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Geheimnisvolle Pflanzengene: Wie beeinflussen sie unsere Lebensmittelqualität und unseren Ertrag?
Die Pflanzenvielfalt oder Pflanzenbiodiversität beschreibt die Variabilität der in der Landwirtschaft verwendeten Nutzpflanzen und Pflanzen sowie ihre genetischen und phänotypischen Eigenschaften. In den letzten fünfzig Jahren gab es große Herausforderungen für die Vielfalt landwirtschaftlicher Nutzpflanzen, insbesondere aufgrund des deutlichen Rückgangs der genetischen Vielfalt innerhalb der einzelnen Nutzpflanzen und der Anzahl der allgemein angebauten Nutzpflanzen. Dieser Verlust an Vielfalt an Nutzpflanzen gefährdet die globale Nahrungsmittelsicherheit, da das Überleben der Menschheit von einer sinkenden Anzahl an Nutzpflanzensorten und -arten abhängt.
Wenn eine Nutzpflanze in Monokultur angebaut wird und eine Krankheit ausbricht, kann dies die gesamte Ernte vernichten.
Durch Monokulturen verringert sich die genetische Vielfalt von Nutzpflanzen. Dies war vergleichbar mit der großen Hungersnot in Irland, als eine einzige Nutzpflanze durch eine Krankheit vernichtet wurde und es dadurch zu einer schweren Nahrungsmittelkrise kam. Darüber hinaus zeigt das kommerzielle Aussterben bestimmter Arten, beispielsweise der Gros-Michel-Banane, dass die Gefährdung monokultureller Sorten immer deutlicher wird.
Verlust der Artenvielfalt
Laut einem Bericht der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen gilt der Verlust der biologischen Vielfalt heute als eines der schwerwiegendsten Umweltprobleme. Sollte sich dieser Trend fortsetzen, könnte die Hälfte aller Pflanzenarten weltweit vom Aussterben bedroht sein. Einerseits sind sechs Prozent der wilden Verwandten von Nutzpflanzen wie Weizen, Mais und Reis bedroht, während bei einigen Hülsenfrüchten und Nutzpflanzen wie Tomaten und Kartoffeln eine Aussterbegefahr von 18 Prozent bzw. 13 Prozent besteht.
Bestimmte Umweltfaktoren wie etwa die Wasserverfügbarkeit, der pH-Wert des Bodens und die Temperatur wirken sich erheblich auf das Pflanzenwachstum aus.
Darüber hinaus wird die Vielfalt innerhalb von Nutzpflanzen auch durch genetische Unterschiede beeinflusst; einige Sorten verfügen möglicherweise über Gene, die ihnen eine frühere Reife oder Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten ermöglichen – Eigenschaften, die sich letztlich auf die Qualität und den Ertrag der Nutzpflanzen auswirken. Moderne Pflanzenzüchter arbeiten an der Entwicklung neuer, an spezifische Bedingungen angepasster Nutzpflanzensorten mit dem Ziel, bessere Erträge und eine höhere Krankheitsresistenz zu erzielen.
Ökologische Auswirkungen
Agrarökosysteme funktionieren effektiv als selbstregulierende Systeme, wenn eine ausreichende Vielfalt an Pflanzen und Tieren vorhanden ist. Agrarökosysteme liefern nicht nur Nahrung, Brennstoff und Fasern, sondern sorgen auch für den Nährstoffkreislauf, erhalten die Bodenfruchtbarkeit, regulieren das Mikroklima und den Wasserfluss, bekämpfen Schädlinge und entgiften Abfälle.
Eine vielfältige Pflanzenvielfalt verbessert nicht nur die Widerstandsfähigkeit, sondern reduziert auch den Einsatz von Pestiziden.
Durch die Förderung der modernen Landwirtschaft ist die Artenvielfalt in landwirtschaftlichen Ökosystemen derzeit dramatisch zurückgegangen. In traditionellen Systemen, wie zum Beispiel auf den Ackerflächen der Anden, sind bis zu 50 Kartoffelsorten erhalten geblieben. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Steigerung der genetischen Vielfalt von Nutzpflanzen eine wichtige Strategie zur Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten sein könnte.
