahlreiche Studien publiziert. Eine Lücke in der wissenschaftlichen Literatur konnten unlängst Forscher der Universität Sao Paolo schließen, die in einer Studie die Folgen von Roundup auf heranwachsende und pubertierende Ratten untersuchten. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Zeitschrift Archives of Toxicology (Romano et al. 2010).
Die Wissenschaftler verabreichten den Tieren über einen Zeitraum von 30 Tagen das glyphosthaltige Pestizid „Roundup Transorb“. Die Forscher erachteten diesen Zeitraum als realistisch, da Roundup nach der Ausbringung 30 bis 90 Tage lang in relevanten Mengen in der Umwelt nachweisbar ist.
Untersucht wurden danach unter anderem die allgemeine körperliche Entwicklung, der Zeitpunkt, an dem die Pubertät einsetzte, die Werte von Testosteron und anderen Hormonen, sowie die Morphologie der Hoden.
Es zeigte sich, dass die Pubertät bei den knapp 70 untersuchten Ratten selbst in der niedrigsten gewählten Dosis (5 mg/kg) signifikant später einsetzt als in der Kontrollgruppe. Daneben stellten die Wissenschaftler Unterschiede im Gewicht von Hoden und Nebennieren fest sowie eine Reduktion der Keimzellen. Zusätzlich zeigten sich signifikante Auswirkungen auf die Testosteronproduktion. Selbst bei der geringsten gewählten Dosis war der Testosteronhaushalt um 30 Prozent verringert.
Zusammenfassend sprechen die Forscher von signifikanten „toxischen Wirkungen auf den reproduktionsrelavanten Hormonhaushalt“ von Ratten.
Zudem schlagen sie einen Bogen zu möglichen Belastungen von Menschen, die mit Roundup in Kontakt kommen. Dies sei insofern bedenklich, als Studien Rückstände des Pestizids im Körper von Landwirten oder der Landbevölkerung nachgewiesen hätten. Aus den Ergebnissen ihrer Untersuchung ziehen sie den Schluss, dass Roundup einen negativen Einfluss auf die Fruchtbarkeit von Menschen haben könnte, die aktiv oder passiv mit Roundup in Kontakt kommen.
Guilherme, S., Gaivão, I. Santos,M. A., Pacheco, M. (2010). European eel (Anguilla anguilla) genotoxic and pro-oxidant responses following short-term exposure to Roundup®—a glyphosate-based herbicide. Mutagenesis 25(5), 523-530.
Monsanto (2007). Roundup Kompendium. Mehr Wissen für beste Leistung!. 2007
http://www.roundup.de/pdf/Kompendium_Roundup_2007.pdf
Paganelli, A., Gnazzo, V., Acosta, H., López, S.L., Carrasco, A.E. (2010). Glyphosate-based herbicides produce teratogenic effects on vertebrates by impairing retinoic acid signalling. Chem.
Res. Toxicol. In press.
Romano, R. M., Romano,M. A., Bernardi, M. M., Furtado, P. V., Oliveira C. A. (2010). Prepubertal exposure to commercial formulation of the herbicide glyphosate alters testosterone levels and testicular morphology. Archives of Toxicology 84 (4), 309-317.
]]>Bei transgener Soja können laut dieser Untersuchung keine Ertragssteigerungen nachgewiesen werden, bei transgenem Mais ist der Anteil gentechnischer Verfahren an der Steigerung der Erträge laut Union of Concerned Scientists sehr gering. Weit größere Bedeutung haben demnach Fortschritte bei traditionellen Züchtungsverfahren und verbesserte Managementpraktiken.
Im führenden Biotechnologie-Wissenschaftsmagazin Nature Biotechnology entbrannte daraufhin eine hitzige Debatte. Derzeitiger Schlusspunkt der Auseinandersetzung: Eine von Croplife, dem Verband der agrochemischen Industrie, in Auftrag gegebene Gegenstudie, die zu dem Ergebnis kommt, dass bei der Mehrzahl der veröffentlichten Studien Ertragssteigerungen festgestellt werden konnten (Carpenter 2010).
Eine aktuelle Studie über die Ertragssicherheit von transgenem Bt-Reis fügt dieser Diskussion eine interessante Komponente hinzu. In der Zeitschrift Field Crops Research veröffentlichten chinesische Wissenschaftler die Ergebnisse von mehrjährigen Anbauversuchen mit drei verschiedenen Linien von transgenem Reis. Eine davon produzierte ein für bestimmte Insekten toxisches Bt-Gift (Cry1Ac), eine zweite Linie den ebenfalls für den Einsatz gegen Schadinsekten vorgesehenen Stoff Trypsin-Inhibitor. Eine dritte Linie enthielt beide Genkonstrukte. Während die Reispflanzen bei starkem Schädlingsbefall höhere Erträge als die nichttransgenen Vergleichslinien erzielten, zeigte sich bei niedrigem Befall durch Schadinsekten ein unvorhergesehener Einbruch bei den erhobenen Ertrags- und Fertilitätsparametern (z.B. Ertrag pro Pflanze, Reiskörner pro Pflanze). Besonders auffällig waren die Einbussen bei der Reislinie, die beide Transgene enthielt. Die Forscher bestätigten damit frühere Ergebnisse, die mit den gleichen transgenen Reislinien durchgeführt worden waren (Chen et al. 2006).
Für die Ertragseinbussen machen sie das Phänomen der „Fitnesskosten“ verantwortlich, die offenbar durch den Einbau transgener Konstrukte ausgelöst werden können.
Laut den Autoren gibt es mittlerweile eine Reihe von Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass dem Stoffwechsel von transgenen Pflanze aufgrund der Produktion zusätzlicher Proteine (z.B. von Bt-Toxinen) weniger Energie für andere Prozesse - wie der Ertragsbildung - zur Verfügung stehen. Laut einer zweiten Theorie könnten auch durch den gentechnischen Eingriff verursachte Veränderungen auf genomischer Ebene ursächlich für solche Fitnesskosten sein.
Die chinesischen Wissenschaftler zitieren eine Reihe von Untersuchungen, in denen Fitnesskosten bei gentechnisch veränderten Pflanzen nachgewiesen werden konnten (Quellen bei Xia et al. 2010):
Weitere Fälle sind bei Chen et al. (2006) dokumentiert:
Xia et al. folgern aus den bisher bekannt gewordenen Fällen, dass Fitnesskosten bei gentechnisch veränderten Pflanzen offenbar weit verbreitet sind. Genauere Untersuchungen über Ursachen und Mechanismen von Fitnesskosten fehlen in der wissenschaftlichen Literatur bislang weitgehend. Forschungsbedarf sehen die Wissenschaftler insbesondere mit Blick auf zukünftige Generationen von gentechnisch veränderten Pflanzen, die zum Beispiel gegen abiotische Stressfaktoren wie Trockenheit oder salzige Böden widerstandsfähig gemacht werden sollen.
Carpenter, J. E. (2010). Peer-reviewed surveys indicate positive impact of commercialized GM crops. Nature Biotechnology 28, 319 – 321.
Chen, L.Y., Snow, A.A., Wang, F., Lu, B.R. (2006). Effects of insect-resistance transgenes on fecundity in rice (Oryza sativa, Poaceae): a test for underlying costs. American Journal of Botany, 93, 94-101.
UCS (2009). Failure to yield. Union of Concerned Scientists.
Xia, H., Chen, L., Wang, F., Lu, B.R. (2010). Yield benefit and underlying cost of insect-resistance transgenic rice: Implication in breeding and deploying transgenic crops. Field Crops Research, 118, 215–220.
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