Bio-Arbeit Mais

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Bio-Arbeit

Mais

Einleitung

Themenwahl

Ich habe dieses Thema gewählt, weil mich die Pflanze Mais schon immer fasziniert hat. Einerseits habe ich schon als kleiner Knabe versucht, im Garten selbst Mais zu ziehen. Anderseits sehe ich in meiner nächsten Umgebung viele Maisfelder. Diese schnell wachsende Pflanze hat eine besondere Anziehungskraft. Nicht zuletzt kann ich anfügen, dass ich die Frucht Mais in all ihren Essformen ganz besonders liebe: Popkorn, Polenta, Mais-Gnocci, Mais-Griess und viele Arten mehr.

Die ganze Diskussion um den genveränderten Mais hat mich ebenfalls dazu bewogen, der Sache einmal etwas genauer auf den Grund zu gehen: Warum wollen die Menschen die Maispflanze verändern?

Problemstellung

Folgende Themen werde ich in dieser Bio-Arbeit unter die Lupe nehmen:

Allgemeine Informationen zur Pflanze Mais
(Herkunft, Sorten, .)

Versuch: Eigene Aufzucht von Popkorn Samen

Vergleich mit der Aufzucht von landwirtschaftlichem Zuckermais
(eigene Aufzucht)

Genveränderter Mais: Gründe, Wirkungen

Material und Methode

Verwendetes Material

Popcorn: Zucker-Mais:

Gekauft im Coop Gekauft in der Landi

Herkunft: USA Herkunft: Schweiz

Preis: 24 Rappen pro 100 g Preis: 2.10 Franken für 10 g

Durchführung der Untersuchung

Die Aufzucht habe ich bei mir zu Hause durchgeführt. Ich habe die Samen auf feuchter Watte quellen und keimen lassen und später in einen Topf gesetzt. Die Sprösslinge habe ich getrennt nach Sorte. In einem Topf wurde der Zuckermais, im andern der Popkorn-Mais gezogen.

Ergebnisse

Beobachtungen des Wachstums

Keimphase

Stengel

Wurzel

Pop-Corn Mais: Zuckermais F1-Hybride:

Wachstum der Pflanzen in der Erde

Pop-Corn Mais: Zuckermais F1-Hybride:

Vergleich Popkorn und Zucker-Mais

Irgendwie ist es ja erstaunlich, dass Pop-Corn Samen keimen und zu Pflanzen heranwachsen. Ich habe das früher auch ein paar Mal probiert. Beim ersten Mal habe ich nicht daran geglaubt. Aber es geht doch, wie mein Experiment zeigt. Beide Maissorten haben nach zwei Tagen gekeimt und beide habe ich drei Tage nach dem Keimen in die Erde gesetzt. Dafür habe ich einfache Aussaaterde benutzt, die in jedem Einkaufszentrum erhältlich ist. Die Blumentöpfe mit dem Mais habe ich dann auf meinem Balkon wachsen lassen. Als der Platz in den Töpfen knapp wurde, habe ich die kleineren und schwächeren Pflanzen herausgenommen, dass die grössen und kräftigen genug Platz haben. Am Schluss liess ich nur noch je ein Exemplar in den Gefässen. Wie man auf den beiden letzten Fotos sieht, die ich gut einen Monat nach dem Keimen machte, ist der Zuckermais etwa doppelt so gross als der Pop-Corn Mais. Er sieht auch irgendwie gesünder aus und hat eine schönere, dünklere grüne Färbung. Obwohl der Pop-Corn Mais am Anfang ein bisschen schneller wuchs. Sie hatten die gleichen Bedingungen. Aber dieses Resultat war zu erwarten. Es ist ja schon erstaunlich, dass er überhaupt keimte. Denn die Pop-Corn Samen sind ja nicht für das Sähen gemacht.

Da ich mit dem Pop-Corn versuchte, ob er das gleiche wie der Zuckernmais kann, habe ich dann auch versucht, ob Zuckermais das gleiche wie Pop-Corn kann. Ich habe nämlich ausprobiert, ob ich mit dem Zuckermais in der Bratpfanne Pop-Corn herstellen kann. Das funktionierte natürlich nicht.

Wie man sieht, sind die Bauern mit ihrem Mais nicht weiter als ich. Diese zwei Fotos habe ich bei einem Bauern in meiner Umgebung aufgenommen. Ungefähr zeitgleich mit den beiden letzten grossen Fotos meiner Maissorten

Allgemeine Informationen zu Mais

Allgemein

Mais ist eines der drei wichtigsten Getreide der Welt. Der Mais wurde von den Mayas, einem indianischen Kulturvolk Mexikos, gezüchtet. Sie sahen in ihm ein Geschenk des Himmels und verehrten ihn als Gott. Mais ist eine weit verbreitete Kulturpflanze aus der Gattung der Süssgräser, die in zahlreichen Varianten und Formen unterschiedlicher Farben existiert und deren Körner in Längszeilen an Maiskolben wachsen. Der Name kommt von der Bezeichnung "mahiz" der karibischen Indianerstämme für diese Pflanze. Es ist das einzige wichtige aus Amerika stammende Getreide und wird dort "corn" genannt. Es ist auch unter den Bezeichnungen "Kukuruz", "Türkischer Weizen" oder "Welschkorn" bekannt.

Systematische Einordnung: Mais bildet die Gattung "Zea" aus der Familie Gramineae oder Poaceae. Der Kulturmais trägt den wissenschaftlichen Namen "Zea mays". Der mehrjährige, für ausgestorben gehaltene und in Mexiko wiederentdeckte Wildmais trägt den Namen "Zea diploperennis", die Teosinte wird als "Zea mays ssp. Mexicana" oder "Euchlaena mexicana" bezeichnet.

