Was ist ein genetisch veränderter Organismus? Warum und wie werden Lebensmittel und Tiere verändert?

Was ist ein genetisch veränderter Organismus (GDO)?

Genetisch veränderter Organismus kann jedes Lebewesen bezeichnen, dessen DNAmithilfe der Gentechnik verändert wird. Dies kann eine Pflanze, ein Tier (einschließlich Menschen) oder ein Bakterium sein. Meist geschieht dies, um eine gewünschte Eigenschaft wie größere Früchte oder Trockenheitsresistenz zu erreichen. Diese genetisch veränderten Organismen werden gewöhnlich kurz als GDObezeichnet.

Es werden weiterhin neue Möglichkeiten gesucht und gefunden, Gene für bestimmte Eigenschaften zur DNA von Pflanzen und Tieren hinzuzufügen oder daraus zu entfernen. Mit anderen Worten verändern Gentechnik und Biotechnologie die Nahrung, die wir essen, und die Welt, in der wir leben.

Della Penna, Pflanzenbiochemiker an der Michigan State University, glaubt, dass gentechnisch bearbeitete Lebensmittel der Schlüssel zu einer Welle von Fortschritten in Landwirtschaft und Gesundheit sind, und beschreibt dieses Potenzial so: "Mit gentechnischen Methoden können Sie allergenfreien Weizen, Soja und Erdnüsse sowie mit Impfstoffen versehene Bananen erzeugen; für Menschen mit Risiken für verschiedene Erkrankungen können Sie Lebensmittel um Pflanzenöle ergänzen, die mit therapeutischen Bestandteilen angereichert sind."

Während DellaPenna und andere in diesen neuen biotechnologischen Produkten ein großes Potenzial sehen, erkennen manche darin Unsicherheit und sogar Gefahr als mögliche Folgen.

Kritiker von Vorhaben mit genetisch veränderten Organismen (GDO) fürchten, dass gentechnisch bearbeitete Produkte auf den Markt gebracht werden, bevor ihre Wirkungen vollständig verstanden sind . Bedenken dazu wurden durch Berichte über Taco-Schalen aus genetisch verändertem Mais, der nicht für den menschlichen Verzehr zugelassen war, erneut zum Thema.

In Nordamerika und Europa sind Wert und Auswirkungen genetisch veränderter Nahrungspflanzen Gegenstand intensiver Debatten.

Was sind genetisch veränderte Lebensmittel und wer isst sie? Was wissen wir über ihren Nutzen und ihre Risiken? Welche Auswirkungen könnten gentechnisch veränderte Pflanzen auf die Umwelt und landwirtschaftliche Praktiken weltweit haben? Können sie helfen, die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren und ihre Gesundheit zu schützen?

Frage: Wer isst biotechnologische Lebensmittel?

Antwort: Höchstwahrscheinlich wir alle.

Die meisten Menschen in den Vereinigten Staaten wissen nicht, dass sie seit Mitte der 1990er-Jahre gentechnisch bearbeitete Lebensmittel essen. In US-Supermarktregalen enthalten einschließlich Pizza, Chips, Keksen, Eiscreme, Salatdressings, Maissirup und Backpulver von den verarbeiteten Lebensmitteln mehr als 60 Prozent genetisch veränderte Sojabohnen, Mais und Raps.

Im vergangenen Jahrzehnt kamen einschließlich Südafrika, Australien, Deutschland, Spanien, Argentinien, Kanada und China insgesamt 13 Länder zu den Erzeugern genetisch veränderter Lebensmittel hinzu, die in diese verarbeiteten Produkte eingehen. In diesen 13 Ländern breiteten sich genetisch veränderte Lebensmittel auf große Erntemengen auf 130 Millionen dönüm (52.6 Millionen Hektar) Anbaufläche aus. Die mit genetisch veränderten Nutzpflanzen bestellte US-Agrarfläche stieg von 1996 mit 3,6 Millionen dönüm (1,5 Millionen Hektar) bis 2001 auf 88,2 Millionen dönüm (35,7 Millionen Hektar), also auf das 25-Fache an.

