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NFP 59 Newsletter
Ausgabe3
Oktober 2009
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EDITORIAL
Erste Erkenntnisse
Halbzeit im NFP 59: Erste Projekte im Bereich der Sozialwissenschaften sind abgeschlossen, die Publikation ihrer Resultate erfolgt demnächst. Aber auch aus den naturwissenschaftlichen Projekten lassen sich schon Erkenntnisse ziehen. So zeigt sich, dass es richtig war, die Freilandexperimente mit transgenem Weizen durchzuführen. Sie bringen Befunde, die im Gewächshaus nicht zu finden waren. Und es zeigt sich auch, dass unter den geltenden gesetzlichen Bedingungen eine einzelne Forschungsgruppe nicht in der Lage gewesen wäre, solche Freisetzungsversuche durchzuziehen. Denn der Aufwand für die Sicherheit ist so gross, dass er den Rahmen jedes «normalen» Forschungsprojektes sprengen würde.
Doch solche Versuche sind auch künftig nötig, denn selbst wenn die Schweizer Landwirtschaft für eine unbestimmte Zeit frei von Gentechnologie bleiben sollte, sind wir auf die Expertise der unabhängigen universitären Forschung angewiesen. Es braucht sie für weitere ökologische Risikoforschung, für das Monitoring und auch um in der internationalen Forschung wettbewerbsfähig zu bleiben. Die nächste Generation junger Pflanzenforscher ist auf optimale Ausbildung angewiesen, weil die Anwendung der grünen Gentechnologie zweifellos weltweit weiter an Bedeutung gewinnen wird.
Um ihre Aufgabe zu erfüllen, müssen die Forschenden aber in Ruhe arbeiten können. Wie genau man die Versuchsfelder schützen will, bleibt zu diskutieren. Sicher ist, dass es nicht zu tolerieren ist, wenn jahrelange wissenschaftliche Arbeit durch Chaoten zerstört werden kann. Der einzige Weg ist der Dialog. Dies sieht – gemäss einer repräsentativen Umfrage – auch die Bevölkerung so.
Prof. Dr. Dirk Dobbelaere
Präsident der Leitungsgruppe des NFP 59
SICHERHEIT UND INFRASTRUKTUR
Kosten für Sicherheit sind enorm
Zwischenfälle in Reckenholz und Pully haben gezeigt, dass Feldversuche mit transgenen Pflanzen ohne kostspielige Sicherheitsmassnahmen nicht durchführbar sind. Soll es in der Schweiz auch weiterhin diese Art Forschung geben, so müssen die Rahmenbedingungen geändert werden. Eine Möglichkeit wären abgesicherte Versuchsgelände.
Die Enttäuschung bei den beteiligten Forschern war gross: Am frühen Morgen des 13. Juni 2008 brachen 35 vermummte Aktivisten das Tor zum zwei Hektaren grossen Versuchsareal in Zürich Reckenholz auf und mähten mit Sicheln die Versuchspflanzen um. Nach wenigen Minuten war der Spuk vorbei. Resultat: Drei Viertel der Parzellen waren mehr oder weniger stark von der Zerstörung betroffen. Ironie des Schicksals: besonders stark solche, die der ökologischen Risikountersuchung dienten. Ein Teil der Versuche musste abgebrochen werden, der Weizenertrag konnte nicht bestimmt und Forschungsergebnisse teilweise nicht publiziert werden. Der Fahrplan mehrerer Doktorarbeiten geriet durcheinander.
Die Zerstörungsaktion war möglich trotz der enormen Sicherheitsmassnahmen, die den Betreibern des Feldversuchs von den Bewilligungsbehörden auferlegt worden waren. Ein zwei Meter hoher Zaun mit Stacheldraht, mehrere Überwachungskameras, Wachpersonal, das in der Nacht und an Wochenenden um das Gelände patrouillierte. Nach dem Vandalenakt musste nochmals aufgerüstet werden. Für die Versuchsjahre 2009 und 2010 mussten die Tore verstärkt und ein zusätzlicher Zaun gezogen werden. Neu steht auch ein Sicherheitsspezialist mit Hund 24 Stunden pro Tag im Einsatz.
