Massentierhaltung und industrielle Landwirtschaft

Massentierhaltung und industrielle Landwirtschaft

 

Es gibt heute dreimal so viele Nutztiere auf der Erde wie Menschen. Seit Mitte des Jahrhunderts hat sich die Weltbevölkerung fast verdoppelt, die Zahl der vierbeinigen Nutztiere ist von 2,3 auf 4 Milliarden und die von Geflügel ist sogar von 3 auf 11 Milliarden gestiegen. Die am dichtesten besiedelten Länder der Erde sind oft auch Rekordhalter der Tierproduktion. China besitzt mit 350 Millionen Schweinen ein Drittel des weltweiten Bestands und noch dazu 2 Milliarden Hühner. In Indien gibt es 196 Millionen Rinder, 107 Millionen Ziegen und 74 Millionen Wasserbüffel. Im schwach besiedelten Australien stehen 16 Millionen Einwohnern über 160 Millionen Schafe gegenüber. Die Tierproduktion und der steigende Fleischverbrauch stellen einen immer größeren Wirtschaftsfaktor dar. Heute werden zwei Drittel der landwirtschaftlichen Verkaufserlöse mit tierischen Erzeugnissen erzielt. Die weltweite Fleischproduktion hat sich seit 1950 fast vervierfacht. Neben weiteren Funktionen, die Tiere besonders in den weniger entwickelten Ländern noch haben, ist der Hauptzweck der Viehzucht die Gewinnung von Fleisch, Milch und Eiern.

 

 Entwicklungstendenzen der Massentierhaltung

 

Massentierhaltung wird seit Anfang des 20. Jahrhunderts betrieben und erlebte Ende der 1950er- und Anfang der 1960er-Jahre einen Aufschwung. Voraussetzungen für diese Entwicklung waren neue Stallanlagen, Arzneimittel und chemische Produkte gegen Infektionsprobleme, neue Züchtungen, flächendeckende Eisenbahnnetze und Kühlwagen zum Transport. Weil der Anbau von Getreide, besonders Mais und Gerste, in den letzten 50 Jahren immer billiger wurde, konnte es in großen Mengen als Futtermittel eingesetzt werden. Viele große Konzerne sind in das Fleischgeschäft eingestiegen: Die chemische und pharmazeutische Industrie, Banken und andere Unternehmen wie zum Beispiel der Ölkonzern BP, die weltweit ein Drittel der Hähnchenmast kontrollieren, sind beteiligt. Sie beherrschen Zucht, Mast, Schlachtung und industrielle Weiterverarbeitung, Futtermittel, Transportwesen, Kühlhäuser, Handelsketten und Anlagenbau. Der Landwirt ist oft nur noch Zulieferer der großen Betriebe und von diesen abhängig.

 

Zudem ist die Situation der Landwirtschaft in Deutschland gekennzeichnet durch eine geringe Flächenmobilität, hohe Pachtpreise und anhaltenden Wettbewerb. Diese Umstände bleiben nicht ohne Folgen für die Tierhaltung: Sie verstärken die Tendenz zur innerbetrieblichen Aufstockung der Viehbestände ohne gleichzeitige Flächenerweiterung und damit zur flächenunabhängigen Produktionsweise. Ein besonders krasses Beispiel dafür ist die Hühnerhaltung, bei der bis zu fünf Etagen Käfigreihen übereinander gestapelt und 32 Hühner pro Quadratmeter gehalten werden. Mit der Tendenz zur flächenunabhängigen Wirtschaftsweise war eine Spezialisierung und eine Konzentration der Tierhaltung auf weniger Betriebe mit größeren Beständen verbunden. Die Anzahl der Betriebe ist in der Bundesrepublik Deutschland seit Anfang der 1970er-Jahre ständig zurückgegangen. Am deutlichsten wird dies bei den Geflügelhaltern, deren Anzahl auf ein Drittel geschrumpft ist. Bei der Rinderhaltung ist ein Rückgang um 45 Prozent und bei der Schweinehaltung um 40 Prozent zu verzeichnen. Die Zahl der Tiere der einzelnen Betriebe ist dagegen gestiegen. Sehr große Tierbestände findet man in Deutschland vorwiegend in der Geflügelhaltung. Mehr als 60 Prozent der Legehennen werden in Bestän- den von über 10 000 Tieren gehalten und sind auf nur 0,25 Prozent aller Betriebe konzentriert. Bei der Masthühnerhaltung konzentrieren sich fast 60 Prozent der Tiere in Beständen über 50 000. Der Anteil dieser Betriebe beträgt allerdings weniger als 0,1 Prozent aller Hühnermäster. Probleme entstehen vor allem aus der Konzentration der großen Tierbestände auf bestimmte Regionen. Schleswig-Holstein hat viele Betriebe mit großen Milchkuhbeständen, große Geflügelbestände findet man in Niedersachsen, Hessen, Rheinland-Pfalz und Bayern. Obwohl der Tierbestand in Deutschland geringer ist als im Durchschnitt der EU, führt die regionale Konzentration zu Umweltschäden, insbesondere durch Abfallprodukte der Massentierhaltung.

