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Studie: Ökologische Risikoabschätzung von gentechnisch verändertem Weizen

Die im Auftrag des ehemaligen BMG verfasste Studie mit dem Titel "Ökologische Risikoabschätzung von gentechnisch verändertem Weizen" ist von Frau Dr. Kathrin Pascher, Institut für Naturforschung und Ökologie GmbH., erstellt worden und erschien 2013.

Zusammenfassung:

In einem konventionellen Weizenfeld im nördlichen Bundesstaat Oregon in den USA wurden im Mai 2013 Pflanzenindividuen von Roundup Ready Weizen (RRW) der Sorte MON 71800, die von Monsanto entwickelt wurde, registriert. Gentechnisch veränderter (GV) Weizen ist in den USA jedoch nie zur Kommerzialisierung gekommen. Die Freilandversuche dieser Sorte endeten in Oregon bereits 2001. 2004 verzichtete Monsanto aufgrund der mangelnden Akzeptanz der Konsumenten auf die Markteinführung dieses Produkts. Diese 2013 überraschenden Funde von GV Weizen auf einem amerikanischen Weizenfeld erfordern gerade aufgrund des Nichtvorhandenseins von aktuellen GV Weizenpollenquellen eine intensive wissenschaftliche Auseinandersetzung und tiefgehende Analyse des artspezifischen Verhaltens von Weizen, um das ökologische Risikopotential von GV Weizen besser einschätzen zu können.

Weizen (Triticum aestivum) gehört zur Familie der Süßgräser Poaceae (Tribus Triticeae). Diese Kulturpflanze ist weltweit die am dritthäufigsten angebaute Getreideart mit einer jährlich weltweiten Produktion von insgesamt etwa 675 Mio. t (2012; FAOSTAT: www.faostat.fao.org). Der heute zur Anwendung kommende hexaploide Saatweizen ist ein Produkt aus Kreuzungen mehrerer Getreide- und Wildgrasarten, sein Ursprungsgebiet ist der Vordere Orient. Vor allem beim Weichweizen werden genetische Veränderungen beispielsweise bezüglich Herbizidresistenz, Produktqualität, Resistenz gegenüber des Pilzes Fusarium, Ertragshöhe und Toleranz gegenüber biotischem und abiotischem Stress durchgeführt. Die Anwendung der Gentechnik zur Entwicklung von mit aktuell erwünschten Eigenschaften ausgestatteten Weizensorten ist grundsätzlich jedoch nicht erforderlich, da die Modifikationen auch auf dem Weg der konventionellen Züchtung erreicht werden können. Für die Zukunft angedacht sind Krankheitsresistenz, Trockenresistenz und ein geringer Glutengehalt. Weizen ist eine großteils selbstbefruchtende Gräserart. Der Fremdbefruchtungsanteil kann jedoch dennoch bis über 5% betragen. Trotz der vergleichsweise niedrigen Fremdbefruchtungsrate – eine grundlegende Voraussetzungen für erfolgreiche Hybridisierung – kann Genfluss von GV Weizen in konventionellen Weizen oder in wild vorkommende verwandte Arten laut wissenschaftlicher Untersuchungen dennoch beträchtlich sein. Äußere Umweltbedingungen wie etwa Temperatur und Feuchtigkeit beeinflussen die Pollenvitalität entscheidend und damit auch den Fremdbefruchtungserfolg. Weizen ist anemophil (windverbreitet). Der Weizenpollen kann laut Literatur bis zu einer bereits bestätigten Distanz von 1.000 m beziehungsweise 2.750 m von der Pollenquelle vertragen werden. In einer Studie über eine transgene Glyphosat resistente Variante von Kriech-Strausgras (Agrostis solonifera), ebenfalls eine Gräserart aus der Familie der Poaceae, konnte Genfluss sogar über eine Distanz von maximal 21 km nachgewiesen werden. Diese Ergebnisse lassen die Vermutung zu, dass auch der Weizenpollen unter idealen Bedingungen größere als die bis dato wissenschaftlich bestätigten Distanzen überwinden kann.

Sowohl intraspezifische als auch interspezifische Hybridisierung ist bei Kulturweizen unter natürlichen Bedingungen grundsätzlich möglich. Die Kreuzung zwischen verschiedenen Weizensorten ist in wissenschaftlichen Studien bereits mehrfach belegt. In Abhängigkeit von der Distanz zwischen Pollendonor und Pollenrezeptor wurden Auskreuzungsraten von bis zu 6,7% nachgewiesen. Interspezifische Hybridisierung ist bei Weizen prinzipiell mit Roggen und vor allem mit Gräsern der Gattung Aegilops möglich. Zwischen Weizen und Aegilops cylindrica (Zylindrischer Walch) wurde in Europa eine Hybridisierungsrate von bis zu 7% festgestellt, in Oregon (USA) bis 8%. Eigenschaften der Kulturpflanze Weizen können nach nur zwei Rückkreuzungen in das Genom von Ae. cylindrica transferiert werden, was bedeutet, dass Gentransfer unter natürlichen Bedingungen wahrscheinlich ist. Die gebildeten Hybriden können sich selbständig reproduzieren und lebensfähige Samen herstellen. Die mediterrane Art Ae. cylindrica wurde voraussichtlich ab Ende des 19. Jahrhunderts in die USA wiederholt eingeschleppt. Diese in Österreich adventiv vorkommende Art kommt nur selten an sehr wenigen Standorten vor. Auch mit Aegilops geniculata sind Kreuzungen mit Weizen prinzipiell möglich.

