Gentechnische Ver√§nderungen und nat√ľrliche Mutationen - ist das nicht das selbe?

Von Bef√ľrwortern der Gentechnik wird gerne behauptet, Gentechnische Ver√§nderung sei nichts anderes als traditionelle Z√ľchtungsmethoden, nur mit anderen Mitteln. Und √ľberhaupt, Genver√§nderungen k√§men auch in der Natur vor, das sei etwas ganz nat√ľrliches.
Wir wollen heute untersuchen, wo die Unterschiede liegen.

Als erstes wollen wir die Situation betrachten, wenn in einer Pflanze auf nat√ľrliche Weise ein neues Gen entsteht, und welche Schritte bis zu seiner Etablierung stattfinden.
Danach vergleichen wir das mit Gentechnischen Veränderungen.

Nehmen wir an, bei einer Pflanze X einer bestimmten Art w√ľrde bei der Reduktionsteilung (Meiose) durch Rekombination ein neues Gen entstehen. Nehmen wir weiter an, die Eizelle wird von einem Pollenschlauch von Fremdpollen (also von einer anderen Pflanze der gleichen Art) befruchtet und bildet einen Samen. Der entstehende Embryo ist diploid (mit doppeltem Chromosomensatz) und heterozygot bez√ľglich des ver√§nderten Gens, d.h. es ist nur eine Kopie des ver√§nderten Gens vorhanden.

Nehmen wir weiterhin an, der Samen w√ľrde nicht gefressen bzw. vernichtet, sondern keimt an geeigneter Stelle aus. Wir gehen au√üerdem davon aus, dass das ver√§nderte Gen keine negativen Nebeneffekte hat, die das √úberleben des Keimlings benachteiligen. Um die Sache anschaulich zu machen, nehmen wir an, das ver√§nderte Gen w√ľrde die Genie√übarkeit f√ľr bestimmte Fressfeinde, z.B. Schmetterlingsraupen, beeinflussen, z.B. indem es f√ľr eine h√§rtere Cuticula oder die Bildung eines bestimmten Proteins sorgt.

Wenn die Auswirkung des Gens rezessiv ist, das hei√üt wenn zum Ausbilden des Merkmals zwei Genkopien vorliegen m√ľssen, wird sich der Besitz des neuen Merkmals zun√§chst noch nicht auswirken. Dann h√§ngt es von vielen Zuf√§llen oder stochastischen Prozessen ab, wie die weitere Verbreitung des Gens von statten geht: Wie viele Nachkommen erhalten das Gen (die Wahrscheinlichkeit f√ľr jede Eizelle betr√§gt 0,5)? Wird die Eizelle von Eigenpollen oder von Fremdpollen befruchtet? Wie gut sind die Bedingungen f√ľr Samenausbreitung und Keimung in der Umgebung der Mutterpflanze? Kommen die Tochterpflanzen, die das Gen tragen, zur Bl√ľte (Umweltbedingungen, Fressfeinde)? Ist ein Pollenaustausch zwischen den gentragenden Pflanzen gew√§hrleistet (Wind, Insekten, ...)?

Erst bei der n√§chsten Generation w√ľrden wir durch R√ľckkreuzung homozygote Pflanzen erhalten, bei denen das Merkmal zur Ausbildung kommt.

Wir haben dann den gleichen Effekt wie im Falle von heterozygoten Pflanzen, wenn die Auswirkung des Gens dominant ist. Durch das Merkmal (dickere Cuticula oder gebildetes Toxin) wird ein Selektionsdruck auf die auf diesen Pflanzen fressende Population einer Art (auf die wir uns hier zun√§chst beschr√§nken) ausge√ľbt. Anf√§llige Individuen oder solche mit schw√§cheren Mundwerkzeugen werden nur noch auf Pflanzen ohne das neue Gen √ľberleben und sich fortpflanzen. Auf den Pflanzen mit dem neuen Gen werden diejenigen Individuen also indirekt bevorzugt, die einen besseren Verdauungsapparat oder eine geringere Anf√§lligkeit f√ľr das Toxin mitbringen. Dabei sollte man im Hinterkopf behalten, dass das r√§umliche Verteilungs-muster der Pflanzen mit ver√§ndertem Gen in etwa einer Zufallsverteilung gleichen wird (gleichm√§ssige Keimungsbedingungen vorausgesetzt), die sich nach au√üen allm√§hlich verliert. Ein Selektionsdruck auf die Fressfeinde besteht also nur im Kerngebiet des neuen Gens. Sollten sich die Pflanzen mit ver√§ndertem Gen zun√§chst ausbreiten und etablieren k√∂nnen, so kann der zunehmende Selektionsdruck auf die Fressfeinde (mit zunehmender Fl√§che der Pflanzen mit ver√§ndertem Gen) dazu f√ľhren, dass eine neue lokale Rasse entsteht, die mit den neuen Eigenschaften der ver√§nderten Pflanze besser zurecht kommt. Das wiederum bedeutet, dass eine Pflanze, die durch Variation und Rekombination ein neues Merkmal erworben hat, nicht notwendigerweise ihre Fressfeinde verliert. Sie hat zwar vor√ľbergehend einen Vorteil gegen√ľber Fressfeinden, solange ihre Verbreitung gering ist, aber mit zunehmender Zahl stellt sie selber einen Selektionsmechanismus f√ľr ihre nat√ľrlichen Feinde dar, die zu entsprechender Auswahl unter der nat√ľrlichen Variationsbreite der Eigenschaften dieser Fressfeinde f√ľhrt.

