Nur 9 Pflanzenarten liefern 66 Prozent der globalen Ernte.
Quelle: FAO
Alte Obst- und Gemüsesorten liegen im Trend. Auch bei Getreide lernen immer mehr Verbraucher den Geschmack und Nährstoffreichtum alter Sorten zu schätzen. Pflanzenzüchter sehen in ihnen wertvolle Ressourcen, um etwa dem Klimawandel zu trotzen.
Frisch sehen sie aus, diese weißen Blüten in Kleeblattform, wie sie fast vorwitzig aus einem kurzen grünen Stiel ragen. Und doch ist der Samen dieser Pflanze, die im Labor der Wiener Universität für Bodenkultur gedeiht, 32.000 Jahre alt. Die Jahrtausende überdauerte er im sibirischen Permafrost. Als Gewebekultur brachten Forscher der Russischen Akadamie der Wissenschaften die Pflanze 2012 wieder zum Wachsen. Das Team um die Pflanzenbiotechnologin Professorin Margit Laimer ließ die Lichtnelke dann im Jahr 2020 mit viel Fingerspitzengefühl im Reagenzglas blühen. „Ein einzigartiger Glücksfall“, freut sich Laimer. Aus genetischen Analysen erhofft sie sich nun Erkenntnisse darüber, wie sich das Erbgut der Nelke entwickelt hat – und wie sich Pflanzen an sich wandelnde klimatische Bedingungen anpassen. Eine wichtige Forschungsfrage in Zeiten des Klimawandels.
Die Wiener Pflanzenbiotechnologin Margit Laimer lässt die urzeitliche Lichtnelke Silene stenophylla nach 32.000 Jahren wieder erblühen.
Zurück zum Ursprung der Dinge – das ist mehr als nur eine Maxime für Wissenschaftler wie die Forscherin Laimer. Fast instinktiv scheint der Mensch angesichts zunehmender Bedrohung Halt bei biologischen wie zivilisatorischen Wurzeln zu suchen. Alte, fast schon vergessene Pflanzensorten boomen: Backwaren aus Urgetreide wie Emmer oder Einkorn verkaufen sich buchstäblich wie geschnitten Brot. Obst und Gemüse mit Geschichte – wie etwa die traditionsreiche deutsche Apfelsorte Gravensteiner – erobern die Wochenmärkte in den Trendvierteln westlicher Metropolen.
Hinter der Suche nach dem Authentischen steckt meist mehr als eine romantische Rückbesinnung: Alte Sorten können für Verbraucher handfesten Nutzen haben, betont Mark Sorrells, Professor für Pflanzenzüchtung und Genetik an der Cornell University im US-Bundesstaat New York. Vor allem für Menschen, die an der entzündlichen Darmerkrankung Zöliakie leiden, könnten Backwaren aus Einkorn, einem Vorläufer von Dinkel und Weizen, besser verdaulich sein als Produkte auf Basis moderner, ertragsstärkerer Weizensorten. „Außerdem schmecken diese alten Getreidesorten aromatischer“, findet Sorrells. Vor zehn Jahren startete er ein regionales Forschungsprojekt, um herauszufinden, welche Vorteile die Verwendung alter Sorten für Landwirte, Verbraucher, aber auch für Restaurants und Bäckereien haben können.
Welche Vorteile haben alte Sorten bei Kulturpflanzen für den Verbraucher und die Umwelt? Dieser Frage widmet sich Mark Sorrells aus den USA, Professor für Pflanzenzüchtung, mit viel Leidenschaft.
„Wir mussten quasi bei null anfangen“, erzählt der Genetiker. Es gab kaum Aufzeichnungen darüber, welche alten Getreidesorten bei den Boden- und Witterungsbedingungen im Nordosten und Mittleren Westen der USA am besten gedeihen. Die einzige Lösung: oft mühsame Versuche auf dem Feld. „Wenn man von den Saatgutbanken Samen anfordert, bekommt man meist nur drei bis fünf Gramm. So dauert es eine Weile, bis man genug Saatgut hat, um eine Sorte auf dem Feld zu testen.“ Einmal in der Erde, machten den biologisch angebauten, seltenen Sorten Krankheiten wie Weizenflugbrand zu schaffen. Schließlich zeigte sich, dass manches alte, wiederentdeckte Korn zwar in seiner spezifischen Umgebung einwandfrei wuchs, sich aber zum Backen nur bedingt eignete. „Dennoch finden sich Sorten, bei denen es sich lohnt, diese kommerziell zu nutzen – wenn auch nicht im großen Maßstab“, folgert Sorrells.