Anschlag trotz mehr Sicherheit
Auch in Pully, wo der transgene Weizen erstmals im Frühjahr 2009 ausgesät wurde, sind die ursprünglich geplanten Sicherheitsvorkehrungen nach dem Einbruch in Reckenholz verstärkt worden. Was jedoch Unbekannte nicht daran hindern konnte, am 23. Juni Flaschen mit einem Gemisch aus Dieselöl und Herbizid ins Versuchsfeld zu werfen. Noch kann der dadurch verursachte Schaden nicht abgeschätzt werden, da die gesammelten Daten erst ausgewertet werden müssen.
Umfassende Sicherheitsmassnahmen und eine ständige Überwachung des Versuchsgeländes seien unumgänglich, meint Michael Winzeler, der in der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz Tänikon (ART) unter anderem für die Sicherheit und die Infrastruktur des Freilandexperiments zuständig ist. Denn Versuche mit transgenen Pflanzen seien oft Millionen wert und vielfach würden davon auch wissenschaftliche Karrieren abhängen. Er betont, dass kein Forscher freiwillig das Risiko eingehe, sich ständig um die Sicherheit der Pflanzen und seiner Mitarbeiter sorgen zu müssen. Und wenn niemand mehr diese Mühe auf sich nehmen will, können auch allfällige ökologische Risiken transgener Pflanzen nicht mehr wissenschaftlich untersucht werden.
Sicherheit so teuer wie Forschung
«Wir befinden uns heute in der absurden Situation, dass der Schutz des Feldversuchs etwa gleich viel kostet wie die eigentliche Forschung auf den Feldern», sagt Michael Winzeler. Obschon die genauen Zahlen noch nicht vorliegen, steht für ihn und seine Forschungskollegen schon ein Jahr vor dem Abschluss der Feldversuche in Reckenholz fest: Ein derart aufwändiges Sicherheitskonzept könnte innerhalb eines «gewöhnlichen» Forschungsprojekts niemals finanziert werden.
Für die Feldversuche in Pully und Reckenholz haben sich elf Forschungsgruppen zusammengeschlossen. Eine einzelne Gruppe hätte sich den enormen Aufwand für Sicherheit und Logistik nicht leisten können. Deshalb ist Michael Winzeler überzeugt: «Wenn man in der Schweiz weitere Feldversuche mit transgenen Pflanzen durchführen will – und das sind auch ökologische Studien und Risikoforschungen, dann muss dafür eine entsprechende Sicherheitsinfrastruktur aufgebaut werden.» Solche «protected sites» werden zurzeit in verschiedenen Ländern diskutiert. Orte, an denen Forschung stattfinden kann und an denen die hohen Sicherheitskosten nicht von den ohnehin knappen Forschungsbudgets getragen werden müssen.
Die Forschenden würden sich dann für ihre Experimente in die geschützten Felder einmieten. Eine solche Infrastruktur liesse sich unter Umständen auch mit vereinfachten Bewilligungsverfahren koppeln. Denn mit dem heutigen Verfahren, das auf dem Gentechnikgesetz basiert, ist es nämlich für einzelne Forschende praktisch unmöglich, ohne juristische Hilfe und beträchtlichen finanziellen Aufwand einen Feldversuch zu beantragen.
Geheime Felder momentan keine Alternative
In England, wo die meisten der 54 seit dem Jahr 2000 durchgeführten Feldversuche mit GV-Pflanzen teilweise oder ganz zerstört wurden, diskutiert man derzeit eine Alternative zu Versuchsgeländen mit spezieller Sicherheitsinfrastruktur: die Geheimhaltung der Standorte von Feldversuchen mit transgenen Pflanzen. Dies wäre jedoch in der Schweiz unter dem geltenden Gentechnikgesetz nicht möglich. Denn dieses verlangt ausdrücklich, dass die Standorte von Feldversuchen mit transgenen Pflanzen öffentlich bekannt gegeben werden.
