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Referat
Biowissenschaften

Edith-Stein-Gymnasium Speyer

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Daniela B. ©
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ID# 72764







Ertrags-und Qualitätssteigerung von gentechnisch veränderten Pflanzen und Tieren

Grüne Gentechnik


Bei der grünen Gentechnik werden durch das einbringen zusätzlicher (oftmals artfremder) Gene in das ursprüngliche Genom gentechnisch veränderte Pflanzen erzeugt. Hierbei kann es sich um ein einzelnes oder um mehrere Gene handeln.

Seit dem ersten Freilandversuch mit gentechnisch veränderten Pflanzen in den USA im Jahre 1986, nimmt der weltweite Anbau Jahr für Jahr zu.


Die gentechnisch veränderten Pflanzen werden, je nach Ziel der Veränderung, in Pflanzen der ersten, der zweiten und der dritten Generation unterteilt.

In Pflanzen der ersten Generation wurden gezielt ein oder zwei Pflanzen-Gene verändert, um die agronomischen Eigenschaften, aber nicht die Qualität, der Pflanze zu verbessern. Zu dieser Kategorie gehören Pflanzen mit erhöhter Widerstandsfähigkeit gegen Herbizide, Schädlinge, Kälte oder Trockenheit.

Es kommt zu Vorteilen wie Minderung von Arbeitsaufwand und Kosten beim Anbau, sowie Ertragssteigerung.

Pflanzen der zweiten Generation wurden in mehreren Genen verändert, um bestehende Stoffwechselwege so zu verändern, dass es zu neuen Nahrungsmitteleigenschaften kommt. Sie werden „Functional Food“ genannt, da sie gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe enthalten. Sie sollen Hunger und Nährstoffmangel in betroffenen Ländern entgegenwirken.

Demgegenüber dienen Pflanzen der dritten Generation als Produktionsstätten für nicht pflanzliche Produkte und werden „Molecular Farming“ genannt. Es werden transgene Pflanzen entwickelt und angebaut, um pharmazeutische Wirkstoffe oder Diagnostika zu gewinnen. Durch die Pharmazeutika- Produktion in Pflanzen kommt es zu einer hohen Kosteneinsparung, im Vergleich zu der Produktion in Mikroorganismen oder Säugetierzellen.


Die Grüne Gentechnik bietet ein großes Potenzial, das Welthungerproblem zu lösen und Dritte-Welt-Länder auf kostengünstige Weise mit essenziellen Vitaminen und Spurenelementen zu versorgen. Auch werden Pflanzen zu Lieferanten von Impfstoffen und Nährstoffen, die sie unter normalen Umständen nicht herstellen könnten.

Außerdem kommt es natürlich zu einer guten Ertrags- und Qualitätssteigerung.

Die Grüne Gentechnik wird allerdings auch sehr kritisch gesehen und viel diskutiert. Die Bevölkerung befürchtet unkalkulierbare Gefahren für Mensch und Tier.

Vor allem die fehlende Rückholbarkeit von freigesetzten gentechnisch veränderten Pflanzen verursacht Verunsicherung, denn die Folgen sind noch nicht absehbar. Einmal in die Natur freigesetzt, lassen sich gentechnisch veränderte Organismen (GVO) nicht wieder zurückholen.


Nach über 30 Jahren Gentechnik Forschung, wachsen auf ca. 3,6% der weltweiten landwirtschaftlichen Nutzfläche gentechnisch veränderte Pflanzen. Das macht 13% der weltweiten Ackerfläche aus. Dabei werden vor allem für zwei Eigenschaften eine breitere Anwendung gefunden:

Erstens die Widerstandsfähigkeit gegen bestimmte Herbizide (=Herbizidresistent) und zweitens die Eigenproduktion von Insektengift (=Insektenresistenz). Diese Eigenschaften wurden hauptsächlich in Mais, Soja, Raps und Baumwolle eingebaut. Diese Eigenschaften haben für Verbraucher keinerlei Nutzen, ermöglichen aber einen größeren Ertrag.


Herbizidresistenze Gentechnik-Pflanzen


(47% des weltweiten Gentechnik-Anbaus)

Felder werden mit Herbiziden besprüht, um Unkräuter zu vernichten. Damit die Nutzpflanze nicht zu Schaden kommt, wurden sie durch Gentechnik so verändert, das sie unempfindlich gegen das Spritzmittel ist. Einzelne Sorten von Mais, Soja, Raps und Baumwolle sind herbizidresistent.