Beschreibung

Blatt

Stengel

Mais ist eine Blütenpflanze, sie gehört zu den Bedecktsamigen und ist einkeimblättrig. Die Maispflanze ist einjährig, hochwüchsig und besitzt einen unverzweigten, kräftigen, und straff aufrechten Stengel, der im Gegensatz zu den meisten anderen Süßgräsern markerfüllt und nicht hohl ist. An der Basis erreicht er meist einen Durchmesser bis zu fünf Zentimeter. Hinsichtlich der Größe zeigt er starke Abweichungen. Während manche Zwergformen ausgewachsen kaum höher als sechzig Zentimeter werden, können andere Sorten eine Höhe von sechs Metern oder mehr erreichen. Im Durchschnitt liegt die Höhe bei etwa zwei bis zweieinhalb Metern. Die wechselständigen Blätter sind etwa fünf bis zehn Zentimeter breit, lanzettlich geformt und recht derb und kräftig dunkelgrün. Im Unterschied zu den meisten Süßgräsern sind die Blüten beim Mais eingeschlechtlich und einhäusig, es befinden sich also rein weibliche und rein männliche Blüten jeweils auf der gleichen Pflanze. An der Spitze des Stängels befindet sich der männliche Blütenstand, der eine lockere Rispe aus jeweils zweiblütigen Ahrchen darstellt. Die weiblichen Blütenstände sind sehr eigenartige Gebilde innerhalb der Gräser. Sie stehen, von mehreren derben Hochblättern umhüllt in der Achsel der oberen Blätter und stellen einen grossen Kolben dar, der bis zu tausend kleine, weibliche Blüten enthält. Aus ihnen entstehen die gelben Samen, jeweils einer aus jeder Blüte. Die Maiskörner genannten Samen sind zunächst weich, bei der Reife jedoch so hart, dass man sie nicht mehr mit dem Fingernagel einritzen kann, was als Zeichen für die Erntereife gilt. Sie sitzen sehr fest und jeweils in kleinen Grübchen in mehreren parallelen Reihen direkt an der verdickten Achse des Kolbens. Die zahlreichen langen und seidigen Fasern, die sich an der Spitze des Kolbens als dichtes Büschel befinden und bereits sichtbar sind, wenn der unreife Kolben noch in der Blätterhülle eingeschlossen ist, stellen die stark verlängerten Griffel der einzelnen weiblichen Blüten dar. Wenn man die Hüllblätter entfernt, kann man die langen Griffelfäden deutlich erkennen, die den Kolben entlang nach unten ziehen. Wie alle Süssgräser wird auch die Maispflanze durch den Wind bestäubt, wobei die langen, nach Aussen ragenden Griffel dazu dienen, die in der Luft treibenden Pollenkörner einzufangen. Ein auf dem Griffel gelandetes Pollenkorn treibt seinen Pollenschlauch durch die ganze Länge des Griffels, durch den dann die männlichen Geschlechtszellen bis zu den weiblichen Eizellen wandern können.

Geschichte

Mais stammt vermutlich aus Mittelamerika und war vor Ankunft der Europäer viele Jahrhunderte lang das wichtigste Getreide dieser Region. Der Ursprung des kultivierten Maises ist nach wie vor ein Rätsel, da Mais nur als Kulturform bekannt ist. Es gibt schlüssige Hinweise aus archäologischen Entdeckungen, dass Zuchtmais im Südwesten der USA seit mindestens 3000 Jahren existiert. Noch vor kurzem ging man davon aus, dass Wildmais vor ungefähr 7000 Jahren im Tehuacán-Tal in Südmexiko erstmals kultiviert wurde. Neuere Hinweise legen für das erste Auftreten von Kulturmais in dieser Region jedoch einen viel späteren Zeitpunkt fest, nämlich vor etwa 4600 Jahren. Die Entstehung wird jedenfalls in Zentralmexiko vermutet, von wo aus sich der Mais relativ rasch zu anderen Indianerstämmen in Zentral-, Süd- und Nordamerika ausbreitete. Bei den Indianerstämmen in Mittelamerika und Mexiko sowie im Südwesten der USA stellte Mais ein Grundnahrungsmittel dar und spielte dementsprechend auch eine wichtige Rolle in deren Mythologie. In Südamerika blieb seine Verwendung dagegen besonderen Gelegenheiten und Ritualen vorbehalten.

Als einer der Vorfahren des Maises wird die "Teosinte" vermutet, ein in Mexiko beheimatetes, ebenfalls einjähriges Süssgras. Vielleicht entstand durch Kreuzung der Teosinte mit einer ausgestorbenen Art der erste Wildmais, aus dem der Kulturmais durch Züchtung und Auslese hervorging. Genaue Klärung erhofft man sich durch genetische Analysen. Nach Europa gelangte der Kulturmais Anfang des 15. Jahrhunderts von den Westindischen Inseln aus durch die Spanier. In der Alten Welt stellte er zunächst eine exotische Zierpflanze dar, ähnlich wie zum Beispiel auch die ebenfalls aus Amerika eingeführte Tomate und die Kartoffel. Als Getreide wurde er dagegen erst im 17. Jahrhundert angebaut.

Sorten

Die zahlreichen Maissorten, die es mittlerweile gibt, haben äusserst unterschiedliche Kennzeichen. Einige Varianten reifen innerhalb von zwei Monaten, andere brauchen dazu elf Monate. Die Farbe der Blätter variiert von hell- bis dunkelgrün, und kann durch braune, rote oder purpurfarbene Farbstoffe abgewandelt sein. Die Länge der reifen Kolben reicht von weniger als siebeneinhalb Zentimetern bis immerhin 50 Zentimetern. Die Anzahl der Kernreihen kann 8 bis 36 oder sogar noch mehr betragen. Anhand der Merkmale der Körner kann man sechs (wenn man den "Pferdemais" dazuzählt sieben) Hauptgruppen von Maissorten unterscheiden:

Der "Zahn- oder Pferdezahnmais" ist die überwiegend auf amerikanischen Farmen angebaute Maisvariante. Die Seiten dieser Körner bestehen aus harter, horniger Stärke, dem so genannten hornigen Endosperm. In der Mitte liegt weiches, mehlartiges Endosperm (Nährgewebe). Wenn das Korn heranreift, schrumpft dieses weiche Endosperm und bildet den charakteristischen Zahn.