Frage: Seit wann verändern wir die Gene unserer Lebensmittel?

Antwort: Schon länger als angenommen.

Genetische Veränderung ist nicht neu. Menschen verändern seit Jahrhunderten das Erbgut von Pflanzen, bewahren sie über viele Jahre auf und säen sie in den folgenden Jahren erneut aus, um sie süßer zu machen, höhere Erträge zu erzielen und die Lagerdauer zu verlängern. So verwandelten wir die wilde Tomate Lycopersicon von einer kleinen trockenen in eine große saftige Frucht. Aus einer Teosinte genannten Graspflanze mit einen Zentimeter langen „Ähren“ machten wir süße weiße und gelbe Maiskolben von einem Fuß Länge (0,3 Meter). In den letzten Jahrzehnten nutzten Pflanzenzüchter traditionelle Techniken, um Weizen- und Reissorten mit höherem Kornertrag zu erzeugen. Außerdem schufen sie durch Bestrahlung und mutagene Chemikalien Hunderte neue Nutzpflanzensorten.

Die neue Gentechnik unterscheidet sich jedoch deutlich von herkömmlicher Züchtung. Traditionelle Züchter übertragen Zehntausende Gene zwischen ähnlichen genetischen Strukturen. Heutige Gentechniker übertragen dagegen wenige Gene zwischen nicht verwandten Arten.

Gentechniker können ein gewünschtes Gen aus nahezu jedem Lebewesen entnehmen und in ein beliebiges anderes einsetzen. Sie können ein Gen hinzufügen, das Salat mit Vitamin C anreichert, oder Gene aus der Cecropia-Pflanze in Früchte wie Äpfel, Birnen und Quitten übertragen, um sie vor Feuerbrand (bakteriell verursachter Schädigung) zu schützen. Das Ziel bleibt gleich: eine gewünschte Eigenschaft aus einem Organismus, der sie besitzt, in einen Organismus einzufügen, dem sie fehlt. Wenn das in eine Apfelpflanze eingesetzte Gen Resistenz gegen dieses Bakterium vermittelt, könnte es Apfelbauern jährlich Millionen Lira einsparen helfen.

Wissenschaftler bezeichnen Organismen, die sie durch Genübertragung zwischen Arten erzeugen, als transgen . Bereits mehrere Dutzend transgene Lebensmittelprodukte sind auf dem Markt, darunter verschiedene Mais-, Kürbis-, Raps-, Sojabohnen- und Baumwollsorten. Die meisten dieser Nutzpflanzen sollen Landwirten bei seit Jahrhunderten bestehenden Problemen helfen: Unkraut, Insekten und Krankheiten.

Landwirte versprühen zum Abtöten von Unkraut Herbizide . Biotechnologische Nutzpflanzen können spezielle Toleranzgene tragen, dank derer sie Chemikalien widerstehen, die fast jede Pflanzenart töten. Einige biotechnologische Sorten erzeugten durch Genübertragung ihr eigenes Insektizid, indem sie ein Gen des weitverbreiteten Bakteriums Bacillus thuringiensis (BT) nutzten.

Andere Nahrungspflanzen - etwa Kürbis und Papaya - wurden genetisch verändert, um gegen Krankheiten resistent zu sein. In jüngster Zeit experimentieren Wissenschaftler mit Kartoffeln. Sie verändern ihre Gene mithilfe von Bienen und Motten, um die Ernten vor Brandpilzen zu schützen, und erzeugen Weinreben mit Seidenraupengenen, um Trauben gegen die durch Insekten verbreitete Pierce-Krankheit resistent zu machen.

Mithilfe neuer Gentechnik haben Wissenschaftler transgene Tiere geschaffen. Atlantischer Lachs wächst im Winter langsamer. Lachs, der mit veränderten Wachstumshormongenen anderer Fische „vermischt“ wurde, erreicht die Marktgröße jedoch in der Hälfte der normalen Zeit. Wissenschaftler nutzen Biotechnologie auch, um Gene in Kühe und Schafe einzufügen, sodass die Tiere eine gewünschte Verbindung in ihrer Milch erzeugen. Keines dieser transgenen Tiere ist bisher auf den Markt gelangt.