Klasse statt Masse
Leicht ist das nicht. Um eine alte Sorte wieder einzuführen, ist ein fein aufeinander abgestimmtes, lokales Räderwerk aus Produzenten, Vertretern aus Handel und Gastronomie sowie Konsumenten erforderlich. Ein Beispiel für das Zusammenspiel kommt aus dem US-Bundesstaat New York: Hier brüteten Pflanzengenetiker gemeinsam mit Gastwirten über der Frage: Welcher Emmer bringt den besten Biss und Geschmack für Pasta mit? Es gehe um Klasse statt Masse, betont Sorrells. Denn altes Getreide bringt deutlich weniger Ertrag als moderne Weizensorten: Oft stehen die Halme weiter auseinander, die einzelne Pflanze trägt weniger Körner, die zudem meist von einer festen, schwer zu entfernenden Schutzhülle, dem Spelz, umschlossen sind. Landwirte und Mühlenbetreiber, Bäcker und Köche müssten in der Arbeit mit alten Sorten geschult werden, Gastronomen im Marketing.
Aber Sorrells’ Horizont reicht über lokale Wertschöpfung hinaus: „Einige dieser alten Sorten haben höhere Anteile an Provitamin A und enthalten mehr Proteine als moderne.“ Gerade solche Mikronährstoffe könnten in Zukunft aber wichtig im Kampf gegen die weltweite Mangelernährung sein.
Ernährung sichern
„Wenn du dich mit Essen auf Basis alter Sorten besser fühlst und das bezahlen kannst – kaufe es! Aber weltweite Ernährungssicherheit schafft es nicht“, meint Chike Mba, Teamleiter Seeds and Plant Genetic Resources bei der Food and Agriculture Organization (FAO), der Welternährungsorganisation der Vereinten Nationen. Für das FAO-Ziel, die landwirtschaftliche Produktion bis zum Jahr 2050 um mindestens 50 Prozent zu steigern, eigne sich historisches Saatgut kaum, da es zu wenig Ertrag liefere. „Biodiversität“, sagt Mba, „ist wichtig. Sie darf aber kein Selbstzweck werden. Dennoch trägt sie zur Ernährungssicherheit bei, vor allem, wenn sie als Ausgangspunkt für die Züchtung hoch entwickelter Pflanzensorten eingesetzt wird.“
BASF-Forscher Edward Souza nutzt die genetische Vielfalt alter Sorten, um modernen Weizen zu züchten, der besser an den Klimawandel angepasst ist.
Professor Edward Souza, Leiter der Weizenzuchtsparte bei BASF Agricultural Solutions, sieht in alten Sorten einen Schatz, den es zu veredeln gilt. „Unser langfristiges Ziel ist es, sie für moderne Züchtung zu nutzen – um die wachsende Weltbevölkerung ernähren zu können und dem Klimawandel zu trotzen. Daher erproben wir systematisch wilde Arten und alte Sorten aus historischen Sammlungen.“ Seine Augen beginnen zu leuchten, wenn er von den unterschiedlichen Farben und Formen historischen Korns erzählt: „Das muss man gesehen haben!“, sagt Souza. „Allerdings“, und dabei wird sein Blick wieder ernst, „sind sie schwierig zu kultivieren.
Die Züchtung von Hybriden, auch mit Eigenschaften von Wildarten, ist kompliziert. Souza zeichnet dafür das Bild einer Pyramide: Aus unzähligen Sorten mit unterschiedlichen genetischen Merkmalen entwickeln BASF-Wissenschaftler, unter anderem mit externen Partnern, neue, leistungsfähigere Sorten. In jahrelangen Prozessen züchten sie gewünschte Eigenschaften ein, bis in der Spitze endlich Sorten übrig bleiben, die besondere Qualitäten – wie guten Geschmack, verbesserte Widerstandsfähigkeit und Ertrag – vereinen. Was die Hybridzüchtungen bei Weizen besonders schwierig macht: Er ist im Gegensatz zu Mais oder Roggen ein Selbstbestäuber. Damit die Mutterlinie keine Pollen bildet, nutzen Souza und sein Team eine natürlich auftretende Pollensterilität für die Fremdbestäubung.