Wirtschaftliche Auswirkungen
Die Landwirtschaft bildet in den meisten Ländern, insbesondere in Entwicklungsländern, die wirtschaftliche Grundlage und ist eine wichtige Quelle wirtschaftlichen Wachstums. Ein Wachstum in der Landwirtschaft kann zwar zu einer Verbesserung der Lebensbedingungen der armen Landbevölkerung beitragen, dies ist jedoch nicht immer der Fall. Die Rentabilität landwirtschaftlicher Erzeugnisse kann durch die Produktion hochwertiger Pflanzen, eine bessere Vermarktung und wertschöpfende Aktivitäten gesteigert werden.
Durch konzentrierte Monokulturpraktiken wird die gesamte Ernte dem gleichen Krankheitsrisiko ausgesetzt.
Auch wenn die Quantifizierung des wirtschaftlichen Werts der Vielfalt an Nutzpflanzen weiterhin mit Unsicherheit behaftet ist, steht doch fest, dass eine erhöhte Vielfalt vor Ernteausfällen schützen und höhere Erträge bringen kann. Angesichts der zunehmenden Bedrohung durch Schädlinge und Krankheiten ist der Schutz der Vielfalt an Nutzpflanzen zu einer dringenden landwirtschaftlichen Priorität geworden.
Krankheitsbedrohungen
Neben Insektenschädlingen sind Krankheiten die Hauptursache für Ernteausfälle. Die genetische Variabilität wildlebender Arten ermöglicht es einigen Individuen, bei Störungen zu überleben. In der landwirtschaftlichen Produktion wird diese Krankheitsresistenz jedoch beeinträchtigt, wenn genetisch einheitliches Saatgut angepflanzt wird. Monokulturmuster in der Landwirtschaft führen zu einer geringen Vielfalt an Nutzpflanzen, insbesondere bei der Massenproduktion von Saatgut oder beim Klonen von Pflanzen.
Bei der großen Hungersnot in Irland handelte es sich um eine Nahrungsmittelkrise, die durch die Infektion einer Nutzpflanze mit geringer Artenvielfalt verursacht wurde.
Derzeit haben neue und bedeutende Bedrohungen in Afrika, wie beispielsweise das Afrikanische Maniokmosaikvirus und der Weizenrost, erneut die Notwendigkeit einer Erhöhung der Anbauvielfalt unterstrichen. Um die globale Nahrungsmittelsicherheit zu gewährleisten, engagieren sich derzeit viele internationale Organisationen und lokale Landwirte in der Generhaltung, um das gesunde Wachstum künftiger Nutzpflanzen zu gewährleisten.
Organisation und Technologie
Um dem Verlust der Nutzpflanzenvielfalt entgegenzuwirken, ergreifen viele globale Organisationen Maßnahmen, darunter Bioversity International, das Internationale Institut für tropische Landwirtschaft und andere Institutionen. Sie bewahren gefährdete Nutzpflanzensorten durch Genbanken und versuchen, ihre Wiederbelebung zu fördern. Der Global Crop Diversity Trust konzentriert sich auf die Erhaltung und Nutzung der Vielfalt an Nutzpflanzen, um die globale Ernährungssicherheit zu gewährleisten.
Neben traditionellen Züchtungsmethoden können auch genetische Verbesserungstechniken dazu beitragen, die Krankheitsresistenz von Nutzpflanzen zu erhöhen.
Darüber hinaus nutzen viele Wissenschaftler zunehmend die Technologie der genetischen Veränderung, um Nutzpflanzen gezielt mit Genen zu versehen und sie so gegen bestimmte Schädlinge resistent zu machen. Allerdings muss diese Technologie mit Vorsicht eingesetzt werden, da sie Auswirkungen auf andere Organismen im Ökosystem haben kann. Müssen wir angesichts der Herausforderungen der globalen Nahrungsmittelsicherheit unser Verhältnis zur Pflanzengenetik überdenken?
