9. – 10. Schuljahr

Marc Rodemer

Wilde Verwandte Retter unserer Kulturpflanzen?

Die Potenziale der Pflanzenzucht im Kontext der Ernährungssicherheit erläutern

Gezüchtete Hochleistungssorten von Kulturpflanzen sind meist auf hohe Erträge und örtliche Umweltbedingungen optimiert. Ihre „Wilden Verwandten hingegen weisen eine viel höhere genetische Diversität auf, die sich künftig in der Pflanzenzucht einkreuzen ließe. Die Beispiele Reis, Mais und Teff ermöglichen eine Diskussion über die Herausforderungen und Strategien für eine zukunftssichere, nachhaltige Welternährung.

Die Landwirtschaft ist der Schlüssel zur zukunftssicheren und nachhaltigen Welternährung. Doch die wenigen, vom Menschen genutzten, Pflanzenarten sind meist von Züchtern auf hohe Erträge und ortsübliche Umweltbedingungen optimiert. Zu den vier wichtigsten gezüchteten Pflanzen zählen die Arten Mais, Weizen, Reis und Soja, die 75% des weltweiten Kalorienbedarfs decken (Lobell u.a. 2011). Doch gegen Umweltänderungen, eingewanderte Schädlinge oder Krankheiten sind diese Hochleistungssorten nicht gewappnet. Ihre natürlichen Mechanismen zur Adaption oder Abwehr sind im Verlauf der Züchtung verloren gegangen.
Im Gegensatz zu den gezüchteten Hochleistungssorten haben Wildpflanzen eine evolutive Anpassung erfahren. Sogenannte „Wilde Verwandte sind Pflanzen, aus denen unsere heutigen Kulturpflanzen hervorgegangen sind. Äußerlich würden wir ihnen ihre Verwandtschaft allerdings in den meisten Fällen kaum ansehen. Erst mithilfe genetischer Methoden lässt sich ihre Abstammung feststellen. Dabei wird auch deutlich, dass Wilde Verwandte eine viel höhere genetische Diversität haben, da diese nicht durch Zucht reduziert wurde. Es ist möglich, dass in der genetischen Diversität einer Art bestimmte Anpassungen gegen Klimaänderungen oder Schädlinge verborgen liegen (Wang u.a. 2017). Kennt man die Gene, so können diese Eigenschaften von Pflanzenzüchtern in heutige Arten eingekreuzt werden (Porter u.a. 2014).
Saatgutbanken (Abb. 1 ) haben das Ziel, Arten in möglichst vielen Variationen zu erhalten, um ihre genetische Diversität und ihre Anpassungsfähigkeit an sich ändernde Umweltbedingungen zu bewahren. Eine höhere genetische Diversität einer Population oder eines Ökosystems führen zu einer erhöhten biologischen Fitness (Oehri u.a. 2017).
Der Bedarf an angepassten und ertragreichen Kulturpflanzen ist hoch. Besonders in Entwicklungsländern findet ein großes Bevölkerungswachstum statt (United Nations Population Division 2017). Viele bevölkerungsreiche Länder stehen gleichzeitig vor klimatisch schwierigen Anbaubedingungen. Dazu gehören unter anderem afrikanische Länder, in denen häufig lange Dürreperioden herrschen und daher viel künstlich bewässert werden muss. Gerade solche Länder benötigen Kulturpflanzen, die sowohl hohe Erträge liefern, als auch an dortige Umweltbedingungen angepasst sind. Zum Beispiel ist die afrikanische Reissorte Oryza glaberrima zwar robust gegenüber Trockenheit und Hitze, liefert aber nur geringe Erträge. Sie wird als „Wilder Verwandter der asiatischen Hochleistungssorte Oryza sativa von Reis aufgeführt. Eine Herausforderung der Pflanzenzüchter ist es, eine trockenresistente und gleichzeitig ertragreiche Reissorte zu züchten.
Um die Ernährung sicherzustellen, werden oft Monokulturen angebaut. Allerdings hat der Anbau von genetisch verarmten Sorten ein Gefährdungspotenzial. Eine Monokultur von Mais mit einer genetischen Anfälligkeit gegenüber Maisblattfäule sorgte im Jahr 1970 für hohe Ernteverluste in den USA. Seitdem arbeitet die Wissenschaft an genetisch unterschiedlicheren Sorten, um eine Wiederholung einer solchen Katastrophe zu verhindern. Zur Ernährungssicherheit kann nicht nur die Wissenschaft, sondern auch das Konsumverhalten der Kunden beitragen. Ernährungstrends können den Markt bestimmen, teils mit drastischen Folgen für die Wirtschaftslage in bestimmten Regionen. Das Getreide Teff steht zum Beispiel im Konflikt...

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