Vortragsreihe: Vom Urweizen der Steinzeit zu den Genpflanzen der Zukunft

Wie entwickelten sich aus den frühen Jägern und Sammlern die ersten Ackerbauern und Viehzüchter und warum? Wie entstanden die ersten Kulturpflanzen und nach welchen Merkmalen wurden diese ausgewählt? Welche Möglichkeiten und Chancen bietet die „grüne Gentechnik“ vor dem Hintergrund einer wachsenden Weltbevölkerung und der Notwendigkeit einer nachhaltigeren Landwirtschaft?
Diesen und weiteren Fragen rund um das Thema Nutzpflanzen werden Prof. Dr. Peter Westhoff und Prof. Dr. Andreas Weber in der Vortragsreihe „Vom Urweizen der Steinzeit zu den Genpflanzen der Zukunft“ nachgehen.

1. Vortrag: Vom Jäger und Sammler zum Ackerbauern und Viehzüchter

Viele Jahrtausende waren unsere Vorfahren Jäger und Sammler. Vor etwa 10 000 Jahren, in der Jungsteinzeit, änderte sich ihre Lebensweise. Aus den nomadenhaften Jägern und Sammlern wurden sesshafte Ackerbauern und Viehzüchter. Sie bauten
Wildpflanzen an und entwickelten aus ihnen im Laufe einiger Jahrtausende Kulturpflanzen. Wie unterscheiden sich Wild- von Kulturpflanzen und warum waren diese neuen Pflanzentypen so attraktiv für die Menschen der Neusteinzeit? War der Übergang vom Jäger und Sammler zum sesshaften Ackerbauern und Viehzüchter wirklich der Eintritt in ein “Goldenes Zeitalter”. 

2. Vortrag: Genfähren und Genscheren – der Werkzeugkasten der modernen Pflanzenzüchtung

Das Bodenbakterium Agrobacterium tumefaciens ist ein natürlich vorkommender Geningenieur. Es überträgt eigene Gene auf die Pflanze, um so diese zu zwingen, für das Bakterium nützliche Stoffe zu produzieren. “Entwaffnet” man das Bakterium, kann man es als “Genfähre” benutzen, um so beliebige Gene in die Genome von Pflanzen einzufügen. Gentransfer über Agrobacterium tumefaciens stellt nicht nur ein Standardverfahren der Grundlagenforschung dar, sondern bildet auch die Basis der “grünen Gentechnik”. In den letzten Jahren wurde eine Methodik, die es erlaubt, in jedem Organismus der Wahl, also auch in Pflanzen, Gene punktgenau zu verändern, ohne dass fremde Gene eingefügt werden müssen. Diese Methode der Genveränderung, Genom-Editierung genannt, könnte die Pflanzenzüchtung revolutionieren. Sollen wir diese Chance nutzen und dem Pflanzenzüchter neben den klassischen Werkzeugen auch moderne Instrumente in die Hand geben?

3. Vortrag: Pflanzen und Mikroben – Freunde oder Feinde?

Untersucht man Blätter oder Wurzeln einer Pflanze mit Lupe oder Mikroskop, wird man erstaunt feststellen, dass die Pflanze nicht “allein” ist. Wir finden an und in den Wurzeln Mykorrhiza-Pilze, die den Pflanzen bei der Nährstoffaufnahme behilflich sind und im Tausch von der Pflanze Zucker erhalten. Wir entdecken aber vielleicht auch die Fraßspuren von Fadenwürmern. Auch auf und in den Blättern können wir Mitbewohner aus dem Mikrobenreich entdecken. Pflanzen – auch auf dem Acker – sind wie ein kleines Biotop, in dem sich aus Sicht der Pflanze Freunde, aber auch Feinde tummeln. Wie erkennen Pflanzen ihre Mitbewohner, und wie entscheiden sie, ob sie ihre Abwehrmaschinerie aktivieren sollen? Könnten wir vielleicht unser Wissen um diese Vorgänge dazu benutzen, um Pflanzen vor ihren Angreifern zu schützen? 

4. Vortrag: Herausforderungen der Zukunft – die Rolle der Nutzpflanzen im globalen Kontext

Die Erde wird im Jahr 2050 vermutlich mehr als 9 Milliarden Menschen beherbergen, die allesamt ausreichend und gesund ernährt werden wollen. Gleichzeitig werden wir im Jahr 2050 aber auch mit deutlich geringeren Anbauflächen für Nahrungs- und Energiepflanzen auskommen müssen, wodurch die Preise deutlich ansteigen werden. Günstige Nahrungsmittel und Energie sind jedoch unverzichtbare Grundlage für Wohlstand und gesellschaftlichen sowie technischen Fortschritt. Diese These wird anhand konkreter Daten und Fakten überprüft und mit aktuellen Beispielen, u.a. aus dem arabischen Frühling illustriert.
Wie Pflanzenforscher das Dilemma lösen könnten, ertragreichere Kulturpflanzen zu züchten, die aber sparsamer mit den Nährstoff- und Wasserressourcen umgehen wird im letzten Teil der Vortragsreihe thematisiert werden.

Heinrich Heine University
University of Cologne
Max Planck Institute for Plant Breeding Research
Forschungszentrum Jülich