Eine Genbank sammelt Samen und sorgt dafür, dass sie keimfähig bleiben (Foto: Magdalena Fröhlich)
12.02.2015
Genbank Gatersleben

Die eiskalte Arche

Im Archiv der Genbank Gatersleben lagern 150.000 verschiedene Samenproben. Sie stammen alle von Pflanzen, die viel weniger Ertrag bringen als die Früchte heute auf den Feldern. Sogar Pflanzen, die Schädlinge besonders gern mögen, heben die Wissenschaftler auf. Wieso soll das sinnvoll sein? Von Magdalena Fröhlich

Art, Gattung - was ist der Unterschied?

Der erste Teil eines Namens bezeichnet die Gattung, der zweite die Art, zum Beispiel Triticum durum: Triticum ist die Gattung, nämlich der Weizen, durum bezeichnet die Art, hier handelt es sich also um Hartweizen.

Preisfrage: Auf einem kleinen Stück Acker stehen verschiedene Weizensorten, die meisten schauen etwas kümmerlich daher, andere Pflanzen stehen aufrecht und gesund da. Welche Sorte ist die bessere? "Alle", sagt der Agrarwissenschaftler Andreas Börner und sammelt mit seinem Team die Getreidekörner im Archiv des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) im sachsen-anhaltinischen Gatersleben, eine der zehn größten Genbanken weltweit. Dort lagern insgesamt 151.002 Pflanzen-Samenproben von 3.212 Arten und 776 Gattungen. 

Andreas Börner mit einem getrockneten Kürbis (Foto: Magdalena Fröhlich)
Die guten ins Töpfchen, die schlechten ins Kröpfchen - bei dem Agrarwissenschaftler am IPK Gatersleben gibt es diese Kategorien nicht. In der Genbank landet alles: Pflanzen, die von Schädlingen besonders oft befallen werden, Getreidesorten, die kaum Ertrag bringen, Gemüse, das nur bei stetem Sonnenschein wächst und Wildkräuter, denen jeder Gärtner sofort zu Leibe rückt. Mehr noch: Alle diese Pflanzen haben eines gemeinsam: Sie sind für die Landwirtschaft oft unrentabel und stehen deshalb zum Teil schon seit rund hundert Jahren nicht mehr auf dem Acker. "Macht nichts", sagt Börner. "Man weiß nie, wozu sie später einmal gut sein können."

Warum auf der kleinen Ackerparzelle des Instituts manche Weizenähren gesund und andere mehr schlecht als recht aussehen, hat einen Grund: Ein Doktorrand hat für einen Versuch einen Getreide-Schädling, die Weizengallmücke, ausgesetzt, um zu prüfen, welcher Weizen wie darauf reagiert. Das Insekt, dessen Larven die Körner in den Ähren fressen, hat sich nicht in jeder Weizenpflanze ausgebreitet. Manche Sorten scheinen der Mücke offensichtlich nicht zu schmecken. Sie sind gegen den Schädling immun.

"Einige dieser resistenten Sorten haben nicht so pralle Körner und bringen für den Bauern eine kleinere Ernte - dennoch sind sie für die Züchtung interessant: Man kann sie ja mit anderen Sorten, die einen hohen Ertrag haben, kreuzen. Dann entsteht eine neue Sorte, die beide Eigenschaften hat: Viele dicke Körner und eine Resistenz gegen die Gallmücke", sagt Börner.

28.000 verschiedene Weizen aus aller Welt

Aber wozu hebt der Agrarwissenschaftler die Samen der Pflanzen auf, die der Mücke anscheinend besonders gut schmecken, die also nicht resistent sind? "Wer weiß schon, ob die Mücke in zehn Jahren noch eine Rolle spielt? Vielleicht gibt es da ganz andere Schädlinge und Krankheiten - und genau gegen diese könnten Sorten immun sein, die heute die Gallmücke befällt." Ein wenig klingt das so, als ob Börner glaubt, gegen jede Krankheit sei ein Kraut gewachsen. "Wahrscheinlich ist das auch zum Großteil so - wir lagern hier mehr als 28.000 verschiedene Weizenproben aus aller Welt, da ist es gut möglich, dass mindestens eine dabei ist, der ein bestimmtes Insekt nichts anhaben kann." Das wird vor allem an einem Beispiel aus Indien klar: "Der Erhalt von Artenvielfalt kann zur Überlebensfrage werden: In den siebziger Jahren vernichtete ein aggressives Virus Reisfelder von Indien bis Indonesien, worauf 6.273 Reissorten auf ihre Resistenz gegen das Virus getestet wurden. Ergebnis: Nur eine einzige Sorte besaß Gene, die die Pflanze gegen die Viruskrankheit immun machten. Diese Sorte wurde daraufhin weiter gezüchtet", schreibt das Bundesamt für Naturschutz in einem Bericht zum Thema Biodiversität.