Frage: Sind biotechnologische Lebensmittel für Menschen sicher?

Antwort: Ja, soweit wir wissen.

In unserer gesamten Lebensmittelversorgung bestehen Risiken. Jedes Jahr sterben etwa hundert Menschen an einer Erdnussallergie. Durch strenge Tests genetisch veränderter Lebensmittel minimieren wir die Risiken.

Nach Eric Sachs, Sprecher des führenden Entwicklers biotechnologischer Produkte Monsanto: "Transgene Produkte werden stärker getestet als andere Lebensmittel, die wir essen. Wir untersuchen potenzielle Toxine und Allergene. Wir prüfen, ob transgene Pflanzen einen den herkömmlichen Pflanzen weitgehend gleichwertigen Protein- und Nährwert enthalten."

In den USA regulieren 3 Bundesstellen genetisch veränderte Nutzpflanzen und Lebensmittel - das Landwirtschaftsministerium (USDA), die Umweltschutzbehörde (EPA) und die Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA). Die FDAprüft Daten über Allergene, Toxizität und Nährstoffgehalte, die Unternehmen freiwillig einreichen. Zeigen die Tests, dass neue Lebensmittel herkömmlichen nicht weitgehend gleichwertig sind, müssen sie weitergehende Tests durchlaufen. Im vergangenen Jahr schlug die Behörde eine strengere Prüfung gentechnisch gestalteter Lebensmittel vor und machte Sicherheitsbewertungen statt freiwillig verpflichtend.

Mitte der 1990er-Jahre startete ein Biotechnologieunternehmen ein Projekt, um ein Gen aus der Paranuss in Soja einzufügen. Das ausgewählte Paranussgen erzeugt ein Protein, das reich an einer essenziellen Aminosäure ist. Ziel war eine nährstoffreichere Sojabohne für Tierfutter. Da bekannt war, dass Paranüsse ein Allergen enthalten, testete das Unternehmen das Produkt auch auf mögliche menschliche Reaktionen. Es zog in Betracht, dass transgene Sojabohnen versehentlich in menschliche Lebensmittel gelangen könnten. Als Tests zeigten, dass Menschen auf die veränderten Sojabohnen reagieren würden, wurde das Projekt aufgegeben.

Für manche war dies ein Beleg dafür, dass das Testsystem für genetisch veränderte Lebensmittel funktioniert. Für einige Wissenschaftler und Verbrauchergruppen verstärkte es jedoch die Angst vor Allergenen und führte zu Misstrauen gegenüber Lebensmitteln. Wissenschaftler wissen, dass bestimmte Proteine wie die der Paranuss allergische Reaktionen beim Menschen auslösen können, und wissen, wie diese allergenen Proteine zu testen sind. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass ein neues Protein mit allergenen Eigenschaften in einem herkömmlich erzeugten Lebensmittel vorkommt und nicht erkannt wird.

In der Debatte über die gesundheitlichen Auswirkungen dieser Lebensmittel wird oft ein möglicher gesundheitlicher Nutzen übersehen. Unter bestimmten Bedingungen könnte gentechnisch auf Insektenresistenz ausgelegter Mais die Sicherheit für den menschlichen und tierischen Verzehr erhöhen. Durch Insekten geschädigter Mais enthält hohe Mengen an Fumonisinen (Toxinen von Pilzen, die auf dem Rücken von Insekten transportiert werden und in beschädigten Maisteilen wachsen). Labortests brachten Fumonisine mit Krebs bei Tieren in Verbindung und kamen zu dem Schluss, dass sie möglicherweise beim Menschen Krebs verursachen können. In Teilen Südafrikas, Chinas und Italiens gibt es beispielsweise unter Menschen mit hohem Maisverzehr hohe Raten an Ösophaguskarzinomen (Speiseröhrenkrebs), die Wissenschaftler mit Fumonisinen verbinden. Untersuchungen zeigen, dass die meisten biotechnologischen (genetisch veränderten) Maissorten gegenüber herkömmlichem, durch Insekten geschädigtem Mais niedrigere Fumonisin -Spiegel aufweisen.