Bei "Hart- oder Steinmais" reicht das harte Endosperm bis über die Oberseite des Kornes, so dass sich kein Zahn ausbildet. Manche Hartmaissorten, die zu denselben Zwecken Verwendung finden wie Zahnmais, werden in kalten Klimaten bevorzugt, weil sie auch bei niedrigen Temperaturen zu keimen vermögen, und in tropischen Gebieten, weil sie resistent gegen Angriffe von Rüsselkäfern sind.

"Puffmais" ist eine Variante des Hartmaises mit kleinen, besonders harten Körnern. Beim Erhitzen dehnt sich die Feuchtigkeit im Inneren der Körner aus und führt dazu, dass diese aufplatzen; aus diesem Mais lässt sich das bekannte "Popcorn" herstellen.

"Stärke- oder Weichmais" enthält überwiegend weiches oder weniger dicht gepacktes Endosperm und lässt sich leicht zu Maismehl vermahlen. Er wird in grossem Umfang in den Andengebieten Südamerikas angebaut, die einst Teil des Inkareiches waren.

"Zuckermais' ist jene Maissorte, die in den USA im Allgemeinen als Gemüse für den menschlichen Verzehr angebaut wird. Der vom Zuckermais produzierte Zucker wird während des Wachstums nicht in Stärke umgewandelt wie bei den anderen Sorten. Wenn man die Pflanze ausreifen lässt, sind ihre Samen in charakteristischer Weise runzelig.

"Spelzmais" wird selten als Nahrungsmittel genutzt, aber häufig als Zierpflanze angebaut; jedes Korn ist bei ihm in seine eigenen, verkleinerten Hochblätter eingeschlossen.

Eine weitere dekorative Maissorte, häufig als "Pferdemais" bezeichnet, besteht aus vielfarbigen Varianten von Weich- und Hartmaissorten.

Auf der Internet-Seite der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Agrarökologie und Landbau kann man sich im Nationalen Mais-Sortenkatalog 1999 alle Maissorten mit Beurteilungen ansehen. Es gibt wirklich unwahrscheinlich viele Sorten.

http://www.admin.ch/sar/fal/sorten/mskmaisd.html

Zucht und Kultivierung

Der bedeutendste Fortschritt bei der Kultivierung des Maises war die Einführung von Hybridsorten, Hybridmais genannt, die bereits ab 1933 stattfand. Botaniker entwickelten Tausende von Kreuzungen, von denen eine oder auch mehrere in fast allen Kombinationen von Boden und Klima wachsen können, in denen sich Mais anbauen lässt. Ausserdem ermöglichten die Hybridsorten eine deutliche Ertragssteigerung. Hierzu werden ursprünglich fremdbestäubte Maissorten, die jahrelang verwendeten Standardsorten, durch Selbstbestäubung weitergezüchtet und daraus jeweils Pflanzen mit den erwünschten Merkmalen für die weitere Zucht ausgelesen. Solche durch Inzucht entstandene Zuchtlinien sind zwar anfällig, doch wenn man zwei derartige Linien miteinander kreuzt, entstehen Pflanzen mit weitaus höherem Ertrag als bei den Ausgangsformen. Die Mais verarbeitende Industrie verwendet vorwiegend solche einfach gekreuzten Maissorten, das heisst, die durch Kreuzung zweier derartiger Zuchtlinien entstandenen Sorten. Die meisten der von den Landwirten verwendeten Hybridsamen stammen hingegen von zweifach gekreuztem Mais, beziehungsweise dem Kreuzungsprodukt zweier Einfachhybriden. In jüngster Zeit stehen jedoch auch Einfachhybriden mit ausreichend hohem Ertrag für den normalen Anbau zur Verfügung. Hybriden übertragen ihre erhöhte Vitalität nicht an ihre Nachkommen, so dass man jedes Jahr die Elternbestände neu miteinander kreuzen muss, um neue Hybridpflanzen zu erzeugen. Dies geschieht in speziellen Saatgutbetrieben, aber auch bei einigen Landwirten, die sich auf die Produktion von Hybridsamen spezialisiert haben. Die Hybridisierung erhöht zwar die Kosten der Samen, doch die gesteigerten Erträge gleichen die zusätzlichen Ausgaben mehr als aus, denn durch den Hybridmais sind Ertragssteigerungen von 25 bis 50 Prozent gegenüber normalen Zuchtsorten möglich. 1978 entdeckte man in Mexiko mehrere Einzelexemplare einer bisher ausgestorben geglaubten, mehrjährigen Wildmaisart. Dies war eine wissenschaftliche Sensation, die nicht nur die Forschung um die Herkunft des Kulturmaises neu inspirierte, sondern auch die Ausgangsbasis für die Entwicklung einer ausdauernden Form des Kulturmaises bilden könnte.