Durchwuchs ist bei Weizen ein vorrangiger Aspekt, der in einer ökologischen Risikoanalyse intensiver Berücksichtigung bedarf. In den USA und in Kanada ist Durchwuchsweizen bereits seit 25 Jahren auf den Feldern präsent und rangiert dort mit einer durchschnittlichen Dichte von sechs Pflanzen/m2 (Maximum bis zu 280 Pflanzen/m2) an Stelle 12 der häufigsten Beikrautarten. Weizen besitzt zudem mit einer etwa fünf-jährigen Keimfähigkeit der Samen im Boden eine vergleichsweise langlebige Bodensamenbank. Bei einer Kommerzialisierung von transgenem Weizen würden Durchwuchspflanzen eine große Herausforderung für die Sortenreinheit von nicht GV Sorten darstellen, da Durchwuchs einen wesentlichen Beitrag zur Transgen-Übertragung durch Pollen oder Samen liefert. Zudem wird Weizen beispielsweise in Westkanada als wesentliche Komponente in der Fruchtfolge für die Beikrautkontrolle eingesetzt.

Transgene von Weizen können demzufolge einerseits erfolgreich durch den Pollen verbreitet werden, andererseits können diese jedoch auch erst nach der Ernte einer Kulturpflanze in Form von Durchwuchs in das Agroökosystem entfliehen und in den folgenden Jahren wiederholt unerwünscht aufscheinen. Durchwuchspflanzen dienen auf diese Weise über mehrere Jahre hindurch als potentielle zukünftige Quelle für Transgene. Transgene können aber auch durch menschliche Aktivitäten im Zuge von Transport und Handel über sehr große Distanzen verbreitet werden. Auch wenn das Entfliehen von Transgenen per se in einigen Fällen nicht sofort und direkt als Schaden identifiziert werden kann, erhöht dieser Prozess die Möglichkeit eines ökologischen Risikos. Die intraspezifische Verbreitung von Transgenen innerhalb der Landwirtschaft basiert auf Metapopulationen. Diese inkludieren die angebauten Kulturpflanzen, Durchwuchspflanzen, eventuell verwilderte Subpopulationen, als auch latente Populationen bestehend aus lebensfähigen Samen, die unauffällig und unkontrolliert in Agroökosystemen und landwirtschaftlichen Produktions- und Versorgungsketten vorkommen können. Durch den Anbau, den anschließenden Transport und die Verarbeitungsprozesse von GV Weizen könnte die Erhaltung der Sortenreinheit bei nicht GV Weizen in hohem Maße gefährdet sein. Wenn Roundup Ready Weizen (RRW) in den Anbaugebieten von Roundup Ready Raps parallel kultiviert würde, könnte laut Literatur beim Anbau ein besonderes ökologisches Problem von kumulativen Effekten entstehen. Unter dieser Situation könnten besonders konkurrenzkräftige Glyphosat-resistente Beikräuter hervorgehen und das bereits bestehende Beikrautproblem noch zunehmend verstärken, da aufgrund der dann erforderlich werdenden Anwendung weniger umweltverträglicher Alternativherbizide oder aufgrund von fehlenden effektiven Alternativkontroll-Möglichkeiten indirekt das Ökosystem betroffen wäre. Diese kumulativen Effekte werden in der ökologischen Risikoanalyse jedoch bis dato nicht berücksichtigt, da die GV Kulturpflanzen auf einer case-by-case-Basis evaluiert werden.

Die effektivste Maßnahme zur Vermeidung von GV Weizenkontaminationen in der Lebensmittelkette und in der Umwelt wäre, GV Weizen erst gar nicht zu kultivieren. Die hohe Wahrscheinlichkeit von interspezifischen und intraspezifischen Kreuzungen mit verwandten Grasarten und das massive Aufkommen von Durchwuchs verdeutlichen die ökologische Problematik von transgenem Weizen. Als Genfluss-begrenzende Maßnahmen beim Anbau von GV Weizen werden die Einrichtung von räumlichen Isolationszonen zwischen GV Weizen- und konventionellen Weizenfeldern, die zeitliche Isolation in Form einer Minimierung synchroner Blühfenster zwischen GV und konventionellem Weizen, eventuell der Anbau von kleinwüchsigen Weizensorten im Vergleich zu den großwüchsigen Durchwuchspflanzen, um gleichzeitiges Blühen zu vermeiden, und eine effektive Durchwuchskontrolle diskutiert. Zudem sollten das umfassende landwirtschaftliche Wissen der Landwirte, deren Beobachtungen am Feld, sowie deren Einschätzung vermehrt in die Risikodiskussion miteinfließen.

Für die nähere Zukunft gilt der Anbau von GV Weizen auch in den USA als nach wie vor unwahrscheinlich. Australien plant eine Kommerzialisierung von GV Weizen frühestens ab 2020. Da die Inverkehrbringung von GV Weizen in der Europäischen Union und in Österreich ebenfalls nicht in näherer Zukunft zu erwarten ist, muss eine aktuelle ökologische Risikoanalyse für Österreich vor allem auf den Weizenimporten aus den Ländern, die in der Vergangenheit Freilandversuche mit GV Weizen durchgeführt haben oder potentiell den Anbau von GV Weizen planen, fokussieren. Hierbei ist es wesentlich, die in Österreich zur Anwendung kommenden strengen Regelungen hinsichtlich der Sortenreinheit rechtzeitig auf GV Weizen zu adaptieren. Im Falle von Nachweisen von GV Kontamination in importierten Weizenchargen müssten insbesondere eventuelle GV Samenverluste entlang von Transportrouten, in Verladungsstellen, Lagerhäusern, in Bereichen, in denen Sortenmischungen durchgeführt werden, sowie in Verarbeitungsstellen wie Mühlen genau untersucht werden, um rechtzeitig das Eindringen von transgenem Weizen in die Umwelt identifizieren und erste begrenzende Maßnahmen setzen zu können.

(20.2.2014)

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