 

 Wohin mit der Gülle?

 

Gülle kommt aus dem Mittelhochdeutschen und heißt eigentlich »Pfütze«. In Westdeutschland werden jährlich 200 Millionen Tonnen Gülle auf die Felder ausgebracht. Ein Rind produziert täglich etwa 44 Kilogramm Flüssigmist, ein Schwein zwischen 4,5 und 18 Kilogramm. Eine Henne bringt es auf 175 Gramm pro Tag, was einem Zehntel ihres Lebendgewichts entspricht. Durch die Ausbringung der Exkremente auf die Felder, ihre Zwischenlagerung in Lagunen — das sind mit Folie abgedichtete künstliche Teiche — oder den anaeroben Abbau von Festmist zu Gülle kann eine starke Geruchsbelästigung entstehen. Die Lagerung von Futter und die mögliche Gärung von Futterresten können ebenfalls zum schlechten Geruch beitragen. Auch die Lärmbelästigung durch Stallentlüftungssysteme, Futter- und Entmistungsanlagen sowie durch die Tiere selbst kann erheblich sein.

 

War die Bodendüngung durch Gülle einst notwendig zur Verbesserung der Nahrungs- und Futtermittelqualität und zur Produktionssteigerung, so entwickelte sie sich in den letzten Jahrzehnten mit zunehmender Menge zu einem ernsthaften Problem. Eine sinnvolle Gülleausbringung ist schwierig. Außerhalb der Vegetationsperiode wird kein Dünger von den Pflanzen aufgenommen, die Gülle sickert daher in den Boden und gelangt so ins Grundwasser. Den ganzen Winter über sollte daher keine Gülle ausgebracht werden. Die Umverteilung der Gülle in Bedarfsgebiete ist nur bis zu einer Entfernung von 60 Kilometer ökonomisch sinnvoll und außerdem schlecht zu bewerkstelligen. Die Aussicht auf Güllepipelines oder triefende Lastwagenladungen ist darüber hinaus auch nicht sehr verlockend.

 

 Domestikation von Pflanzen und Tieren

 

In der Übergangszeit vom mesolithischen zum neolithischen Zeitalter, etwa 10 000 Jahre vor Christus, begannen die bis dahin folgenreichsten Eingriffe des Menschen in seine Umwelt: Die Menschen gaben das Jagen und Sammeln auf; sie begannen Pflanzen anzubauen und Tiere zu halten. Bis dahin benötigte jeder Mensch etwa 20 Quadratkilometer, um seine Ernährung sicherzustellen. Als Folge des Sesshaftwerdens verminderte sich der lebensnotwendige Raumbedarf für jedes Individuum um den Faktor 500. Heutzutage würde ein Gebiet dieser Größe für die Ernährung von 6000 Menschen ausreichen. Der Pflanzenbau und die Tierhaltung waren die Basis für die Produktion von Nahrungsmittelüberschüssen und somit Voraussetzung für eine arbeitsteilige Gesellschaft und deren kulturelle Entwicklung. In kurzem Abstand zur Domestikation, der Nutzbarmachung von wild lebenden Pflanzen und Tieren durch Züchtung und Zähmung, folgten demnach auch die ersten Gründungen von größeren Siedlungen und Städten, vornehmlich im Gebiet des Nahen Ostens. Die Domestikation von Pflanzen verlief gleichzeitig mit der der Wildtiere. Das Schaf wurde vor rund 11 000 Jahren als erstes Nutztier domestiziert, es folgten vor 8000 Jahren die Ziege, das Schwein und das Rind. Das Angebot an domestizierbaren Wildpflanzen und -tieren ist geographisch nicht gleichmäßig verteilt. Regionen mit besonders großen genetischen Ressourcen werden nach einem russischen Wissenschaftler »Wawilow'sche Zentren« genannt.

 

Die einzige Züchtungsmethode in dieser frühen Phase war die der Selektion. So wurden vor allem Pflanzen ausgewählt und kultiviert, die unter anderem günstige Merkmale wie angenehm schmeckende Früchte und keine Dornen aufwiesen. Mit vermehrter Auswahl entwickelten sich die Pflanzen schließlich zu Kulturpflanzen. Im Gegensatz zu ihren wilden Vorfahren sind diese durch einen »Gigantismus« und durch eine Verringerung der natürlichen Samenverbreitung gekennzeichnet. Unter Gigantismus versteht man das außergewöhnliche Größenwachstum der für den Menschen verwertbaren Pflanzenbestandteile, wie beispielsweise die extrem verdickte Wurzel bei der Kartoffel. Bei den Wildtieren legte der Mensch Wert auf bestimmte physiologische Eigenschaften (zum Beispiel Milchgabe oder schnelles Wachstum), Anpassungsfähigkeit oder bestimmte Verhaltensmuster (beispielsweise Zahmheit). Die Hauptunterschiede von Wildtieren zu Nutz- und Haustieren sind eine Steigerung der psychischen Toleranz und eine Abnahme der Gehirngröße. Durch die wachsende Mobilität der Menschen entstanden außerdem völlig neue Arten von Pflanzen und Tieren. So bewirkten die Kolonialisierungen in der Frühen Neuzeit einen regen Austausch genetischen Materials zwischen der Neuen und Alten Welt.

