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Auswirkungen des Anbaus gentechnisch veränderter Pflanzen auf Umwelt und Gesundheit Saerbeck, 29. 04. 2014 Martha Mertens

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Auswirkungen des Anbaus

gentechnisch veränderter

Pflanzen auf Umwelt und

Gesundheit

Saerbeck, 29. 04. 2014

Martha Mertens

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Gentechnik - nur Fortsetzung der

klassischen Züchtung? Klassische Züchtung

Kreuzung innerhalb der Art

Kreuzung von Pflanzen mit

unterschiedlichen Eigenschaften

Vererbung nach den

„Mendelschen Regeln“

Selektion der gewünschten

Eigenschaftskombinationen

evtl. mit Hilfe von genetischen

Markern: „Smart Breeding“

Gentechn. Veränderung

Isolierung, Vermehrung, Analyse und Sequenzierung von DNA

Neukombination von DNA aus unterschiedlichen Organismen

Übertragung neu kombinierter DNA in andere Organismen → führt zu gentechnisch veränderten Organismen (GVO)

Überschreitung der Artgrenzen

Einbau artfremder Eigenschaften

(cisgene/intragene Pflanzen?)

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Probleme des Gentransfers

Zufälliger Einbau der übertragenen Gene Mehrfach-Kopien/-Einbauorte fremder DNA-Sequenzen

Nicht selten starke Umlagerung/Veränderung der Einbauorte

Einbau „überflüssiger“ DNA (mit unerwarteter Wirkung?)

Mögliche Folge: Unerwünschte Veränderung der Genaktivität (zahlreiche Beispiele für unerwartete Effekte)

Beeinflussung der Aktivität benachbarter Gene

Bildung unerwarteter neuer Proteine

Bildung neuer Stoffwechselprodukte

Jeder Gentransfer ist ein Einzelereignis (Event), das eigens zu betrachten ist

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Welche Pflanzenarten werden in gen-

technisch veränderter Form angebaut?

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Gentechnisch erzeugte Eigenschaften Quelle: ISAAA 2012; ~100 % der GVO bilden Pestizide oder werden damit behandelt

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Wichtigste GVO-Anbauländer 2013: 175,2 Millionen Hektar (3,6 % der landwirtschaftlich genutzten Fläche,

ISAAA 2013)

USA

Brasilien

Argentinien

Indien

Canada

Summe dieser 5 Länder

EU

Andere Länder

70,1 Mio ha

40,3 Mio ha

24,4 Mio ha

11,0 Mio ha

10,8 Mio ha

156,6 Mio ha (89 %)

0,1 Mio ha (0,5%)

18.5 Mio ha (10,5%)

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Risiken für die Gesundheit

Allergenität

Neue/veränderte Inhaltsstoffe

Antibiotika-Resistenzgene

Stabilität aufgenommener DNA?

Gene/Proteine aus beliebigen Spendern

Neue Proteine in Lebensmitteln

Veränderung bekannter Proteine

Neue Toxine

Neue/veränderte Inhaltsstoffe

Herbizid-Rückstände

Gentransfer auf Bakterien im Boden und Magen-Darm-Trakt ?

Wirksamkeit von Antibiotika?

MON863 Mais enthält nptII-Gen gg. Kanamycin, Gentamycin, Neomycin

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Gesundheitliche Effekte durch Roundup,

Glyphosat, >80% der GVO sind RR-Pflanzen

Roundup, Glyphosat und Abbauprodukt AMPA schädigen DNA und Zellteilung, töten menschliche Zellen und

beeinträchtigen Bildung/Funktion der Sexualhormone

Netzmittel Tallowamin (POEA) in Roundup ist eigenständig toxisch

Glyphosat steht im Verdacht die Embryonalentwicklung zu stören

zu Aborten und Missbildungen zu führen

Inhaltsstoffe/Fettsäuren in RR-Soja zu verändern

Wirkung selbst bei geringen Konzentrationen?

Bedeutung erhöhter Rückstände in RR-Pflanzen (z.T. >20 mg/kg)?

Zulässiger EU Glyphosat-Rückstandswert (MRL) in Sojabohnen (20 mg/kg) ist höher als für die meisten anderen Pestizide/Pflanzen, ADI-Wert 0,3 mg/kg Körpergewicht/Tag

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Studien zur Lebensmittelsicherheit?

Vergleichsweise wenige unabhängig durchgeführte Studien

Firmendaten nicht öffentlich (confidential business information)

Untersuchungsmaterial schwer zu erhalten (Patentschutz!)

Meist nur Studien zur akuten Toxizität (30 - 90 Tage) - EU schreibt neuerdings 90 Tage-Versuche vor

Häufig nur Tests mit bakteriell produzierten Proteinen

Oft wenig Versuchstiere – statistische Absicherung?

Unterschiede „im Rahmen der biologischen Variabilität“?

Fanden Studien, GVO seien sicher, stammten sie zumeist von Firmen oder „associates“

Finanzielle/berufliche Interessen verknüpft mit Studien?