Nährwert

Der Mais stellt eines der bedeutendsten Nahrungs- und Tierfuttermittel dar. Er enthält wie andere Getreidearten vorwiegend Kohlenhydrate, jedoch nur wenig Eiweiss, das zudem einen geringen Anteil an den beiden essentiellen Aminosäuren Lysin und Tryptophan hat und daher in dieser Hinsicht von minderwertiger Qualität für die menschliche und tierische Ernährung ist. Vor kurzem entdeckte man jedoch zwei genetische Mutanten, "opaque-2" und "floury-2" genannt, die in dem mehligen Endosperm des normalen Zahnmaises erhöhte Anteile dieser essentiellen Aminosäuren aufwiesen Bei "opaque-2" zum Beispiel ein um 70 bis 100 Prozent erhöhter Gehalt an Lysin. Mit dieser Maissorte gefütterte Schweine nehmen dreimal so schnell an Gewicht zu wie bei Fütterung mit normalem Mais. Überall übertragen nun Pflanzenzüchter diese erwünschten Gene auch auf andere Maissorten, um die früher als unveränderlich angesehenen Nachteile des Maises auszugleichen.

Maiskrankheiten und -schädlinge

Mais wird von zahlreichen Krankheiten und Schädlingen befallen. Unter den Krankheitserregern stellen die Pilze die wichtigste Gruppe dar. Einige Arten befallen die Wurzeln, Stängel und Kolben und verursachen Fäulnis, die den Ertrag und die Qualität der Körner verringert. Maisbeulenbrand, beziehungsweise. Maisbrand, wird von einem parasitischen Brandpilz namens "Ustilago maydis" hervorgerufen, der an verschiedenen Stellen der Pflanze, vor allem am Kolben, am Stängel und an der Rispe, umfangreiche Myzelien ausbildet. Wenn er
heranreift, bildet er grosse Mengen schwarzer Sporen in kugeligen Fruchtkörpern. In einigen Gebieten Mittel- und Südamerikas werden die unreifen Fruchtkörper, in denen sich noch keine Sporen gebildet haben, gegessen. Mais wird ausserdem von mehreren Pilzarten befallen, die krankhafte Veränderungen der Blätter hervorrufen, welche den Ertrag verringern. Auch zwei bedeutende Viruserkrankungen, "maize dwarf mosaic virus" und "maize stunt virus", beide durch Zwergzikaden übertragen, befallen Maispflanzen. Wird ein solches Virus in einem frühen Stadium auf die Maispflanze übertragen, kann dies zu ernsthaften Ernteeinbussen führen. Die Larve eines Eulenfalters namens "Heliothis zea" ernährt sich von den in den Hochblättern verborgenen Körnern. Die Larven des Maiszünslers, eines kleinen Schmetterlings, ("Ostrinia nubilalis", oder "Pyrausta nubilalis") befallen vor allem die Pflanzenstängel, höhlen deren Inneres aus und bewirken ein Abknicken der Blütenstände. Der Maiszünsler wird in Kapitel 3.5.2 näher vorgestellt. In den letzten Jahren haben auch die Larven des Gurkenkäfers starke Verluste verursacht. Sie ernähren sich vom Wurzelsystem heranwachsender Pflanzen.

Produktion und Verbrauch

Mais wird insgesamt auf 134,2 Millionen Hektaren Land angebaut. Die Jahresernte beträgt 559,3 Millionen Tonnen. Damit liegt Mais hinsichtlich der Ertragsmenge an dritter Stelle der Getreidearten, nach Weizen und Reis. Von der gesamten produzierten Menge werden weltweit über 70% als Futtermittel für das Vieh verbraucht. Die USA sind mit 45 Prozent der Weltproduktion das führende Land im Maisanbau. Der grösste Teil des Maises wird im Mittelwesten, im so genannten "Maisgürtel" ("corn belt") angebaut, der die Bundesstaaten Ohio, Indiana, Illinois, Iowa, Missouri, Kansas und Nebraska umfasst. Weitere führende Maisanbaunationen sind China, Brasilien, Argentinien, Südafrika, Rumänien, Russland, Mexiko sowie die EU. Etwa 61 Prozent des in den USA von den Farmern verkauften Maises wird als Viehfutter verwendet. Etwa die Hälfte dieser Menge verfüttert man direkt an Schweine, Rinder und Geflügel, der Rest geht in die Produktion von Mischfutter ein. Weitere 22 Prozent des dort produzierten Maises werden exportiert. Die verbleibenden 17 Prozent werden als Nahrungsmittel verkauft und zur kommerziellen Herstellung von Alkohol und Branntwein, Sirup, Zucker, Maismehl und Trockennahrungsmitteln verwendet. In Italien und in den Ländern des Balkans bereitet man aus Maismehl die "Polenta" zu, ein breiartiges Gericht, das in vielen Gegenden ein wichtiger Bestandteil der täglichen Mahlzeiten ist. Von vergleichbarer Bedeutung sind die "Tortillas" genannten, flachen, kleinen, pfannkuchenartigen Maisfladen, die man in Mittelamerika täglich und in vielerlei Form zu sich nimmt. Aus Maiskolben stellt man Furfural her, eine Flüssigkeit, die zur Herstellung von Nylonfasern und Phenol-Formaldehyd-Kunststoffen, zum Raffinieren von Baumharz, zur Produktion von Schmierölen aus Erdöl und zur Reinigung von Butadien bei der Herstellung von synthetischem Gummi dient. Gemahlene Maiskolben finden als weiches und grobes Schleifmittel Verwendung. Grosse ganze Strünke der Kolben einer bestimmten Maisform, des so genannten "cob pipe"-Maises, werden zu Tabakpfeifen verarbeitet. Die Samenkörner des Maises werden zu Maisöl gepresst, das zum Kochen, als Salatöl und in verfestigter Form als Margarine Verwendung findet; weiterhin wird es zur Herstellung von Farben, Seifen und Linoleum genutzt. Die Suche nach alternativen Energiequellen hat die Aufmerksamkeit auch auf Mais als Brennstoff gelenkt. Durch seinen hohen Zuckergehalt wird er zu Alkohol verarbeitet, um diesen zusammen mit Benzin als Gasohol zu verwenden. Ausserdem eignen sich die trockenen Stängel möglicherweise zur Gewinnung von Biomasse, die als Brennstoff geeignet ist.