 

Im Gegensatz zur selektiven Züchtung vereinigt die Kreuzungszüchtung genetisch bedingte Merkmale, die zunächst getrennt in verschiedenen Individuen auftraten, in einer neuen Varietät. Die Bedingung der sexuellen Verträglichkeit der Ursprungsindividuen ist bei tierischer Reproduktion stärker ausgeprägt als bei pflanzlicher. So existieren heutzutage viele ertragreiche Artbastarde, Hybride (zum Beispiel viele Maissorten), die aus verschiedenen Sorten gekreuzt wurden. Bei der Mutantenzüchtung werden Pflanzenzellen durch Chemikalien oder Strahlung zu einer Mutagenese veranlasst, um so aus den entstandenen mutierten Zellen neue und womöglich bessere Varietäten zu reproduzieren. Die Gewebe- und Zellkulturtechnik nutzt die Eigenschaft der Pflanzen, sich selbst aus einer eigenen Zelle wieder vollständig zu reproduzieren. Reinigt man beispielsweise ein Stück Pflanzengewebe in einer Viren abtötenden Lösung und reproduziert es nachher in verschiedenen Nährlösungen, so ist es möglich, Bestände gezielt von Krankheiten zu befreien.

 

 Was ist Gentechnologie?

 

Unter dem Begriff der Gentechnologie versteht man die Gesamtheit der Methoden zur Charakterisierung und Isolierung genetischen Materials zum Zwecke der Bildung neuer Genkombinationen. Damit verbunden ist deren Wiedereinführung in eine andere biologische Umgebung mit dem Ziel der Vermehrung. Die wesentlichen Unterschiede zur herkömmlichen Pflanzenzüchtung sind somit die individuelle Isolierung von Genen und deren gezielte Übertragung auf Pflanzen, wobei die Organismen nicht nahe verwandt sein müssen. In der praktischen Züchtung erweist sich die gentechnologische Veränderung höherer Pflanzen als sehr kompliziert. Eine Übertragung von bestimmten Merkmalen gelingt am ehesten bei monogenen, das heißt nur von einem bestimmten Gen geprägten Eigenschaften. Polygene Eigenschaften sind auf mehreren Genen verankert und lassen sich in ihrer Komplexität sehr viel schwerer bestimmen. Zur Übertragung gewünschter Gene dient meist das Bakterium Agrobacterium tumefaciens. Dieses bewirkt bei einer Infizierung Tumore am Wurzelhals der Pflanze. Gelingt es nun, ein fremdes Gen in dem Bakterium zu vermehren, so können durch Infektion der Zielpflanze Wurzelhalsgallen (Tumore) hervorgerufen werden, deren Zellen auch das fremde Gen in ihrer DNA enthalten. Als nächster Schritt wird mittels der Gewebe- und Zellkulturtechnik aus diesen Zellen eine komplett neue Pflanze regeneriert, die dann sowohl ihre eigenen als auch die übertragenen Gene enthält. Eine andere Methode der Übertragung von Genen in die Erbanlagen einer Pflanze ist die der Biolistik. Hierbei werden mittels einer Genkanone winzige Schrotpartikel aus Wismut oder Gold in die Zellen der Empfängerpflanzen eingeschossen, wobei diese Geschosse mit den gewünschten Erbinformationen bestückt sind.

 

 Tierzucht durch künstliche Befruchtung

 

Die künstliche Besamung ist heutzutage die am häufigsten praktizierte Reproduktionstechnik bei Nutztieren. 1990 wendeten 96 Prozent aller Kühe haltenden Betriebe in Deutschland diese Technik an. Sie wird mithilfe tiefgekühlten Spermas durchgeführt und kann durch gezielten Einsatz von intensiv selektierten Vatertieren zur genetischen Verbesserung einer Population beitragen. In der deutschen züchterischen Praxis birgt die Verwendung von nur 5000 Besamungsbullen für 5,5 Millionen Kühe allerdings die Gefahr der Einschränkung der genetischen Vielfalt. Eine weitere Reproduktionstechnik ist der Embryotransfer, bei dem die nach der künstlichen Besamung entstandenen Embryonen in die Gebärmutter übertragen werden. Technisch machbar sind außerdem Tiefgefrier- und Auftauverfahren, bei denen die Nutztierembryonen in flüssigem Stickstoff auf bis zu —196 ºC abgekühlt werden und auf diese Weise über längere Zeit konserviert werden können. Weitere Methoden sind die Erzeugung identischer Zwillinge durch Embryonenteilung oder die Herstellung von Lebewesen mit unterschiedlicher Chromosomenstruktur mittels mikrochirurgischer Techniken.