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Umweltwirkungen durch GVO

Organismen können sich aktiv ausbreiten, vermehren, verändern, genetisch austauschen und gegenseitig beeinflussen

Mögliche Effekte:

Wirkungen neuer Eigenschaften (z. B. Inhaltsstoffe, Toxine) auf andere Organismen (Tiere, Nützlinge, Pathogene, Bodenleben)

Ausbreitung von GVO infolge erhöhter Wettbewerbsfähigkeit?

Übertragung der Transgene auf andere Organismen

GVO sind nicht rückholbar → Vorsorgeprinzip wichtig!

Kein Versicherungsschutz vorhanden!

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Herbizidresistente (HR) Pflanzen Zumeist resistent gegen Glyphosat (RoundupReady-Pflanzen)

Negative Wirkung auf Artenvielfalt

Weniger Wildpflanzen und Tiere in bzw. neben HR-Flächen

im Vergleich zu konventionellem Anbau

Beispiel HR-Raps:

- 44 % Blütenpflanzen und

- 24 % Schmetterlinge an Feldrändern

Negative Effekte auf Nahrungskette: Bodenfauna, Insekten, Bienen, Spinnen, Vögel, Kleinsäuger

„Grüne Wüsten“ in Anbauregionen von RR-Pflanzen

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HR-Pflanzen – indirekte Wirkungen auf die

Biodiversität

Diskutierte Gründe:

Verlust von Wäldern in Mexiko

Wetterextreme

Verlust der Futterpflanze

Asclepias syriaca → reduzierte

Fortpflanzungsmöglichkeiten

Massiver Rückgang der

Monarchfalter-Populationen in

Nordamerika beobachtet

Winter 2014: „All-time low“ für

Zahl überwinternder Tiere

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Glyphosat bzw. Roundup beeinflusst Bodenflora, Pflanzen, Wasserorganismen

Bodenflora:

hemmt Bakterien, die für Aufnahme von Mikronährstoffen wichtig sind

beeinträchtigt Rhizobien → geringere Stickstoffbindung, reduzierter Ertrag?

beeinträchtigt nützliche Pilze, z.B. Mykorrhiza-Pilze

begünstigt Krankheitserreger (Toxin-bildende Fusarienpilze, Darmbakterien)

(RR)Pflanzen:

behindert die Aufnahme von Mikronährstoffen (z.B. Mangan)

greift in Stoffwechsel ein, der zu Abwehrstoffen und Ligninen führt*

schwächt Krankheitsabwehr der Pflanzen

verändert Photosynthese, Bildung bestimmter Fettsäuren, Wasseraufnahme

Wasserorganismen

schädigt Plankton und Amphibien und verstärkt Effekte anderer Stressoren bei Amphibien, Fischen

*Zielenzym EPSPS: 5-Enolpyruvyl-Shikimat-3-Phosphat-Synthase katalysiert wichtigen Schritt der Synthese aromatischer Aminosäuren bei Pflanzen/Mikroorganismen

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Anbau von HR-Pflanzen führt zur

Resistenzentwicklung bei Unkräutern

>28 Glyphosat-resistente Arten weltweit, in USA 14 (www.weedscience.org)

Zig Millionen von Hektar betroffen

2 Glufosinat-resistente Arten

mehr tolerante Arten in Begleitflora

Massiver Anstieg der Kosten für Unkrautkontrolle

Reaktion der Biotech-Industrie? Entwicklung weiterer Gentech-Pflanzen mit Resistenz gegen 2,4-D bzw. Dicamba (synth. Auxine, dagegen sind bereits 31

Unkraut-Arten weltweit resistent)

Imidazolinon bzw. Sulfonylharnstoff (ALS-Inhibitoren, dagegen sind bereits 144 Unkraut-Arten weltweit resistent)

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Glyphosat-Resistenz nach Ländern (www.weedscience.org)

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Survivors.Glyphosate-resistant horseweed plants stand bright green amid dead stalks of their vulnerable kin in a soybean field in Illinois.

R F Service Science 2013;341:1329

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Massiv erhöhter Herbizideinsatz

Argentinien: 50x mehr Glyphosat

als vor 8 J. (200 Mio L/Saison)

Einsatz von Tankmischungen

3 bis 4fach erhöhte Kosten

USA: 239.000 t mehr Herbizide

von 1996 – 2011, 70% RR-Soja

82.000 t Glyphosat/Jahr?

EU: starker Anstieg bei Zulassung

von RR-Pflanzen erwartet

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Insektenresistenter (IR)-Mais* Effekte auf Nichtzielorganismen

Bt-Toxin in allen Pflanzenteilen in gesamter Vegetationsperiode

In 1000 m Entfernung Ø 28 000 Pollen/m², Spitzenwerte höher

Gefährdung von Nichtziel-organismen z.B. Schmetterlinge, Nützlinge durch Bt-Toxin? – Grund für MON810-Verbot

Eintrag von Bt-Toxin in Böden und Wasser (Wurzelausscheidung, Pollen, Pflanzenmaterial)

Effekte auf Boden- und Wasser-organismen - Insektenlarven?