Mais findet man aber auch in Medikamenten wie Aspirin und Antibiotika, in Kosmetika und Seifen sowie in industriellen Produkten wie Chemikalien, Insektiziden, Klebern, Anstrichfarben, Lösungsmitteln und Lacken.

Land / Kontinent	Anbaufläche in Mio. ha	Produktion in Mio. t	Ertrag in t/ha	Exporte in Mio. t
USA
China
Brasilien
EU
Argentinien
Südafrika
Weitere

Gesundheit

Bei Blasen-, Harnblasen- und Nierenbeckenentzündungen wirkt Mais schmerzlindernd. Es können auch kleine Nierensteinchen ausgeschwemmt werden. Die ausgezeichneten wassertreibenden Eigenschaften des Mais, fördern die Auswaschung körpereigenen Giften, die sich angesammelt haben und ein typisches Zeichen für Gicht, Arthritis und Rheuma sind. In früherer Zeit wurde er auch als blutdrucksenkendes Mittel bei Arteriosklerose eingesetzt. Ausserlich werden die Maisgriffel wegen ihren entzündungshemmenden und narbenbildenden Eigenschaften eingesetzt. Maispolenta wird selten als Breiumschlag aufgelegt.

Gen-veränderter Mais

Gentechnik: allgemeine Erklärungen

Erbsubstanz

Ob bei Einzellern, Pflanzen, Tieren oder Menschen: Erbmerkmale werden durch die Erbsubstanz DNS (Desoxyribonukleinsäure) von einem Lebewesen auf seine Nachkommen vererbt. Diese Erbsubstanz ist praktisch in allen Zellen enthalten. Das lange, fadenförmige Molekül ist in den Chromosomen verpackt.

Gen

Das Gen ist ein Abschnitt des Erbguts eines Lebewesens. Das Gen ist ein Erbmerkmal und enthält die Informationen, um beispielsweise in der Zelle ein Eiweiss herstellen zu können.

Gentechnik

Die Gentechnik ermöglicht es, Gene aus den Zellen herauszuholen, die Informationen darauf zu entziffern und ganze Gene im Labor zu vermehren. Mit Hilfe der Gentechnik können diese Gene in andere Zellen eingeschleust werden und dort wirken. Dadurch kann die Züchtung von Pflanzen mit bestimmten Eigenschaften beschleunigt werden. Neu an der Gentechnik ist, dass die Gene zwischen den Lebewesen beliebig ausgetauscht werden.

Eiweisse und Enzyme

Eiweisse sind Bausteine einer Zelle. Sie werden gebaut, indem die Zelle die Erbinformationen (Bauplan) eines Gens umsetzt. Eiweisse verleihen einer Zelle ihr chrakteristisches Aussehen. Enzyme sind spezielle Eiweisse, die den Stoffwechsel unterstützen. Sie werden beispielsweise in der Lebensmittelherstellung eingesetzt (z.B. um Milch gerinnen zu lassen).

Mikroorganismen

Das sind Bakterien, Hefepilze und Viren. Bakterien und Hefen bestehen aus einer einzigen Zelle. Einige sind Krankheitsverursacher, andere wiederum sind lebensnotwendig. Bakterien und Hefepilze können sich alleine vermehren, während Viren dazu lebende Zellen brauchen.

Der Maiszünsler

Die Zünslerlarve ist einer der gefürchtetsten Schädlinge im Maisanbau. Der Maiszünsler ist des Bauern Feind - er zerfrisst die Maispflanzen im Feld

Sie vernichtet jährlich weltweit 7% der Maisernte. Das sind 40 Millionen Tonnen Mais pro Jahr. Damit liesse sich die grösste Pyramide der Welt, die Cheopspyramide, 17mal füllen. In manchen Gegenden Nordamerikas und Europas werden sogar 20% der Ernte zerstört.

Kaum aus den Eiern geschlüpft, bohrt sich die Zünslerlarve in den Stengel der Maispflanze ein. Bis zu ihrer Verpuppung frisst sich die Larve dann buchstäblich durch die Pflanze hindurch.

Heute werden zur Bekämpfung der Zünslerlarve Pflanzenschutzmittel eingesetzt. Allein in den USA für 20 bis 30 Millionen Dollar jährlich.

Maiszünsler im Stengel von Mais Vom Maiszünsler befallene Maispflanzen

Das Bodenbakterium Bacillus thuringiensis (BT)

Dass das Bodenbakterium Bacillus thuringiensis (Bt) auf bestimmte Insektenlarven tödlich wirkt, ist seit seiner Entdeckung im Jahre 1911 bekannt.

Wenn eine Falterlarve das Bakterium frisst, nimmt sie das von ihm produzierte Bt-Eiweiss auf. Dieses wird in ihrem Darm gespalten. Dabei entsteht ein neues Eiweiss, das im Darm der Falterlarve Löcher macht und sie verhungern lässt.

In der Landwirtschaft, auch im Biolandbau, wird die sehr spezifische Wirkung der Bt-Eiweisse zur Bekämpfung von Schädlingen schon seit etwa 40 Jahren genutzt. Zu biologischen Spritzmitteln verarbeitet, werden sie beispielsweise im Gemüsebau gegen die Raupe des Kohlweisslings oder gegen die Larve des Kartoffelkäfers und im Maisanbau gegen die Zünslerlarve eingesetzt.

Aus ökologischer Sicht sind Spritzmittel aus Bt-Eiweissen ideal. Im Boden zersetzen sie sich sehr schnell zu harmlosen Substanzen.

Die Anwendung hat allerdings einen Nachteil. Denn wenn die Zünslerlarve einmal im Stengel ist, ist sie vor den Bt-Spritzmitteln geschützt.

Der BT-Mais von Novartis

Der heutigen Firma Novartis gelang die gentechnische Züchtung einer Maissorte, die sich selber vor der Zünslerlarve schützt.