 

Einen großen Schritt weiter geht die Technik des Klonens. Mit ihr ist es möglich, aus einem Embryo viele weitere genetisch uniforme Embryonen zu gewinnen. Als Vorteile dieser Methode der Tierproduktion werden eine verbesserte Ausnutzung der weiblichen Reproduktionskapazität, eine Steigerung der züchterischen Effizienz und der internationale Austausch von Zuchtmaterial gesehen. Im Gegensatz zu gentechnischen Verfahren bei Pflanzen gestaltet sich die Genmanipulation bei Tieren wesentlich schwieriger. Eine umfassende Genomanalyse, das heißt die chromosomale Lokalisation und Sequenzierung aller Gene, ist technisch zwar mittlerweile machbar, wird aber im Nutztierbereich wegen des unverhältnismäßig großen Aufwands nicht durchgeführt. Neben experimentellen Anwendungen an Taufliegen oder Mäusen beschränkt man sich in der tierzüchterischen Praxis auf die gentechnische Manipulierung von Bakterien, die dann dem Nutztier zugeführt werden.

 

 Die Grüne Revolution

 

Durch den Erfolg von Pflanzenzuchtprogrammen nach dem Zweiten Weltkrieg prägte sich der Begriff der Grünen Revolution aus. Diese Programme bestanden aus aufeinander abgestimmten Maßnahmen: dem Einsatz von Hochertragssorten und hohen Dosen von Dünge- sowie Pflanzenschutzmitteln, der Ausweitung der Brunnenbewässerung und dem Gebrauch von modernen landwirtschaftlichen Maschinen. Das wichtigste Element war jedoch die Verwendung von Saatgut besonders ertragfähiger Weizen-, Mais- und Reisvarietäten, die in den 1940er- und 1950er-Jahren in den USA, in Mexiko und auf den Philippinen gezüchtet und erprobt wurden. Im Gegensatz zu den traditionellen Varietäten mit ihren großen und langen Blättern, tief und weit verzweigten Wurzelsystemen sowie einem geringen Ernteertrag waren die neuen Varietäten zwergwüchsig, mit stabilen Stängeln und kleinen, aufrechten Blättern. Diese Sorten ermöglichten dichtes Pflanzen, minimale Beschattung und relativ begrenzte Wurzelsysteme. Über dies hinaus besaßen sie eine kurze Vegetationszeit, die Fähigkeit, mit hoher Düngemittelzufuhr hohe Ernteerträge zu erzielen, und waren gegen Tageslichtschwankungen relativ unempfindlich, das heißt, man konnte sie in unterschiedlichen geographischen Breiten anbauen. Außerdem waren sie gegen verschiedene Pflanzenkrankheiten und Insektenbefall resistent und wiesen eine Toleranz gegenüber unregelmäßiger Bewässerung und schlechten Böden auf.

 

Die Grüne Revolution wird auch als ein Programm zur Lösung von Entwicklungsproblemen im ländlichen Raum verstanden, das durch eine Modernisierung der Landwirtschaft und durch Produktionssteigerungen eine dauerhafte Überwindung von Armut und Hunger anstrebt. Nach etwa 20-jähriger Erfahrung werten einige Experten die Ergebnisse dieser Maßnahmen nicht immer als positiv. Die Produktionserfolge waren eigentlich nur beim Weizen revolutionär. Beträgt beim Reisanbau das Verhältnis von Einsatz (beispielsweise Arbeitskräfte, Maschinen und Dünger) zu Ertrag bei traditionellen Systemen im Durchschnitt noch etwa 1 zu 10, so sinkt dieser Wert unter den Bedingungen der Grünen Revolution auf rund 1 zu 4 und schließlich unter den Bedingungen einer industrialisierten Landwirtschaft auf nahezu 1 zu 1 ab.

 

 Nachwachsende Rohstoffe

 

Die Diskussion um den industriellen Pflanzenanbau, wie die landwirtschaftliche Produktion nachwachsender Rohstoffe auch genannt wird, begann in den 1970er-Jahren mit dem Anstieg der Erdölpreise. Allerdings sind die Voraussagen aus dieser Zeit nicht eingetreten und man geht davon aus, dass die fossilen Rohstoffe noch längere Zeit zur Energieversorgung ausreichen. Ebenso haben die Preissteigerungen nicht das damals prognostizierte Niveau erreicht. Seit dem Anstieg der landwirtschaftlichen Überschussproduktion in den 1980er-Jahren kommt dem Anbau von nachwachsenden Rohstoffen eine neue und erweiterte Bedeutung zu: Dieser soll zum einen zur Energie- und Rohstoffversorgung und zum anderen zur Lösung der Einkommens-, Marktüberschuss- und Haushaltsprobleme im Agrarbereich beitragen.