Die Pflanzen werden von den selben Herstellern verkauft, die auch die Spritzmittel herstellen.

Der erste Durchbruch gelang über die Übertragung des EPSPS-Gens aus dem Bodenbakterium Agrobacterium tumefaciens. Dieses Gen ist resistent gegenüber dem bekannten Herbizid Glyphosat, der Firma Monsanto mit dem Namen Roundup. Da in den letzten Jahren weltweit 24 Unkräuter durch den häufigen Einsatz von Glyphosphat resistent dagegen geworden sind, werden Nutzpflanzen entwickelt, welche Resistenzgene enthalten, die zusammen mit anderen Herbiziden wirken.



Sie werden auch Bt-Pflanzen genannt (12% des weltweiten Gentechnik-Anbaus).

Diese Pflanzen sind mit einem Bakterium Gen ausgestattet und produzieren dadurch ein Gift, das schädliche Insekten töten soll. Der Name Bt stammt von dem Bakterium Bacillus thuringienis, von dem das eingebaute Gen stammt. Derzeit gibt es vor allem Bt-Mais und Bt-Baumwolle.

Das Problem ist, das das freigesetzte Gift nicht nur den Pflanzenschädlingen, sondern auch nützlichen Insekten schadet.


Es entstanden auch Pflanzen, die eine Resistenz gegen Herbizide und Insekten eingebaut bekommen haben.


Neben diesen zwei Resistenzen wurden noch einige andere Resistenten in Pflanzen eingebaut, wie Resistenzen gegen bestimmte Viren, Bakterien (Feuerbrand) und Pilze.


Wo wächst was?


Ein Großteil der gentechnisch veränderten Pflanzen werden in den USA angebaut. Der Rest verteilt sich überwiegend auf Brasilien , Argentinien, Indien und Kanada Hauptsächlich wird Gentechnik- Mais,-Soja,-Raps und-Baumwolle angebaut.

In den USA und Kanada wird außerdem auf kleinen Flächen Papaya und Zuckerrüben angebaut.


In der Europäischen Union ist nur der Gentechnik- Mais zum Anbau zugelassen, wobei dieser nur in Spanien in größerem Maßstab wächst (im Jahr 2016 auf 129.081 Hektar, das ist knapp ein Drittel der spanischen Anbaufläche). Allerdings gilt in einem Großteil der EU-Länder ein Anbauverbot.

Denn sie verbieten ihn aufgrund von Umweltrisiken („Schutzklausel“) und einige Länder und Regierungen machen von der „Opt-Out“-Regelung Gebrauch.


Gentechnik-Kartoffel Amflora


2010 und 2011 wurde die BASF-Gentechnik-Kartoffel auf kleinen Flächen in Deutschland ( 2010: 15 Hektar, 2011: 2 Hektar) und Schweden (2010: 103 Hektar, 2011: 16 Hektar) angebaut.

Sie wahr eigentlich für die Stärkeindustrie gedacht, fand aber nicht genügend Abnehmer.


Es gab ein Risiko für die menschliche Gesundheit, da die Amflora Kartoffel ein Antibiotikaresistenz- Markergen eingebaut wurde.

2013 wurde sie aus dem Verkehr gezogen.


Gentechnik- Mais MON 810


Der Gentechnik-Mais MON 810 der Firma Monsanto, zählt zu den insektenresistenten Bt-Pflanzen.

Durch die gentechnische Veränderung scheidet der Mais in seinen Zellen ein Insektengift aus, das den Schädling beim Fraß schädigt. Vor allem der Maiszünsler ist ein Schädling für den Mais. Seine Larven fressen sich durch die Maispflanze und richten somit Schäden an, vor allem da, wo Mais in Monokulturen angebaut wird.

Sie ist die einzige Gentechnik Pflanze, welche in der EU zum Anbau zugelassen ist.


Anbau in Deutschland:

2006: 950 ha

2007: 2685 ha

2008: 3171 ha


Das endgültige Anbauverbot in Deutschland erfolgte 2009, aufgrund von massiven Protesten. Dabei wurde von der EU-Schutzklausel Gebrauch gemacht, mit der Begründung, das Untersuchungen auf mögliche Schäden mit der Umwelt hindeuten.