Die Forscherinnen und Forscher machten sich die Wirkung des Bt-Eiweisses zunutze. Sie erreichten mittels Gentechnologie, dass die Maispflanze in ihren Blättern, im Stengel und in ihren Pollen das Bt-Eiweiss des Bodenbakteriums Bacillus thuringiensis produziert, deshalb der Name Bt-Mais. Frisst die Larve an der Maispflanze, stirbt sie.

Im Jahre 1996 pflanzten Landwirte in den USA und in Kanada bereits auf 180'000 Hektaren und 1997 auf über 1 Million Hektaren Land gentechnisch veränderten, zünslerresistenten Mais an.

Der Bt-Mais enthält nebst dem Bt-Gen zwei Markierungsgene, nämlich ein Herbizid-Toleranz-Gen und ein Ampicillin-Resistenz-Gen. Die Markierungsgene dienten in einem frühen Entwicklungsstadium im Labor zur Selektion jener Zellen, bei denen die gewünschte Gen-Übertragung geglückt war.

Nutzen des BT-Mais

Nach der Aussaat von Bt-Mais braucht sich der Bauer nicht mehr um den Zünslerbefall zu sorgen, die Pflanzen tun es selber.

Das Versprühen von Pflanzenschutzmitteln wird damit reduziert.

Für den Bauern bedeutet dies, dass seine Maisernte gesund und sicher ist. Er spart Pflanzenschutzmittel, Energie, Zeit und Geld.

Der eingebaute Schutz ist unabhängig vom Wetter. Im Vergleich dazu wirken Bt-Spritzmittel z.B. nicht mehr, wenn sie vom Regen abgewaschen werden.

Der eingebaute Schutz wirkt auch auf Zünslerlarven, die im Stengel sind. Im Gegensatz dazu, wirken Bt-Spritzmittel nur solange (wenige Tage), wie sich die Larven auf der Pflanze befinden. Einmal im Stengel, ist die Larve des Maiszünslers vor den Bt-Spritzmitteln geschützt.

Nicht nur der Landwirt profitiert vom Bt-Mais. Weil weniger Mineraldünger, fossile Brennstoffe und Pflanzenschutzmittel verwendet werden, profitiert auch die Umwelt vom Bt-Mais.

Der Bt-Mais vermindert Ernteverluste. Auf gleicher Anbaufläche liefert er grössere Ernten bzw. gleiche Erntemengen auf kleineren Flächen.

Eine effiziente Landwirtschaft trägt zur Senkung der Kosten in der Lebensmittelproduktion bei.

Diskussion: Gentech-Mais

Vorteile des BT-Mais

Darstellung von Novartis: Auf Herz und Nieren geprüft, so sicher wie herkömmlicher Mais.

Die Sicherheit von Mensch, Tier und Umwelt hat bei unseren Produkten oberste Priorität. Lebensmittel, Futtermittel und Saatgut werden auf gesundheitliche und ökologische Unbedenklichkeit hin geprüft, bevor sie auf den Markt kommen. Dies gilt unabhängig davon, ob sie mit herkömmlichen oder mit gentechnischen Verfahren hergestellt bzw. gezüchtet werden. Auch der Bt-Mais durchlief umfangreiche Sicherheitsprüfungen im Labor, im Gewächshaus und auf dem Feld. Unsere Resultate bestätigen die Unbedenklichkeit des Bt-Maises als Lebensmittel, als Futtermittel oder für den Anbau. Zu diesem Schluss kamen nach der Prüfung der Studien auch die amerikanischen, kanadischen, japanischen und europäischen Behörden. Sie erteilten deshalb die Zulassung für unseren Bt-Mais. Wir stellen Ihnen die Ergebnisse der wichtigsten Abklärungen kurz vor.

Keine Allergien

Die gentechnische Veränderung macht den zünslerresistenten Mais nicht zu einem allergenen Lebensmittel. Von herkömmlichem Mais unterscheidet sich der Bt-Mais nur, indem er zwei zusätzliche Eiweisse bildet: das Bt-Eiweiss und das Herbizid-Toleranz-Eiweiss. Seit jeher kommen beide in Bakterien vor. Mit ungekochtem Gemüse oder mit Salaten, die von einer Vielzahl von Bakterien besiedelt sind, haben Mensch und Tier diese Eiweisse immer schon aufgenommen. Bis heute traten keine Allergien auf, die durch eines der beiden Eiweisse verursacht wurden. Im Gegensatz zu Allergenen werden sie im Magen rasch abgebaut, sind empfindlich gegen Hitze (Zerstörung beim Kochen) und zeigen auch sonst keine Ahnlichkeit mit bekannten Allergenen.

Gift ist nicht gleich Gift

Das Bt-Eiweiss wird in den Blättern, im Stengel und in den Pollen der Maispflanze gebildet. Es ist ausschliesslich für bestimmte Falterlarven giftig. Für andere Insekten, Tiere oder den Menschen ist das Bt-Eiweiss harmlos. Sie verdauen es wie andere Eiweisse auch, die sie mit ihrer täglichen Nahrung aufnehmen. Die mehr als vierzigjährige Erfahrung mit Bt-Eiweissen als Bioinsektiziden zeigt, dass sie gesundheitlich unbedenklich sind.

Behandlungen mit dem Antibiotikum Ampicillin sind nicht gefährdet

Das Ampicillin-Resistenz-Gen wird in der Maispflanze nicht in ein Eiweiss umgesetzt. Mensch und Tier nehmen mit dem Bt-Mais also kein Eiweiss auf, das eine medizinische Behandlung mit Ampicillin unwirksam machen könnte. Eine Genübertragung von Pflanzen auf Bakterien wurde noch nie beobachtet. Es ist unwahrscheinlich, dass die Ampicillin-Resistenz-Gene der Maispflanze auf menschliche oder tierische Krankheitserreger im Darm übertragen werden. Sollte ein derartiger Transfer dennoch eintreten, so wäre der Anteil zusätzlich resistenter Bakterien gemessen an der Gesamtzahl natürlicherweise vorkommender Antibiotika-resistenter Bakterien vernachlässigbar gering.