 

In vielen Fällen der momentanen Flächenstilllegungen könnte der Anbau nachwachsender Rohstoffe eine Produktionsalternative für die betroffenen Landwirte bieten. Dieser Anbau ist außerdem klimafreundlich, da der Kohlendioxidkreislauf geschlossen ist: Das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen wie beispielsweise Biodiesel freigesetzt wird, wurde vorher der Atmosphäre entzogen. Damit wird die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre nicht erhöht und der Treibhauseffekt nicht weiter verstärkt. Überdies vermindern Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen Abfall- und Entsorgungsprobleme und gelten im Allgemeinen als gesundheitlich unbedenklich. Ebenso positiv ist eine Auflockerung der Fruchtfolge in der Landwirtschaft zu werten. Als Rohstoffe oder Energieträger müssen die Pflanzen allerdings andere Qualitätsanforderungen erfüllen als Pflanzen, die als Nahrungsquelle dienen. So zählt beipielsweise eine möglichst hohe Konzentration der jeweils erwünschten, für die Industrieproduktion oder Energieversorgung im Vordergrund stehenden Inhaltsstoffe zu den wichtigsten Züchtungszielen. Dies kann man sowohl durch die Weiterentwicklung von Pflanzenarten erreichen, die die gewünschten Qualitäten besitzen, als auch durch die biotechnische Veränderung angepasster Hauptfruchtarten.

 

 Biodiesel

 

Ausgehend von den Hauptinhaltsstoffen der Pflanzen, die zur Weiterverarbeitung in den entsprechenden industriellen Produkten genutzt werden können, lassen sich die nachwachsenden Rohstoffe in verschiedene Produktlinien unterteilen: Fette und Öle, Stärke und Zucker, Holz und Fasern sowie Heil- und Gewürzpflanzen. Rapsöl lässt sich durch chemische Prozesse zu einem Dieselkraftstoff (Rapsmethylester, auch Biodiesel genannt) weiterverarbeiten. Die Vorteile gegenüber herkömmlichem Dieselkraftstoff sind ökologischer Natur. Biodiesel gibt weniger Ruß ab, enthält keinen Schwefel und verhält sich weitgehend kohlendioxidneutral. Wesentliches Hindernis der Produktion sind die zu hohen Rohstoffkosten gegenüber dem Konkurrenzprodukt auf der Basis fossiler Rohstoffe. Die Wirtschaftlichkeit des Biodiesels ist trotz der in Deutschland geltenden vollständigen und mengenmäßig unbegrenzten Mineralölsteuerbefreiung für reine Biokraftstoffe sowie der Möglichkeit, auf stillgelegten Flächen trotz Stilllegungsprämie nachwachsende Rohstoffe anzubauen, noch nicht gewährleistet. Daraus ergibt sich die Anforderung an die Pflanzenzüchtung, den Ertrag zu steigern. Der Anbau von Industriepflanzen hat in den 1990er-Jahren aufgrund von subventionierten Flächenstilllegungen erheblich zugenommen. Annähernd 500 000 Hektar Ackerfläche werden für die Erzeugung dieser Rohstoffe genutzt.

 

 Gentechnologie

 

Schätzungen zufolge gehen jedes Jahr circa 15 Prozent der gesamten potenziellen Ernte durch von Viren, Bakterien oder Pilzen verursachte Krankheiten verloren. Besonders Virusinfektionen sind gefährlich, da jede Pflanze — gerade bei monokultureller Anbauweise — von Viren befallen werden kann, aber keinerlei wirksame chemische Bekämpfungsmöglichkeiten bekannt sind. Es ist daher ökonomisch und ökologisch sinnvoll, die Resistenz von Nutzpflanzen gegenüber derartigen Krankheiten zu erhöhen. Ein großes Problem bei der Resistenzzüchtung ist, dass die gezüchteten Resistenzen verhältnismäßig schnell durch die Anpassung des Erregers durchbrochen werden. Bei Pilzen beobachtete man Anpassungszeiten von nur drei bis fünf Jahren. Aus diesem Grund richten sich die Forschungsbemühungen auf die Immunisierung der Pflanzen, eine Art von »genetischer Impfung«. Bei Tabak beispielsweise konnte ein Erfolg erzielt werden, indem man durch Einbau eines Hüllenproteins des Tabak-Mosaik-Virus einer späteren Infektion vorbeugte.