Sollten genetisch veränderte Lebensmittel nun gekennzeichnet werden? Professorin Marion Nestle, Leiterin der Abteilung für Ernährungs- und Lebensmittelforschung an der New York University, sagt, sie glaube an das Recht der Verbraucher auf Wissen und Wahlfreiheit . Derzeit trägt jedoch in den USA kein verarbeitetes Lebensmittel eine solche Kennzeichnung, weil die FDA keines als wesentlich anders als herkömmliche Produkte eingestuft hat.

Frage: Können biotechnologische Lebensmittel der Umwelt schaden?

Antwort: Das hängt davon ab, wen man fragt.

Die meisten Wissenschaftler stimmen überein: Das grundlegende Sicherheitsproblem biotechnologischer Produkte betrifft nicht Menschen, sondern die Umwelt . Allison Snow, Pflanzenökologin an der Ohio State University, sagt: „Wir haben die GDO aus dem Sack gelassen, bevor wir unsere tatsächlichen Langzeitdaten geprüft haben, und können sie jetzt nicht zurückholen.“

Befürworter biotechnologischer Nutzpflanzen argumentieren, dass sie eine umweltfreundliche Alternative zu Pestiziden bieten, die Pflanzen und Grundwasser belasten und der Natur schaden. Die Verwendung genetisch veränderter Organismen hat die auf Baumwollfeldern eingesetzte Pestizidmenge erheblich verringert.

Welche Auswirkungen könnten diese genetisch veränderten Pflanzen auf die sie besuchenden Lebewesen - Nichtzielorganismen - haben? Bedenken, dass pflanzeneigene Insektizide Wildtieren schaden könnten, wurden 1999 durch den Bericht einer Studie widerlegt, die nahelegte, dass Pollen genetisch veränderten Maises Monarchfalterraupen schädigten.

Monarchraupen ernähren sich nicht von Maispollen, sondern von den Blättern der Seidenpflanze, die häufig in und um Maisfelder wächst. Entomologen der Cornell University zeigten im Labor, dass genetisch veränderter Maispollen als Staub auf Seidenpflanzenblätter gelangte und einige Monarchraupen, die diese Blätter fraßen, im Wachstum zurückblieben oder starben. Für einige Umweltaktivisten bestätigte dies, dass gentechnisch bearbeitete Nutzpflanzen für Wildtiere gefährlich sind.

Rick Hellmich, Entomologe beim Agricultural Research Service, argumentiert, dass biotechnologische Produkte möglicherweise nicht für diesen Effekt verantwortlich sind, und betont, dass die Raupen auch anderen chemischen Insektiziden ausgesetzt sind, die Insekten auf dem Feld töten.

Viele Ökologen glauben, dass die schädlichste Umweltauswirkung biotechnologischer Nutzpflanzen ein unnatürlicher Genfluss sein könnte. Können genetisch veränderte Pflanzen zur Entstehung schädlicher Unkräuter führen? Können Transgene, die Resistenz gegen Insekten, Krankheiten oder harte Bedingungen vermitteln, Unkräutern schnelles Wachstum und damit einen Wettbewerbsvorteil ermöglichen?

Wenn Pollen durch Wind, Bienen und andere Bestäuber transportiert werden, gelangen Gene von Kulturpflanzen auf Unkräuter. Es besteht kein Zweifel, dass Transgene auf benachbarte Pflanzen überspringen werden. Da natürlicher Genfluss jedoch meist nur zwischen eng verwandten Arten stattfindet, ist es unwahrscheinlich, dass er problematische Unkräuter erzeugt.

Angesichts der Risiken glauben viele Ökologen, dass Umfang und Strenge der Tests erhöht werden müssen und Regierungen ihre Regulierungsregime stärken sollten, um Umweltauswirkungen besser zu berücksichtigen. Jeder transgene Organismus bringt andere potenzielle Risiken und Vorteile mit sich. Derzeit fließt jedoch nur ein Prozent der biotechnologischen Forschungsmittel in die Risikobewertung.