Gegen die Entwicklung resistenter Zünslerlarven

Schädlinge können sich an Resistenzmechanismen von Pflanzen anpassen. Diese Anpassung ist unabhängig davon, ob der Pflanzenschutz durch chemische oder biologische Pflanzenschutzmittel erreicht wird, respektive ob der Resistenzmechanismus durch traditionelle oder mittels gentechnischer Methoden in die Pflanze eingebracht wurde. Sie beruhen auf dem natürlichen Prinzip der Selektion. Es versteht sich von selbst, dass Novartis daran interessiert ist, die Entwicklung Bt-resistenter Schädlinge möglichst gering zu halten.

Keine Erhöhung des Herbizid-Einsatzes

Der Bt-Mais enthält ein Gen (Markierungs-Gen), das die Widerstandskraft der Pflanze gegen das Unkrautbekämpfungsmittel Glufosinat (Hersteller AgrEvo) erhöht. Dieses Eiweiss diente in einem frühen Stadium im Labor zur Selektion jener Pflanzenzellen, bei denen die Übertragung des Bt-Gens geglückt war. Ziel der Entwicklung war die Maiszünsler- Toleranz. Markierungs-Gene dienen dem Züchter zur Selektion. Für den Maisanbau ist das Herbizid Glufosinat in Europa nicht zugelassen.

Keine Auskreuzung mit Wildpflanzen

Eine Übertragung der Gene des Bt-Maises auf eine andere Pflanzenart ist nicht gegeben, weil Maispollen ausschliesslich Mais befruchten können. Der Bt-Mais kann sich in Nordamerika und Europa, wo er angeboten wird, auch nicht mit verwandten Wildpflanzen kreuzen. Denn verwandte Wildpflanzen des Maises gibt es nur noch in wenigen Gegenden Mexikos und Guatemalas.

Nachteile / Gefahren des BT-Mais

Darstellung von: Florianne Koechlin, Freiberufliche Biologin im Bereich Gentechnik und Mit-Initiantin der Gen-Schutz-Initiative

Bt-Mais von Novartis und die Risiken:

Heute ist der Bt-Mais auf dem europäischen Markt zugelassen - trotz massivem Widerstand einer grossen Mehrheit. 14 von 15 EU-Ländern wollen den Mais nicht zulassen (Juni 1996) und das EU-Parlament verlangt mit einer überwältigenden Mehrheit von 407 gegen 2 Stimmen und 19 Enthaltungen einen sofortigen Importstopp für den Gentech-Mais, da die Risiken ungenügend abgeklärt seien
(9. April 1997). Die EU-Kommission (Exekutive), alleinig zuständig für die Bewilligung, setzt sich über alle Bedenken hinweg. Österreich zum Beispiel hat daraufhin einen Importstop für den Bt-Mais verhängt. Es bestehen folgende Befürchtungen:

Antibiotikaresistenz:

Es ist nicht auszuschliessen, dass die Antibiotikaresistenz-Gene des Bt-Maises auf Bakterien übertragen werden. Wenn solche Bakterien dann im Darm auf menschliche oder tierische Krankheitserreger stossen, können sie ihr Gen für Antibiotikaresistenz weitergeben. Dann würden Krankheitserreger immun gegen bestimmte Antibiotika. Aus medizinisch leicht zu bekämpfenden würden schwer heilbare Krankheiten entstehen. Das Antibiotikum Ampicillin zählt zu den Aminopenicillinen, die z.B. bei Diphtherie, Scharlach, Hirnhautentzündungen, Lungenentzündungen, Atemwegsinfektionen und Harnwegsinfektionen eingesetzt werden. Mit dem Genmais könnte das Ampicillin seine Wirkung verlieren. Weiter wird befürchtet, dass die Resistenz-Gene der manipulierten Pflanzen auch Kreuzresistenzen gegen andere Antibiotika, zum Beispiel aus der Gruppe der Penizilline, hervorrufen können.

Allergie:

Die Fremd-Gene und ihre Expressionsprodukte sind in allen Zellen der manipulierten Pflanze präsent. Beim Verzehr kommt der menschliche Körper erstmals mit diesen Proteinen in Kontakt. Dies könnte besonders für allergieempfindliche Menschen zu einem Problem werden, da neue Proteine immer auch potentiell neue Allergene mit unbekanntem Risiko sind.

'Pleiotrope Effekte':

Bei einer Genmanipulation werden die Fremd-Gene ziellos ins Erbgut einer Pflanze eingebracht. Die Erfolgsrate ist circa 1:100'000. Deshalb werden zur Selektion Marker-Gene eingesetzt. Im Falle vom Mais das Antibiotikaresistenz- und das Herbizidresistenz-Gen. Es ist nicht steuerbar, wo die Gene hinkommen, welche Nachbarschaftsbeziehungen gestört werden. 'Verrückte' Gene können unerwartete Eigenschaftsänderungen bewirken (pleiotrope Effekte) und z.B. neue Stoffwechselvorgänge 'anschalten'.