 

Verlust der Vielfalt

Über Jahrtausende hinweg wurden ca. 3.000 Sorten Weizen und 6.000 Sorten Mais gezüchtet. Diese waren jeweils gut an die Bodenverhältnisse und Witterungsbedingungen vor Ort angepasst. Heutzutage werden hauptsächlich nur noch wenige Hochleistungssorten angebaut, die vor allem einen großen Ertrag  - vorausgesetzt die Pflanzen erhält genug Dünger - bringen. Deshalb sterben immer mehr Sorten aus. In den letzten 100 Jahren sind laut der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) rund 75 Prozent der Vielfalt an Kulturpflanzen verloren gegangen. 

Mit gerade einmal 30 Pflanzenarten werden heute 95 Prozent des Kalorienbedarfs der Weltbevölkerung erzeugt. 50 Prozent des menschlichen Energiebedarfs werden sogar alleine durch drei Pflanzen gedeckt: Weizen, Reis und Mais.

Wer sich jetzt vorstellt, dass auf dem Gelände des IPK Gatersleben, das immerhin 100 Hektar Ackerfläche und einen Hektar Gewächshausfläche umfasst, überall verschiedene Pflanzenkrankheiten und Schädlinge ausgesetzt werden, um zu prüfen, welche Pflanze worauf reagiert, und die Forscher neue, resistente Sorten züchten, liegt falsch: "Wir züchten nicht, wir bewahren Vielfalt", erklärt Börner. Warum das wichtig ist, geht aus Warnungen der Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen, der FAO, hervor: Dreiviertel aller Kulturpflanzen sind in den vergangenen 100 Jahren unwiederbringlich verloren gegangen. Das heißt: Diese wachsen nicht mehr auf unseren Äckern oder in unseren Gärten. So wurden beispielsweise laut Bundesamt für Naturschutz in Sri Lanka im Jahr 1959 noch 2.000 verschiedene Reissorten angebaut - 2002 waren es nur noch fünf.

Experten nennen das "Generosion" - die Pflanzen und damit ihre Eigenschaften, sind für die Züchtung verloren. Die Folge: Wenn der Genpool immer kleiner wird, wird es auch immer schwieriger, neue Sorten mit anderen Eigenschaften zu züchten. "Die Sorten, die wir heute anbauen, werden in zehn Jahren wohl auch nicht mehr so geeignet sein. Denken Sie nur an den Klimawandel - schon jetzt brauchen wir Sorten, die auch eine längere Trockenheit problemlos überstehen", so Börner. Da könnte es zum Beispiel helfen, eine Sorte einzukreuzen, die in Nordafrika zu Hause ist - und somit gut mit langen Durststrecken und neuen Insektenarten oder Pilzkrankheiten zurechtkommt. Börner ist sich sicher: "Irgendetwas wird bei uns schon dabei sein, das hilft."

Genbanken in Deutschland

In der Genbank in Gatersleben lagern vor allem Pflanzen, die landwirtschaftlich oder gartenbaulich genutzt werden - also Getreide, Gemüse, Kartoffeln und die jeweiligen Wildformen dazu. Pflanzen die sich vegetativ, also nicht über Samen (wie etwa der Knoblauch) vermehren, umfasst die Sammlung ebenfalls. www.ipk-gatersleben.de

Verschiedene Obstsorten, vor allem Äpfel, werden in Deutschland in der Genbank in Dresden Pillnitz erhalten. www.deutsche-genbank-obst.de

Tabak sowie verschiedene Wild- und Kulturarten bewahrt das Landwirtschaftliche Technologiezentrum Augustenberg. www.ltz-bw.de

Auch botanische Gärten sowie verschiedene Einrichtungen der Länder tragen dazu bei, Saatgut zu erhalten.

Deshalb stehen Pflanzenzucht-Unternehmen genauso wie Privatleute bei ihm Schlange. Über 30.000 Samentütchen verschickt das IPK Gatersleben jährlich. Und das bislang kostenfrei. "Wenn Sie nach der Tomate aus dem Garten Ihrer Urgroßeltern suchen, bekommen Sie dies bei uns genauso, wie wenn Sie eine bestimmte Emmersorte aus Jordanien wollen", sagt Börner. In der Datenbank der Genbank kann jeder bestellen - vorausgesetzt, man kennt den genauen Namen oder zumindest den der Gattung und den Fundort. Wer zum Beispiel nur "cucurbita" - die lateinische Bezeichnung für "Kürbis" eingibt, landet bei 1.068 Treffern. Obwohl sich die Genbank vor allem auf Nutzpflanzen aus der gemäßigten Klimazone, also vor allem der Klimagürtel von Nord- und Mitteleuropa über die nördlichen und mittleren Teile der USA bis hin nach Japan spezialisert hat, findet man auch zahlreiche Sorten aus anderen Regionen, etwa aus Indien und Nepal. Eine Beschreibung, was der jeweilige Kürbis gut verträgt und was weniger, oder sogar eine genaue Pflegeanleitung, gibt es in der Datenbank allerdings nicht. Das wäre schlichtweg zu aufwändig.