Der Goldene Reis ist bislang das einzig bekannte Beispiel für eine biotechnisch veränderte und verbesserte Nahrungspflanze, die ein Problem jenseits der Lebensmittelproduktion lösen soll. In diese Sorte wurden zwei zusätzliche Gene aus Mais und einem Bakterium eingefügt.

Deswegen wird in den Körnern Beta-Karotin produziert, was sonst nur in den Blättern entsteht.

Dadurch könnte die Pflanze den weit verbreiteten Vitamin-A-Mangel in Ländern wie Asien lösen, in denen normaler Reis Grundnahrungsmittel ist, welcher sehr Beta-Karotin arm ist.

Die Marktzulassung in Asien verzögert sich durch Gentechnikgegner.


Medizin aus gentechnisch veränderten Pflanzen


Ursprünglich hofften einige Forscher auf sogenannte essbare Impfstoffe z.B. „Impfen mit Bananen“, also Nahrungsmittel, die gleichzeitig vor Krankheiten schützen und sich recht einfach und kostengünstig auch in ärmeren Regionen verteilen lassen. Angesichts des Wiederstandes gegen gentechnisch veränderte Lebensmittel werden pflanzen basierte Pharmazeutika wohl als klassische Medikamente auf den Markt kommen.


Trockentoleranz


Die Ziele von Trocken toleranten Nutzpflanzen liegt ganz klar darin, Ernteausfälle durch Trockenperioden und bei unzureichender Wasserversorgung zu vermeiden. Außerdem soll der Wasserverbrauch verringert werden, um auch in klimatisch eher ungünstigen Regionen anbauen zu können.

Monsanto entwickelte 2011 einen trocken toleranten Mais, bei dem eine Ertragssteigerung von 6% erreicht werden konnte. Einzelne Feldversuche mit z.B. Tomaten zeigten positive Resultate.


Es gibt noch zahlreiche weitere Eigenschaften, die durch Ãœbertragung eines bestimmten Gens verbessert werden konnten:


In der Forschung wird daran gearbeitet, den Ligningehalt in Pappel zu verringern, um in der Papierherstellung mit weniger Bleichmitteln auszukommen.


Proteinqualität und-Gehalt wird in Kartoffeln und in Mais durch genetische Veränderungen erhöht, damit diese essenzielle Aminosäuren bilden. In einem transgenen Mais wurde der Proteingehalt um 12 bis 39% erhöht und der Lysingehalt um 16 bis 55%, ebenso kann die Ölzusammensetzung in Ölpflanzen verändert werden, das es zu gesünderen Zusammensetzungen kommt z.B. wurde eine transgene Sojabohne entwickelt, welche weniger Linolsäure, aber mehr Ölsäure enthielt.



All diese Beispiele zeigen eindrucksvoll, wie weit die Forschung mit gentechnisch Veränderten Pflanzen vorangekommen ist und was alles möglich ist, um die Erträge von Pflanzen zu erhöhen.

Doch wie ist der Stand mit gentechnisch veränderten Tieren?

Gentechnisch veränderte Tiere


1985 gab es erste gentechnisch veränderte Schweine und Schafe. Bis in die 1990er Jahre arbeitete man unter anderem an Schweinen, die Grippe resistent sein sollten, bei anderen sollte das Wachstum beschleunigt werden und es sollte zu einer besseren Futterverwertung kommen.Kühe sollten menschliche Muttermilch produzieren und Schafe sollten mehr Wolle produzieren, ohne das sie geschoren werden müssen,…

Viele Projekte waren ein Reinfall.

Bekannt wurden unter anderem Schweine, welche vermehrte Wachstumshormone produzierten. Sie wuchsen zwar schneller, doch ihre Organe und Gelenke erlitten starke Schäden. Bisher gelangte aber keines dieser gentechnisch veränderten Tiere zur Vermarktung.



Der Lachs der Firma Aquabounty ist das erste gentechnisch veränderte Tier weltweit, das zum Verkehr zugelassen wurde. Die USA erlaubten die Markteinführung 2015.

Dieser Lachs produziert zusätzliche Wachstumshormone und kann deswegen achtmal schneller als normaler Lachs wachsen.

Es wird befürchtet, das der Lachs in freie Gewässer entkommt und sich dann mit Wildpopulationen vermischt. Die Folgen währen nicht absehbar. Die natürlichen Wildpopulationen werden verändert oder gar verdrängt und es entstehen Folgen für ganze Nahrungsnetze.


Quellenverzeichnis


Bilder:

  • Internetseiten:

    • üne_Gentechnik


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