Bt-Toxin:

In den Unterlagen betont Novartis, das von den Pflanzen produzierte Bt-Toxin sei völlig harmlos. Bt-Bakterien würden schon jahrzehntelang in der Landwirtschaft als verträgliches Insektizid eingesetzt. Die Firma verschweigt aber, dass das Toxin, das die Pflanze herstellt, sich in wesentlichen Merkmalen vom Toxin unterscheidet, das die Bakterien herstellen. Der Molekularbiologe Günter Stotzky und sein Team einer Universität von New York stellten fest, dass das Toxin der manipulierten Pflanzen in gewissen Lehmböden viel länger aktiv im Boden verweilen kann als das Toxin der Bt-Bakterien. Sein Team fand das Gift noch 9 Monate nach Einbringen in den Boden in seiner aktiven Form vor. Die Forscher vermuten, dass das Pflanzengift wegen bestimmter Eigenschaften auch eine ganze Reihe verschiedener Bodenlebewesen wie Bodenwürmer, Insekten und Schnecken schädigen kann. Wenn nun der Gentech-Mais in Monokulturen über riesige Flächen angebaut wird, dann werden im Boden grosse Mengen dieses Bt-Toxins gespeichert, mit eventuell dramatischen Auswirkungen auf die Bodenlebewesen. Untersucht werden kann dies vorläufig nicht mehr, denn Stotzky musste alle seine Versuche abbrechen, weil sich die Industrie weigert, ihm genmanipulierte Pflanzen zur Verfügung zu stellen. Sie kann dies tun, da die Bt-Pflanzen alle patentiert sind.

Resistenzprobleme:

Viele Forscher und Forscherinnen befürchten, dass der Maiszünsler in sehr kurzer Zeit Resistenzen gegen Bt-Toxine entwickelt. Dann wäre auch ein im Biolandbau oft verwendetes Insektizid, Präparate aus Bt-Bakterien, zunichte gemacht.

Heutiger Stand in der Schweiz: GVO-Mais

Gentech-Freisetzungsversuche mit Mais und Kartoffeln abgelehnt

Das Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) hat erstmals einen Entscheid über die Freisetzung gentechnisch veränderter Organismen gefällt. Es hat sowohl das Gesuch für einen Versuch mit T25-Mais in Oftringen als auch das Gesuch der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Pflanzenbau in Changins (RAC) für transgene Kartoffeln abgelehnt. Nach Ansicht des BUWAL ist die Unbedenklichkeit für Mensch und Umwelt nicht genügend belegt.

Das Gesuch aus Oftringen

Die Firma Plüss-Staufer AG plante, an zwei Standorten in der Gemeinde Oftringen transgenen Mais zu Versuchszwecken freizusetzen. Ziel des Versuchs war die Prüfung der Wirksamkeit des Herbizids Glufosinat auf T25-Mais. Der Versuch wurde vom Bundesamt für Landwirtschaft als Voraussetzung für eine Zulassung des Herbizids verlangt.

Bei der Beurteilung des transgenen Maises der Plüss-Staufer AG ist das Hauptproblem der Pollenflug, der mit technischen Massnahmen zwar vermindert, aber nicht ausgeschlossen werden kann. Gelangen Pollen der T25-Maispflanzen auf ein anderes Maisfeld mit herkömmlichem Mais, so entstehen dort bei einer Befruchtung wiederum Maiskörner, die gentechnisch verändert sind.

Folgen für das Image der Landwirtschaft

Die Frage der Kontamination benachbarter Grundstücke durch Pollen ist ein grundsätzliches Problem. Die Folge eines Pollenflugs, der von transgenen Pflanzen ausgeht, trifft auch Landwirte, die ausdrücklich ohne gentechnisch veränderte Organismen produzieren wollen. Wird ihr Feld durch Pollen transgener Pflanzen kontaminiert, so täuschen sie nicht nur ihre Kundschaft, sondern machen sich möglicherweise sogar strafbar, weil sie ohne Bewilligung Lebensmittel oder Futtermittel verkaufen, die als gentechnisch verändert gelten.

Die Schweizer Landwirtschaft lebt davon, dass ihre Produkte als rein und naturnah gelten. Durch solche Gentech-Versuche wird dieses Image tangiert. Das kann weitreichende Folgen für die Landwirtschaft haben.

Die Politik ist hier gefordert zu entscheiden, ob sie solche Verhältnisse befürwortet. Solange kein Entscheid vorliegt und keine Toleranzwerte definiert sind, liegt das Risiko einseitig bei denjenigen Bauern, die biologisch oder konventionell produzieren.

Neueste Entwicklung Juni 99

Der Presse konnte entnommen werden, dass in der Schweiz 140 Hektaren Mais vernichtet worden sind, weil Genveränderte Organismen (GVO) festegestellt worden sind.

Es wird immer schwieriger, Gentech-freies Saatgut zu bekommen. Die Flächen mit transgenen Pflanzen nehmen weltweit stark zu. Deshalb wird es schwierig sein, die Genfreiheit von Saatgut aufrecht zu erhalten.

Dazu Jaques Morel, Chef der Hauptabteilung Forschung und Beratung im BWL: "Es wird klar definiert werden müssen, ob der Mais GVO-haltig oder GVO-Frei ist. Auch wenn letzteres nicht mit Garantie wäre."

Meine Meinung zum GVO-Mais

Ich bin der Meinung, dass genveränderter Mais im Moment in der Schweiz noch nicht zugelassen werden sollte. Wichtig ist, dass umfangreiche Abklärungen der Auswirkungen auf Mensch und Tier gemacht werden müssten. Falls trotzdem einmal eine Erlaubnis abgegeben würde, müssten die Produkte klar und deutlich gekennzeichnet werden.

Ich bin skeptisch, weil ich denke, dass es mit der Zeit zu unabsehbaren Nebenwirkungen kommen könnte. Es besteht die Gefahr, dass wir mit dem Einbringen neuer Pflanzen das biologische Gleichgewicht und die Nahrungsketten stark durcheinander bringen. Die Schadinsekten bleiben fern, doch wovon leben jetzt deren Feinde? Die haben dann nichts mehr zu essen. Wie weitreichend sind die Eingriffe mittels Gentechnik. Darauf vermag im Moment niemand eine klare Antwort zu geben.