Gentechnik in Bäumen: Umstrittene Eingriffe sollen Wälder retten

Forscher wollen die DNA von Bäumen verändern und sie resistent gegen Schädlingsbefall machen. Ein US-Gericht prüft derzeit, ob erstmals genetisch bearbeite Setzlinge in freier Natur gepflanzt werden dürfen.

Von Sarah Gibbens
Veröffentlicht am 18. Mai 2022, 12:03 MESZ
Setzlinge in Gewächshaus

Die Zukunft der einst prachtvollen Amerikanischen Kastanie könnte von Setzlingen wie diesen in einem Gewächshaus in Syracuse im US-Bundesstaat New York abhängen.

Foto von Amy Toensing

Als der 77-jährige Rex Mann alt genug war, um in den Wäldern der Appalachen zu arbeiten, waren diese voll von Toten. „Wir nannten sie graue Geister“, sagt der pensionierte Förster über die Amerikanischen Kastanien, die vereinzelt in seiner früheren Heimat North Carolina zu finden waren und noch hoch über dem Waldboden aufragten. Es waren die skelettartigen Überreste majestätischer Bäume, die einst bis zu 30 Meter hoch und drei Meter breit wurden. Im Laufe des 20. Jahrhunderts wurden schätzungsweise vier Milliarden von ihnen – ein Viertel der in den Appalachen wachsenden Laubbäume – von einem asiatischen Pilz getötet, der Ende des 19. Jahrhunderts versehentlich eingeschleppt worden war. Ihr Sterben gilt als eine der schlimmsten Umweltkatastrophen, die Nordamerika je heimgesucht haben. Und auch als ein Präzedenzfall für die Zukunft.

Gentechnik: Spielt der Mensch Gott?

Der Asiatische Eschenprachtkäfer, der Plötzliche Eichentod, das Ulmensterben, die Amerikanische Eichenwelke, der Sirococcus-Krebs der Walnuss oder die Pflanzenlaus Adelges tsugae, die die Hemlocktanne befällt – in der globalisierten Welt kämpfen viele Baumarten mit ihren ganz eigenen Pandemien. Der Klimawandel mit seinen katastrophalen Dürren, Überschwemmungen und Hitzewellen macht es ihnen zusätzlich schwer, die Angreifer abzuwehren. Einige Wissenschaftler fragen daher: Können wir Bäume erschaffen, die besser mit den Bedingungen zurechtkommen?

Die Amerikanische Kastanie könnte bald wieder ein Präzedenzfall sein – doch diesmal durch ihre Wiederauferstehung. Wissenschaftler melden, dass sie durch Veränderung ihrer DNA einen rindenkrebsresistenten Baum geschaffen haben. „Manche Leute sagen: ‚Ihr spielt Gott‘“, sagt Allen Nichols, Präsident der New Yorker Gruppe der American Chestnut Foundation. „Ich sage: Wir spielen schon seit geraumer Zeit den Teufel, also müssen wir anfangen, Gott zu spielen, oder wir werden alles Mögliche verlieren.“

Der Kastanienrindenkrebs wird durch einen heimtückischen Pilz verursacht, der orangefarbene Krebsgeschwüre am Stamm und an den Ästen eines Baumes verursacht. Diese fleckigen Vertiefungen können die Wasser- und Nährstoffzufuhr des Baumes abwürgen. Mit zunehmendem Alter bekommt die Borke Risse, durch die mikroskopisch kleine Pilzsporen in den Stamm eindringen. Dort setzen sie Oxalsäure frei, die das Baumgewebe abtötet. In ihrem Bemühen, die Kastanien zu retten, haben Förster die Bäume mit Fungiziden besprüht, sie mit pilztötenden Viren infiziert und sogar infizierte Bäume niedergebrannt.

Pflanzenforscherin Hannah Pilkey erntet Kastanien im Rahmen des American Chestnut Research and Restoration Projects in Syracuse. Ihre Blüten wurden mit Pollen gentechnisch veränderter Bäume befruchtet. Säcke sorgen dafür, dass Pollen und Samen nicht versehentlich verbreitet werden.