 

Pflanzen, die ihre eigenen Insektizide bilden, sind ein weiteres Ziel der Forschung. Wegen der zunehmenden Besorgnis über mögliche schädliche Langzeitfolgen von Pestiziden besteht ein großes Interesse an der biologischen und gentechnisch manipulierten Schädlingsbekämpfung. Von der Anwendung der Gentechnik wird nicht nur eine Verringerung des Einsatzes chemischer Mittel, sondern auch eine Erweiterung des Wirkungsspektrums erwartet. Die erfolgreichsten Resultate wurden hierbei mit dem Bakterium Bacillus thuringiensis erzielt. Es besiedelt Pflanzen und erzeugt ein Gift, das von Pflanzen fressenden Insekten mit der Nahrung aufgenommen wird und in kurzer Zeit die Darmschleimhäute der Insekten zerstört. Daraufhin hören die Tiere auf zu fressen und sterben innerhalb weniger Tage. Das Gen für dieses Gift wurde inzwischen auf Tomaten-, Tabak-, Kartoffel- und Baumwollpflanzen übertragen.

 

Allerdings sind auch mögliche ökologische Auswirkungen zu bedenken. Durch den Anbau solcher Pflanzen wird ein massiver Selektionsdruck ausgeübt. So können sich die Insekten am besten und schnellsten vermehren, die durch spontane Mutationen eine Resistenz gegen die Wirkung dieser gentechnisch veränderten Pflanzen entwickeln. Dadurch wird nicht nur der Einsatz insektizidresistenter Pflanzen wirkungslos, sondern auch der vieler anderer Präparate (zum Beispiel chemische Pflanzenschutzmittel), die auf Bacillus thuringiensis beruhen. Ebenso könnte der Wegfall einer Schädlingsart anderen Schädlingsarten einen Reproduktionsvorteil bieten, was wiederum den Einsatz neuer Pestizide notwendig machen würde. Außerdem würden positive Nebeneffekte wie beispielsweise die Tatsache, dass Schädlinge bevorzugt kranke Pflanzen angreifen und damit zur Auslese gesunder Pflanzen beitragen, wegfallen.

 

Total- oder Breitbandherbizide sind Herbizide, die fast alle Pflanzen angreifen. Ihr Anwendungsspektrum ist begrenzt, da sie beispielsweise nicht eingesetzt werden können, wenn eine Fruchtfolge von mehreren Nutzpflanzen auf einem Stück Land in kürzeren Abständen geplant ist. Daher sind spezifisch wirkende Herbizide auf dem Markt, die je nach den zu bekämpfenden Unkräutern, der Bodenbeschaffenheit und weiteren Parametern eingesetzt werden. Mithilfe der Gentechnik wird nun versucht, Nutzpflanzen zu züchten, die gegen beide Arten von Herbiziden resistent sind. Ist eine Nutzpflanze gegen ein Herbizid resistent, so kann dieses Herbizid jederzeit, das heißt sowohl vor der Keimung der Pflanze als auch während der Vegetationszeit, ohne Gefahr für die Nutzpflanze nach Bedarf angewendet werden. Da die Resistenz gegen ein Herbizid oftmals nur durch ein einziges Gen ausgelöst wird, ist die Herstellung und Verwendung dieser Pflanzen schon weit fortgeschritten.

 

 Erhöhte Produktivität durch Gentechnik

 

Ein Produktivitätsfortschritt lässt sich entweder durch Senkung der Produktionskosten pro Ertragseinheit oder durch Steigerung der Erträge bei konstanten Produktionskosten erzielen. Ersteres kann durch Virus-, Insektizid- und Herbizidresistenzen erreicht werden, während die Steigerung von Photosyntheseleistungen und die Anpassung von Pflanzen an ungünstige Standorte eher zur Steigerung der Erträge führen würden. Gentechnische Methoden können zu einer Ertragssteigerung führen, wenn die Pflanzen mehr Proteine, Fette und Kohlenhydrate, die als Grundlage der Ernährung und Äquivalent des Ernteertrages gelten, produzieren. So wurde zum Beipiel versucht, mithilfe eines bakteriellen Gens die Lysinmenge in Maispflanzen zu erhöhen, da Mais diese zur Ernährung wichtige Aminosäure nur in sehr geringen Mengen enthält. Von einem Produktivitätsfortschritt unter dem Aspekt der Weiterverarbeitung kann man auch bei dem Einbau neuer Eigenschaften in Pflanzen sprechen. In den USA wurde beispielsweise ein Gen der Tomatenpflanze verändert, das den Reifeprozess steuert. Die noch grünen Tomaten konnten sich noch wochenlang an den Stauden halten, selbst wenn diese schon verwelkt waren. Erst am Bestimmungsort wird das den Reifeprozess auslösende Gas Ethylen zugefügt, das die Pflanze wegen des veränderten Gens nicht selbst erzeugen kann.