*Bt-Toxin aus Bacillus thuringiensis

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Insektenresistente Bt-Pflanzen Resistenzentwicklung

Sekundärschädlinge: Baumwolle, Mais in China, Indien, USA

Resistente Schädlinge: z.B. Maiswurzelbohrer, BW-Kapselwurm in USA, Indien

Resistenz-Management?

Reduzierter Insektizideinsatz?

Neuer Trend: Herbizidresistenz plus diverse Bt-Gene: SmartStax-Mais (2 HR, 6 Bt Gene)

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Auskreuzung von GVO

Pollentransfer durch Wind und Insekten über große Distanzen möglich (Bienenvolk >30 km²)

Heimische Kulturpflanzen haben Kreuzungspartner unter Wild-pflanzen (Raps, Gräser, Getreide, Zuckerrübe, Obstarten, Bäume)

Ungewollte Transgenkombination: Dreifach-Herbizidresistenz bei Ruderalraps (Kanada)

GVO-Kontamination von Land-sorten und genet. Ressourcen

z.B. Mais-Landsorten in Mexiko

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Gentransfer durch

Samen/Pflanzenmaterial

Durchwuchs/Ruderalpflanzen: Aufwuchs und Auskreuzung von GVO über Jahre zu erwarten

Raps: Massiver Samenverlust bei Ernte und Transport

Nachweis von GV-Raps entlang von Verkehrswegen in Japan, USA und Schweiz

Durchwuchs von GV-Rapspflanzen noch 10 Jahre nach einmaligem Anbau

Durchwuchs auch bei der Zuckerrübe zu erwarten – Samen und Rübenkörper

Durchwuchs bei der Kartoffel üblich (Knollen, Samen)

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Ausbreitung von GVO?

Verbreitung durch Tiere, Wind, Wasser, Erde, Mensch

Erfahrungen mit fremden Arten 1-2 % etablieren sich in Europa

Großteil gilt als nicht rückholbar

Kenntnis von Eigenschaften erlaubt keine sichere Prognose

Charakteristika der aufnehmenden Ökosysteme wichtig

Erhebliche zeitliche Verzögerung (Jahre bis Jahrzehnte/-hunderte)

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Imkerei

Radius des Bienenflugs ~3km, bei geringem Trachtangebot auch größer

Durch ein Volk beweidete Fläche >30 km², ca. 80 Völker/30 km²

Nachweis von Mon810 Mais-Pollen im Honig (Streitfall in Bayern)

EuGH-Urteil 2011: Pollen ist Zutat im Honig und unterliegt Gentechnik-Recht (Zulassung/Kennzeichnung)

EU 2014: Pollen ist natürlicher Bestandteil von Honig (keine Kennzeichng.)

Frage: in Freisetzungen getestete GVO (ohne LM-Zulassung)?

In Deutschland geltende Abstände (Mais 150/300 m) nicht ausreichend

Imkerverbände fordern 10 km Abstand von GVO zu bestehenden Imkereien

Abwanderung von Imkern in gentechnikfreie Regionen?

Fehlt Befruchtungsleistung durch Bienen → negative Effekte auf Ertrag der Nutzpflanzen und Biodiversität

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Situation in der EU

>50 GVO (z.B. Mais, Soja, Raps, Zuckerrübe) als Futter- und Lebensmittel (Import und Verarbeitung) zugelassen

zahlreiche weitere Anträge vorliegend

Anbauzulassung für MON 810-Mais (1998)

Neue Anbauzulassung für 1507 Mais?

14 Anträge auf GVO-Anbau vorliegend

EU-Zulassungsverfahren umstritten – wichtige Rolle der EFSA

Berücksichtigung sozioökonomischer Effekte bei Zulassung?

Künftig Entscheidung von Mitgliedstaaten über GVO-Anbau?

Geringe Akzeptanz in Europa für gentechnisch erzeugte Lebensmittel

Gentechnik: wichtiges Thema bei EU-US Freihandelsverhandlungen

Bioprodukte ohne Gentechnik-Einsatz

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Sozioökonomische Effekte -

künftig in der EU zu berücksichtigen?

Widersprüchliche Berichte über Erträge, Pestizideinsparung, Wirtschaftlichkeit

Gefährdung der gentechnikfreien Landwirtschaft/Imkerei/Produktion:

GVO-Verunreinigung von Saatgut, Ernte, Agrarflächen, Imkereiprodukten

GVO-Eintrag auch über Maschinen, Transport, Verarbeitung

„Koexistenz“ in kleinräumiger Landwirtschaft praktisch nicht möglich

Hohe Kosten für GVO-Analyse und Trennung → Verursacherprinzip?

Abhängigkeit der Landwirte: Patente, Anbauverträge, Herbizide, Mangel an konventionellem, GVO-freiem Saatgut → Konzentration im Saatgutsektor

Absatzprobleme in Märkten mit geringer Akzeptanz für GVO

Kontamination von Lebensmitteln/Saatgut: Hohe Kosten für Rückrufaktionen (nicht selten >1 Milliarde $)

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Herzlichen Dank für Ihre

Aufmerksamkeit