Im Unterschied zum rezessiven Erbgang erfolgt bei einem dominanten Erbgang die Etablierung schneller, weil keine R√ľckkreuzungen notwendig sind.

Beim intermedi√§ren Erbgang, bei dem die Merkmale in abgeschw√§chter Form zur Ausbildung kommen, ist die St√§rke des Selektionsdruckes gegen√ľber den Fressfeinden im Vergleich zum dominanten Erbgang nochmal abgestuft.

Wir fassen zusammen:

  1. Bei nat√ľrlichen Genver√§nderungen sind in einer Population anfangs immer neues und unver√§ndertes Gen nebeneinander vorhanden. Die Genver√§nderungen k√∂nnen nur durch Variation (Mutation) und Rekombination vorhandener Gene entstehen.
  2. Die Ausbreitung von Pflanzen mit verändertem Gen erfolgt allmählich.
  3. Die Pflanzen haben nat√ľrliche Fressfeinde.
  4. Auf diese Fressfeinde wirken die ver√§nderten Merkmale der Pflanzen mit neuem Gen mit zunehmender Ausbreitung als Selektionsdruck. Es werden diejenigen Individuen auf den ver√§nderten Pflanzen bevorzugt erfolgreich sein, die (im Rahmen der nat√ľrlichen Variationsbreite von Merkmalen) bessere Voraussetzungen mitbringen (Pr√§adaptation).
  5. So k√∂nnen sich neue Populationen (lokale Rassen) von Fressfeinden ausbilden, die an die neuen Eigenschaften der ver√§nderten Pflanze angepasst sind. Langfristig k√∂nnen so neue Arten entstehen (Speziationsprozess).
Wie sieht es nun bei gentechnisch veränderten Pflanzen aus?
Das alles hat schwerwiegende Konsequenzen:
  1. Stochastische Prozesse spielen praktisch keine Rolle mehr bei der Ausbreitung und Etablierung.
  2. Wenn sich die gentechnisch veränderte Sorte etablieren kann, werden Wildformen schlagartig verdrängt.
  3. Damit entsteht ein enormer Selektionsdruck auf die Fressfeinde.
  4. Als Konsequenz wird ein Großteil der Fressfeinde umkommen, und mit ihnen die sie in Schach haltenden Prädatoren (z.B. Schlupfwespen).
  5. Bringen einige wenige Individuen z.B. aufgrund einer Mutation eine Pr√§adaptation mit, die das Genprodukt des eingebrachten Gens f√ľr sie unwirksam macht, so k√∂nnen sie sich explosionsartig in eine leergefegte Nische vermehren.
  6. Damit ist der gentechnische Eingriff nutzlos geworden.
  7. Die Konsequenzen auf die Umwelt sind trotzdem verheerend, weil die Pr√§datoren, die die Fressfeinde urspr√ľnglich in Schach gehalten haben (z.B. Schlupfwespen), jetzt fehlen. Meist wirkt sich das auch noch auf andere Fl√§chen, und nicht nur die meist betrachteten Ackerfl√§chen aus.
Was lernen wir daraus? Aus biologischer Sicht ist das Ausbringen von gentechnisch veränderten Organismen Irrsinn mit langfristig verheerenden Folgen.
Vorteile sind allenfalls kurzfristiger Natur. Finanziell rechnet sich das nur f√ľr Pharma- und Agrochemie-Unternehmen, die im Zweifelsfalle nat√ľrlich auch die sp√§ter dann wieder notwendigen Spritzmittel produzieren.

Wieder mal wird der Allgemeinheit ein kurzfristiger Profit der Agrochemie-Industrie als im Interesse der Allgemeinheit verkauft! ("Gr√ľne Gentechnik f√ľhrt zum verringerten Einsatz von Spritzmitteln und ist damit gut f√ľr die Umwelt.")
Die Auswirkungen muss wieder die Allgemeinheit tragen (√ľber h√∂here Schadstoffbelastung des Grundwassers oder der Nahrungsmittel und durch die √∂kologischen Folgen der Eliminierung von Arten). Privatisierung des Gewinns und Abw√§lzen der Risiken auf die Allgemeinheit!

Ein weiteres gravierendes Problem ergibt sich daraus, dass zumindest bisher als "Marker" (Reporter-Sonde) daf√ľr, dass der Einbau erfolgreich war und das Gen aktiv ist, Resistenz-Gene gegen Antibiotika oder Herbizide verwendet werden. Wird das Erbgut von transgenen Pflanzen auf Wildpflanzen √ľbertragen, werden auch die Resistenzen mitvererbt. Bei transgenen Tieren mit Antibiotikaresistenz ergeben sich zudem medizinische Probleme.

Am 17.04.2007 von Diethelm Schneider verfasst.