 

Bakterien können gentechnisch so verändert werden, dass sie das Rinderwachstumshormon BST (Bovines Samatotropin) produzieren. Tägliche Injektionen dieses Hormons bewirken, dass die behandelten Rinder bis zu 30 Prozent mehr Fleisch ansetzen und die Milchleistung um bis zu 45 Prozent steigt. Durch die Hormongaben wird der natürlicherweise sich selbst regulierende Hormonhaushalt beeinträchtigt; dadurch steigt die Krankheitsanfälligkeit und viele Tiere werden überdies unfruchtbar. Laut EU-Beschluss darf dieses Hormon in der Landwirtschaft nicht mehr eingesetzt werden.

 

 Gene Farming und Schattenseiten der Gentechnik

 

Unter Gene Farming (auch Drug Farming) versteht man die Produktion bestimmter Proteine im Eutergewebe transgener Säugetiere. Dadurch können Stoffe hergestellt werden, die normalerweise nicht in der Milch vorkommen. Gene Farming wird hauptsächlich über das Darmbakterium Escherichia coli praktiziert, da es menschliche Gene aufnehmen und zu Stoffen weiterverarbeiten kann, die für den Menschen wertvoll sind. So wollen Forscher erreichen, dass mit der Kuhmilch das Enzym Urokinase erzeugt wird, das beim Menschen Blutgerinnsel auflöst. Ebenso soll Insulin auf diese Weise herstellbar werden.

 

Die Produktion landwirtschaftlicher Nutztiere in den letzten zwanzig Jahren mithilfe von Arbeit und Ressourcen sparender Technologien zum Zwecke der Steigerung der Erträge hat nach Meinung von Veterinären negative Auswirkungen auf die Tiergesundheit und verringert die Lebensleistung der Tiere. Die Lebensleistung einer Kuh zum Beispiel setzt sich aus Milchleistung, Nutzungsdauer und Reproduktionsrate zusammen. Oftmals ist das Zuchtziel zu einseitig auf Leistungsmerkmale wie Milchleistung oder Fleischproduktion ausgerichtet. Dies überfordert den tierischen Organismus und sein Bestreben, die lebensnotwendigen Prozesse und Funktionen im Gleichgewicht zu halten. Auch könnte die heutige Hochleistungszucht ohne die unzähligen Behandlungen mit modernen tiermedizinischen Mitteln nicht bestehen.

 

 Freilandversuche mit gentechnisch veränderten Pflanzen

 

Bei Risikoanalysen von Freilandversuchen werden im Allgemeinen verschiedene Fälle bezüglich des gentechnisch veränderten Organismus und der Bedingungen des Ökosystems unterschieden oder bewertet. Die Wiedereinführung der genetisch veränderten Organismen an den Standort, an dem die nicht modifizierten »Eltern« heimisch sind, zählt zu den häufigsten Anwendungen, da man in diesem Fall auf eine langjährige konventionelle Erfahrung zurückgreifen kann. Bei der Einführung in ein Ökosystem, in dem die modifizierten Eltern nicht beheimatet waren, können allerdings Probleme mit transgenen Pflanzen auftreten. Die Entstehung einer Unkrauteigenschaft, das heißt die starke Ausbreitung der Pflanze durch hohe Samenproduktion oder Anpassungsfähigkeit an verschiedene Standorte, ist unerwünscht. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Übertragung eines oder mehrerer Gene zu Unkrauteigenschaften bei Nutzpflanzen führt, denn man geht davon aus, dass dafür sehr viele Gene verantwortlich sind. Ebenso unerwünscht ist die Toxizität für Mensch oder Tier. In der klassischen Züchtung wurde ein Fall bekannt, bei dem man eine insektenresistente Kartoffel züchtete und dabei nicht beachtete, welche Sekundärstoffe man einkreuzte. Das Ergebnis war eine resistente, aber toxische Kartoffel. In der gentechnischen Praxis lassen sich allerdings schon von vornherein Aussagen über die Giftigkeit des zu transferierenden Gens treffen, sodass die Bildung toxischer Stoffe im Allgemeinen nur dann möglich ist, wenn der genetische Hintergrund, auf den das übertragende Gen trifft, nicht bekannt ist. Dieses Risiko kann jedoch durch vorbeugende Prüfungen minimiert werden.

 