Foto von Amy Toensing

Bereits in den 1930er-Jahren begannen die Bemühungen, Amerikanische mit Chinesischen Kastanien zu kreuzen, um eine gegen den Rindenkrebs resistente Hybride zu schaffen. In den 1950er-Jahren wurden diese Bemühungen intensiviert. Die American Chestnut Foundation begann in den 1980er-Jahren mit der offiziellen Arbeit an der Hybride. „Wenn wir 30 Jahre Zuchtarbeit im Schnelldurchlauf betrachten, stellen wir fest, dass die Resistenz gegen den Rindenkrebs viel komplizierter ist, als wir dachten“, sagt Tom Saielli, ein Forstwissenschaftler der Stiftung. Die Wissenschaftler gehen heute davon aus, dass das Zusammenspiel von bis zu neun Genregionen für die Resistenz gegen den Rindenkrebs verantwortlich sein könnte. Das macht die Zucht zu einer Herausforderung.

US-Gericht entscheidet über den Einsatz der Gentechnik

Züchtung erfordert außerdem viele neue Generationen, um Fortschritte zu erzielen. Jede Generation benötigt Jahre. Die Gentechnik nimmt eine umstrittene Abkürzung, um eine resistente Amerikanische Kastanie zu erschaffen. In den Neunzigerjahren begannen Charles Maynard und Bill Powell an der State University of New York in Syracuse mit dieser Suche, wobei sie eine damals neue Technologie einsetzten. Powell sagt, es sei, als ob man „ein Boot bauen müsste, bevor man fischen geht. Wir haben einfach angefangen, Gene zu testen.“ Seinen Aha-Moment erlebte er, als er von einem Weizengen erfuhr, das die Resistenz von Tomaten gegen Krankheitserreger verbesserte. Das Gen produziert Oxalat-Oxidase, ein Enzym, das die vom Rindenkrebspilz produzierte Oxalsäure unschädlich macht.

2014 hatten Maynard und Powell dieses Weizengen erfolgreich in das Genom der Kastanie eingefügt. Sie tauften den veränderten Baum „Darling 58“, nach Herb Darling, einem begeisterten Unterstützer ihrer Arbeit. Die auf Versuchsfeldern in Syracuse gezüchteten Bäume erwiesen sich als tolerant gegenüber dem Rindenkrebs. Powell ist zuversichtlich, dass „Darling 58“ auch sicher ist, doch noch ist „Darling 58“ nicht zugelassen. Transgene Bäume wecken die Angst vor dem Unbekannten.

Wer gentechnisch veränderte Pflanzen anbauen darf und wo sie angebaut werden dürfen, ist in den Vereinigten Staaten streng geregelt. Powell und seine Kollegen haben beantragt, „Darling 58“ für die kommerzielle Nutzung zuzulassen. Es ist das erste Mal, dass sich die Behörden mit einem solchen Antrag auf Freisetzung eines gentechnisch modifizierten Baums in die freie Natur befassen – es würde einen Präzedenzfall für andere Pflanzenarten schaffen. „Sind sie einmal im Wald, dann kann man sie nicht mehr zurückholen. Es gibt keine Möglichkeit, das rückgängig zu machen“, sagt Anne Petermann vom Global Justice Ecology Project, einer Organisation, die sich gegen gentechnisch veränderte Bäume einsetzt.

Ein Laborant entfernt die stacheligen grünen Hüllen von Kastanien, die mit transgenen Pollen bestäubt wurden. Mit jeder Generation gentechnisch veränderter Bäume nähern sich die Forscher dem Tag, an dem Amerikanische Kastanien wieder in freier Natur gedeihen können.

Foto von Amy Toensing

Trotz dieser Bedenken sind Wissenschaftler der Meinung, dass Gentechnik die Ökosysteme der Wälder intakt halten könnte. An der Purdue University haben Forscher untersucht, wie Eschen gentechnisch verändert werden können, um den Eschenprachtkäfer abzuwehren, einen äußerst zerstörerischen Schädling. In Kanada haben Wissenschaftler eine gentechnisch veränderte Pappel entwickelt, die Choristoneura fumiferana abwehrt, einen Falter, dessen Raupen sich von amerikanischen Nadelbäumen ernähren. Und in Powells Labor in Syracuse forschen Wissenschaftler an neuen Genen, die in Ulmen und Chinquapin-Bäumen eingebaut werden sollen. Für den Kastanienliebhaber Rex Mann wäre die Wiederbelebung ein Beweis dafür, dass Umweltsünden korrigierbar sind. „Viele Menschen wissen nicht einmal, dass in unseren Wäldern so viel Tod und Zerstörung entfesselt wurde“, sagt er. „Ich denke, wir haben kein Recht, einfach nur zuzusehen, wie das alles verschwindet.“

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Foto von National Geographic

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