Saatgut in einem Samentütchen
Rund 30 Samenkörnern sind in einem Tütchen (Foto: Magdalena Fröhlich)
Und einen ganzen Acker kann man mit einem Päckchen aus Börners Archiv auch nicht bestellen: Rund 30 bis 50 Samenkörner sind in einem der Tütchen, die das Institut in die ganze Welt verschickt. "Was dann damit passiert, wissen wir meist nicht", so Börner. "Vielleicht war das kleine Päckchen das Ausgangsmaterial für den Bestseller eines Saatgutkonzerns, vielleicht hat das Päckchen Kindheitserinnerungen an bunt gescheckte Tomaten geweckt, die es immer im Urlaub gab. Vielleicht hat es auch dazu geführt, dass eine Region nun eine bessere Ernährungsgrundlage hat, weil Saatgut, das an die lokalen Bedingungen angepasst ist, auf dem Saatgutmarkt nicht mehr erhältlich war." Jeder, der etwas möchte, bekommt es auch - egal, ob er daraus Profit schöpft oder nicht. Zuvor muss man aber einen Vertrag unterschreiben. Dieser regelt, dass 1,1 Prozent "eines möglichen Gewinns, welcher auf eine Probe zurückzuführen ist" an das Ursprungsland fließen, wo die Pflanze herkommt, aber: "Meines Wissens ist da noch nie wirklich Geld geflossen", so der Agrarwissenschaftler, der seit knapp 30 Jahren am Institut arbeitet. Und kontrollieren könne man das sowieso kaum.

Die Samen, von denen je ein Weckglas voll aufgehoben wird, stammen von Sammelreisen früherer Forschungsfahrten. "Das geht heute nicht mehr. Man kann nicht einfach irgendwohin fahren und sich da am Pflanzenreichtum anderer Länder bedienen", erklärt Börner. "Jetzt braucht man dafür eine Genehmigung vom jeweiligen Land."

Aus einer Erbse kann nach 20 Jahren noch eine Pflanze werden

Als Einladung zum Ausbeuten sieht Börner die Genbank aber keineswegs: "Erst kürzlich konnten wir mehrere in Äthiopien verlorengegangene Landsorten, also Sorten, die an die Umweltbedingungen in Äthiopiens Regionen angepasst sind, zurück in ihr Ursprungsland schicken - hätten wir die Samen nicht aufgehoben, könnten sie die Bauern jetzt in Afrika nicht mehr vermehren." 7.200 vakuumverpackte Tütchen mit allein 5.400 verschiedenen Gerstensorten wurden an die Genbank in Äthiopiens Hauptstadt Addis Abeba gesandt.

Im Kühlhaus, dem Herzstück der Genbank (Foto: Magdalena Fröhlich)
Aber nicht nur Kürbisse mit Namen wie "Großer Gelber Zentner" oder "Table Queen" werden bei Börner angefragt, manchmal bekommt er auch ganze Kisten mit Samen, die in einer Truhe auf irgendeinem Dachboden verstaubt sind. "Dann hoffen die Leute, dass wir das Saatgut aus dem Bauerngarten der Großeltern wieder zum Leben erwecken können, aber so einfach ist das nicht. Aus einer Erbse kann auch noch nach 20 Jahren ein Keimling schießen, aber aus einem Salat? Unmöglich, da ist schon nach rund vier Jahren Schluss", so Börner. "Wenn Ihnen jemand erzählt, man hätte das Getreide aus den Pyramiden der alten Ägypter ausgesät oder es bietet Ihnen jemand Gemüse aus dem Mittelalter an - vergessen Sie’s. So lange hält kein Samenkorn. Noch nicht einmal, wenn es tiefgefroren ist." Und der Pflanzenexperte weiß genau, wovon er spricht. Börners Archiv ist weder muffig, noch verstaubt - sondern vor allem eines: eiskalt. Minus 18 Grad Celsius. So bleibt das Saatgut möglichst lange keimfähig. "Aber keinesfalls ewig."