Bei der Entwicklung eines neuen Hybridweizensaatguts wie Ideltis™ von BASF greifen jahrhundertealte Routinen des Züchterhandwerks und moderne genetische Analysemethoden im Labor sowie Vorhersagemodelle am Computer ineinander. Noch immer müssen Souza und sein Team die neuen Hybriden in mehreren aufeinanderfolgenden Generationen in Feldversuchen testen. Anschließend durchlaufen sie, wie beispielsweise in Deutschland, einen zwei- bis dreijährigen Zulassungsprozess, bevor sie verkauft werden dürfen.
Das macht sowohl die Züchtung als auch die Markteinführung zu einem komplexen Verfahren. An Ideltis wird seit zehn Jahren geforscht. Mitte dieses Jahrzehnts soll er für europäische und nordamerikanische Landwirte verfügbar sein. Bei der Züchtung fokussiere sich sein Team auf verschiedene Weizenzuchtprogramme, um die Pflanzeneigenschaften an lokale Bedürfnisse anzupassen, betont Souza. „Wir nutzen alte Sorten bei der Entwicklung von Hybridweizen, um Qualität und Ertrag zu maximieren – daher ist ihr Erhalt wichtig für uns.“
Hybridweizen erschließt das volle Potenzial des Weizens
Der Herausforderung gewachsen: Züchtungen mit besonderen Eigenschaften
Arche Noah im Eis
Genau dafür ist ein Gebäude zuständig, das aus den Weiten eines Archipels im äußersten Norden Norwegens in den Himmel ragt: Das Svalbard Global Seed Vault, ein Projekt des Welttreuhandfonds für Kulturpflanzenvielfalt, des Nordischen Zentrums für genetische Ressourcen (NordGen) und der norwegischen Regierung. Doch auch wenn der imposante Betonbau auf den ersten Blick so wirken mag: „Dieses Gebäude ist kein Museum“, betont Dr. Stefan Schmitz, Geschäftsführer des Welttreuhandfonds. „Länder aus der ganzen Welt lagern hier Saatgut von Nutzpflanzen als Sicherheitsreserve ein.“ Bisher befinden sich 1,2 Millionen Sorten im Saatgut-Tresor. Ihre Originale sind für die Nutzung zugänglich.
„Das stellt angesichts des Klimawandels und des gleichzeitigen Verlusts der biologischen Vielfalt eine Lebensversicherung für die globale Ernährungssicherheit dar“, so Schmitz.
Der Saatgut-Tresor Global Seed Vault im norwegischen Spitzbergen wurde 2008 in Betrieb genommen. Dort sind Samenproben aus fast jedem Land der Welt sicher verstaut.
Das Projekt besteht nicht nur aus dem Samen-Tresor in Norwegen – quasi einer Sicherungskopie des Saatguts der Menschheit. Es ist vielmehr ein unsichtbares Netzwerk aus über 100 regionalen Genbanken, das sich – mit der Zentrale verbunden – über die ganze Erde erstreckt. Die Züchter vor Ort wenden sich dabei mit ihrer Bitte um Samen an die nächste Genbank. Auf deren Basis schaffen sie neue Sorten, indem sie Eigenschaften aus älterem Saatgut einkreuzen – die dann nach und nach wieder von den Saatenbanken archiviert und für zukünftige Generationen aufbewahrt werden.
Es gebe, sagt Schmitz, dabei jedoch ein Problem. Und das heiße genetische Verarmung: Züchtet man eine Pflanze auf eine erwünschte Eigenschaft hin, so gehen andere verloren. „Je selektiver etwas gezüchtet wird, desto geringer ist seine genetische Vielfalt“, beschreibt Schmitz das Dilemma. Um diese Erosion auszugleichen, versucht man, die Eigenschaften der Urverwandten dieser Pflanzen wieder einzukreuzen. Es sei das ewige Katz-und-Maus-Spiel der Evolution gegen Schädlinge, die schlauer oder resistent werden – aber auch gegen ein sich wandelndes Klima. Wer wisse in diesem Zusammenhang schon, welche Gene für Gesundheit und Ertragsfähigkeit einer Weizensorte in Jahrzehnten von Bedeutung sein werden? Deshalb, sagt Schmitz, müsse global eine möglichst große Breite an Genotypen erhalten werden. Damit die Bewahrung von Pflanzen wie der urzeitlichen Lichtnelke nicht ein bloßer Glücksfall bleibt.