Frage: Können biotechnologische Lebensmittel helfen, die Menschen weltweit zu ernähren? Können sie das Hungerproblem lösen?

Antwort: Es gibt Hindernisse zu überwinden.

"Auf diesem Planeten sind 800 Millionen Menschen unterernährt" sagt der aus Indien stammende Agrarwissenschaftler Channapatna Prakash.

Nach Prakash und vielen anderen Wissenschaftlern kann Gentechnik helfen, die dringenden Probleme von Lebensmittelknappheit und Hunger zu lösen. Sie kann die Ertragsleistung erhöhen und krankheitsresistente Sorten bieten. Sie kann sogar den Anbau auf Böden ermöglichen, die wegen Trockenheit, Erschöpfung, übermäßigen Salzgehalts oder hoher Aluminium- und Eisenwerte keine Landwirtschaft ermöglichen würden.

Einige Kritiker der Gentechnik argumentieren, die Lösung für Hunger und Unterernährung liege in einer gerechten Verteilung vorhandener Nahrungsmittel. Prakash stimmt zu, dass es weltweit genügend Nahrung gibt. "Eine gerechte Neuverteilung wird jedoch nicht stattfinden", sagt er. „Aus politischen Gründen gegen Biotechnologie zu protestieren, weil man die Macht großer Unternehmen fürchtet, wäre enttäuschend“, sagt er.

Menschen sagen, dass nur große Unternehmen von dieser Technologie profitieren. Das Wissen, das Unternehmen für die Erzeugung profitabler Nutzpflanzen entwickelt haben, kommt jedoch Entwicklungsländern zu Hilfe.

Prakash sagt, biotechnologische Produkte seien kein Allheilmittel gegen den Welthunger. Nehmen wir beispielsweise weißen Reis. Er enthält wenig Eisen und nahezu kein Vitamin A. 1999 erzielte ein Wissenschaftlerteam unter Leitung von Ingo Potrykus von der Eidgenössischen Technischen Hochschule in der Schweiz und Peter Beyer von der Universität Freiburg in Deutschland einen neuen Durchbruch: Es übertrug zwei Narzissengene in Reispflanzen und fügte ein Bakteriengen ein, das die Produktion von Beta-Carotin als Bestandteil von Vitamin A ermöglicht. Dieser mit Beta-Carotin angereicherte Reis wurde „Goldener Reis“ genannt.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation leiden weltweit 100 Millionen bis 140 Millionen Kinder unter Vitamin-A-Mangel. Jährlich erblinden dadurch etwa 500.000 Menschen, und die Hälfte dieser Kinder stirbt in dem Jahr, in dem sie das Sehvermögen verliert. Dazu erklärt Marion Nestle „Nur Goldenen Reis zu essen, wird den Vitamin-A-Mangel nicht wesentlich verringern“, sagt sie. „Wenn Menschen ohnehin zu wenig Gemüse und Obst essen, wird Beta-Carotin nicht in Vitamin A umgewandelt.“

Nach Beyers Angaben ist Goldener Reis noch mindestens vier Jahre von einer Verteilung entfernt. Wegen Feldversuchen und Sicherheitsstudien durch gegnerische Gruppen könnte dieser Zeitraum länger dauern.

Frage: Was kommt als Nächstes?

Antwort: Vorsichtig vorgehen.

Wir werden gemeinsam sehen, ob sich die Versprechen biotechnologischer Lebensmittel erfüllen, den Welthunger zu beseitigen und Leben zu retten. Ihr Potenzial ist sehr groß, doch sie bergen weiterhin Risiken. Für mögliche Fehler oder Unfälle könnten wir auf unvorhersehbare Weise bezahlen. Aber der größte Fehler wäre, sie blind zu unterstützen oder abzulehnen . Wir müssen genau analysieren und abwägen, wie, in welchem Umfang und warum genetisch veränderte Produkte hergestellt werden. Wenn wir sie umfassend und ordnungsgemäß testen, können wir ihren Nutzen gegenüber ihrem Schaden diskutieren.