Die größte Genbank der Welt

Die meisten Genbanken setzen auf eine Art "externe Festplatte" - das Svalbard Global Seed Vault im norwegischen Spitzbergen. Das ist eine Supergenbank, die erdbebensicher tief unter der Erde im Permafrost ist. Dorthin schicken alle Genbanken ihre Samen als eine Art "Kopie". Diese Samen werden regelmäßig durch neue ersetzt, um das Saatgut keimfähig zu halten.

Deshalb erforscht Börner mit seinem Team, wie lange das Saatgut haltbar ist und nach wie vielen Jahren man es wieder aussäen muss, um neues, keimfähiges Saatgut zu bekommen. Denn die zigtausend verschiedenen Samen auf dem Gelände des IPKs auf einmal auszusäen, um dauernd frisches Saatgut zu haben, ist schier unmöglich. Ohnehin gehört zur Standardausrüstung eines jeden Mitarbeiters ein Dienstfahrrad. "Wenn Sie dreimal vom Gewächshaus ins Büro oder ins Herbarium und zurück müssen, wäre zu Fuß ein halber Tag verloren", sagt er und lacht.

Salat in Alkohol

Das Herbarium ist ein riesiger Raum mit ziemlich vielen Pappschachteln. In ihnen sind getrocknete Pflanzen, und zwar komplett mit Halm, Blättern und Ähre oder Frucht. Was sich weniger gut trocknen lässt, lagert ein paar Türen weiter und ist in Alkohol eingelegt. Ganze Salatköpfe, Gurken und Kartoffeln schwimmen dort in Schränken mit Gläsern, die mit einer Alkohollösung befüllt sind. Die Muster sind die Originale. "Immer wenn wir etwas aussäen, damit wir neuen, keimfähigen Samen bekommen, vergleichen wir die Pflanzen mit den Originalen im Herbarium. So stellen wir sicher, dass das Genbankmuster, also die Samenprobe, rein bleibt und wir nicht auf einmal den Samen von ganz anderen Pflanzen haben, die zufällig auf dem Acker aufgegangen sind, etwa weil ein Vogel etwas fallen gelassen hat oder weil an den Schuhen ein Körnchen klebte, das sich dann im Boden festgetreten hat." Das Reinhalten der tausenden an Samenproben sei "das Allerwichtigste", nur so könne der gesamte Schatz an Genen erhalten bleiben. Gentechnisch verändertes Material darf also nicht in die Genbank - es sei denn, solche Sorten seien in Deutschland auf dem Saatgutmarkt zugelassen. Dann hätte die Genbank sogar eine Verpflichtung dazu, diese aufzunehmen. Ein Feldversuch einer anderen Abteilung des IPKs zur Grundlagenforschung mit gentechnisch veränderten Weizen und Kartoffeln stieß in der Öffentlichkeit auf vehemente Kritik. "Eine Vermischung hätte nicht stattfinden können. Sonst würden wir den ganzen Schatz der Genbank aufs Spiel setzen - und das will hier keiner", so Sabine Odparlik, Leiterin der Geschäftsstelle des Direktoriums des IPKs.

Mit dünnen Sieben wird das Saatgut gereinigt
Ehe es im Archiv landet, muss das Saatgut penibelst gereinigt werden, etwa von kleinen Steinchen (Foto: Magdalena Fröhlich)
Als den wertvollsten Schatz der Genbank bezeichnet Agrarwissenschaftler Börner eine Getreidesammlung aus Österreich aus den zwanziger Jahren - da könne man die ganze genetische Vielfalt des Weizens und seine Entwicklung sehen: Wie er vorher noch Grannen, wie beim Einkorn, einer Urform des Weizens hatte, wie der Halm immer kürzer und die Ähren immer kompakter wurden. Da gerät Börner ins Schwärmen. "Das alles ist Kulturgut, das Bauern über Jahrhunderte entwickelt haben."

Und wie die unterschiedlichen Weizen schmecken? "Keine Ahnung. Wir säen und sammeln. Gegessen wird in der Kantine. Aus den paar Körnern, die wir auf dem Acker haben, können Sie noch nicht mal einen Laib Brot backen." Da müsse man schon ein Samentütchen bestellen und das Getreide selbst vermehren.

 

Mehr zum Thema

Auf bioland.de

Im Netz:

  • Kürzlich wurde ein Patent auf Tomaten der Firma Monanto widerrufen - die Resistenz der Tomaten auf Grauschimmelfäule wurde auch in Tomaten der Genbank Gatersleben gefunden. Infos: www.saveourseeds.org

  • Wie der Weizen enstanden ist, erklärt der Bio-Saatgut-Händler Dreschflegel. Hier kann man auch alten Sorten bestellen: www.dreschflegel.de

  • Infos vom Bundesamt für Naturschutz: www.bfn.de

  • Das Thema Biodiversität auf der Website der FAO: www.fao.org