Besonderes Interesse gilt bei Freilandversuchen der unkontrollierten Verbreitung von transgenen Pflanzen. Doch muss hier zunächst zwischen Nutzpflanzen und Wildpflanzen unterschieden werden, denn meistens sind Nutzpflanzen auf die Kultivierung des Menschen angewiesen und ohne ihn nicht überlebensfähig. Sie sind daher als wesentlich risikoärmer zu bewerten. Auch die Tatsache, ob eine Pflanze mehr- oder einjährig ist, spielt eine Rolle. Bereits bekannte Fälle unkontrollierter Ausbreitung von Pflanzen sind in erster Linie bei mehrjährigen Pflanzen wie Bäumen oder Büschen beobachtet worden. Dagegen sind die meisten unserer landwirtschaftlichen Nutzpflanzen einjährig. Ein weiteres Risiko ist der sexuelle Gentransfer auf die nachfolgende Generation, beispielsweise durch Pollenflug. Dazu muss jedoch eine verwandte Pflanze als Empfänger vorhanden sein. Dies ist bei unseren Nutzpflanzen eher selten, da sie überwiegend aus den Wawilow'schen Zentren stammen. Bei der Anwesenheit artverwandter Empfänger kann es zu einer Stärkung von Unkräutern kommen, wenn zum Beispiel Gene für Resistenzen auf diese übergehen. Auch bestehen Risiken durch den nicht sexuellen Gentransfer, der über die Zwischenschaltung anderer Organismen wie Viren und Bakterien möglich ist. Bei den Auswirkungen auf die Umwelt ist allerdings zu beachten, dass sichtbare Schäden erst nach längerer Zeit auftreten. Die durchschnittliche Verzögerung zwischen dem ersten Anbau und der Ausbreitung von Gehölzen liegt etwa bei 150 Jahren, bei ausdauernden Pflanzen bei knapp 40 und bei einjährigen Pflanzen bei 20 Jahren. Von 1987 bis 1992 wurden in den Ländern der OECD rund 850 Freisetzungen durchgeführt. Im gleichen Zeitraum muss man jedoch weltweit von einer erheblich höheren Zahl ausgehen.

 

Zu den Auswirkungen der Freisetzung von gentechnisch manipulierten Tieren gibt es noch keine praktischen Erfahrungen. Sie können aber mit den Auswirkungen der Einführung von Arten aus entfernten Biotopen verglichen werden, die in Einzelfällen beträchtlichen ökologischen Schaden angerichtet haben. Eine Freisetzung gentechnisch veränderter Tiere ist daher nur zu verantworten, wenn die Ausbreitung der Tiere kontrollierbar bleibt, diese also gleichsam rückholbar bleiben.

 

 Gefahren für Natur und Landwirtschaft

 

Folgen eines Anbaus immer gleicher Pflanzenarten sind der verstärkte Einsatz von Mineraldünger und chemischer Pflanzenschutzmittel. Von diesen wenigen Pflanzenarten werden auch immer weniger Sorten angebaut. So entfallen 90 Prozent der Anbaufläche für Roggen in Deutschland auf Winterroggen, wobei es hiervon nur drei Sorten gibt. Des Weiteren ist die genetische Uniformität eines Pflanzenbestands durch Züchtungsmethoden wie Gewebe- und Zellkulturtechnik oder gentechnische Methoden problematisch. Mögliche Folgen hieraus sind die schnellere Ausbreitung einer Krankheit oder Seuche innerhalb des Pflanzenbestands, die einfachere Entstehung und Verbreitung von Erbfehlern sowie die Beeinträchtigung des Landschaftsbilds durch die Uniformität des Pflanzenbestands. Pauschal gesagt ist die Resistenz eines Ökosystems gegen Schädlinge und Schadstoffe umso wirksamer, je vielfältiger es ist. Auch die Züchtung herbizidresistenter Pflanzen ist bedenklich, da sie den systematischen Einsatz von Totalherbiziden nach sich zieht. Dies schadet dem meist schon labilen Ökosystem Acker und führt zu einer weiteren Reduzierung der ökologischen Komplexität und somit auch zur Schwächung dieses Ökosystems.

 

In der Tierzüchtung mit ihrem immensen Aufwand an medizinischen Hilfsmitteln und Verfahrenstechniken wird scheinbar die momentane landwirtschaftliche Situation vergessen. Viele der laufenden Forschungsprojekte befassen sich zu sehr mit einer Quantitätssteigerung statt mit einer Qualitätssteigerung. Obwohl der Fleischbedarf der EU-Länder mehr als gedeckt ist, steigt die Fleischproduktion weiter an. Außerdem werden 67 Prozent des gesamten Getreideverbrauchs an Tiere verfüttert, während in anderen Ländern Mangel an diesem Nahrungsmittel herrscht. Ebenso sollte die Tiergesundheit im Vordergrund stehen und nicht nur die Abwesenheit von Krankheit. Viele Tiere sind mittlerweile durch Zucht zur Hochleistung gezwungen und besitzen meist keine Selbstregulationsmechanismen mehr. Der Grat zwischen Produktivität und Tod ist häufig schmal.

 

Prof. Dr. Hans-Dieter Haas

 

Weiterführende Erläuterungen finden Sie auch unter:

 

Monokultur: Ökologische und wirtschaftliche Risiken

 

Grundlegende Informationen finden Sie unter:

 

Mineraldüngung und Pflanzenschutzmittel

 

Literatur:

 

Arnold, Adolf: Allgemeine Agrargeographie. Gotha u. a. 1997.

 

Bodennutzung und Bodenschutz, herausgegeben von Hans Joachim Fiedler. Basel u. a. 1990.

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