Freisetzungsversuche
In Zürich Reckenholz und Pully bei Lausanne wird während dreier Jahre gentechnisch veränderter Weizen, der eine verbesserte Resistenz gegen Mehltau aufweist, in Feldversuchen angebaut. Diese Weizensorten werden in acht untereinander koordinierten Einzelprojekten auf ihre umweltspezifischen Nutzen und Risiken hin untersucht.
www.konsortium-weizen.ch
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Beim Vandalenakt auf dem Versuchsgelände in Zürich Reckenholz wurden Weizenpflanzen abgeschnitten. In der Folge mussten die Sicherheitseinrichtungen massiv verstärkt werden.
FELDVERSUCHE
Drinnen ist nicht gleich wie draussen
Erste Zwischenergebnisse aus den Feldversuchen zeigen, dass sich Weizen, der mit einem Gen zur Mehltauresistenz ausgestattet wurde, im Feld zum Teil anders verhält als im Gewächshaus. Für die beteiligten Forscher steht deshalb fest: Will man weiterhin Forschung mit transgenen Pflanzen betreiben, so sind Feldversuche für gesicherte Daten unumgänglich.
Das Schweizerische Gentechnikgesetz fordert in Artikel sechs: «Gentechnisch veränderte Organismen dürfen im Versuch freigesetzt werden, wenn die angestrebten Erkenntnisse nicht durch Versuche in geschlossenen Systemen gewonnen werden können». Die Frage, ab welchem Punkt Forschungserkenntnisse nicht mehr im Gewächshaus zu gewinnen sind, sorgte im Vorfeld der Feldversuche in Reckenholz und Pully für heftige Diskussionen. Greenpeace und dreizehn weitere NGOs kritisierten die vom Bundesamt für Umwelt (Bafu) erteilten Freisetzungsbewilligungen, weil die transgenen Pflanzen, welche in den Feldversuchen ausgesetzt werden sollten, vorab nur ungenügend untersucht worden seien. Dem widersprachen sowohl die Forschenden des NFP 59 wie auch das Bafu.
Und jetzt, wo die ersten Resultate der Feldversuche vorliegen, ist Beat Keller, Professor für Pflanzenbiologie an der Universität Zürich, mehr denn je überzeugt: «Wir haben unsere Feldversuche im richtigen Moment begonnen. Der Wortlaut im Gentechnikgesetz lässt aber leider viel Spielraum für Spekulationen über den richtigen Zeitpunkt für den Gang aufs Feld.» Kellers Forschungsgruppe schleuste ein spezifisches Resistenzgen gegen Mehltau in die sensitive Weizensorte «Bobwhite». Bevor der transgene Weizen in Reckenholz angesät wurde, hatten im Gewächshaus ausgiebige Tests stattgefunden, die zeigten, dass das eingebrachte Mehltauresistenz-Gen (Pm3) die gewünschte Wirkung bringt. Danach wurden Hypothesen zu allfälligen unerwünschten Nebenwirkungen des Gentransfers auf die Pflanze selbst und auf deren Umgebung aufgestellt. Und erst nachdem im Laborexperiment hatte gezeigt werden können, dass solche Negativwirkungen nicht auftreten, kamen die Pflanzen schliesslich aufs Feld. Dort erwies sich bereits nach dem ersten Anbaujahr, dass sie tatsächlich wesentlich resistenter sind gegenüber Mehltau als die nichttransgenen Kontrollpflanzen.
Wetter stresst Weizen
Doch bei drei von vier angesäten Weizenlinien zeigten sich in verschiedenen anderen Eigenschaften Unterschiede zwischen dem Anbau im Feld und im Gewächshaus. Welcher Art die Unterschiede genau sind, können die Forschenden vor der Publikation in einem wissenschaftlichen Fachjournal noch nicht bekannt geben. Sicher ist jedoch, dass sich nur schon für diese Erkenntnis der Feldversuch gelohnt hat. «Im Gewächshaus hätten wir noch so lange Tests durchführen können», sagt Keller, «diese Effekte hätten wir nie gefunden. Dafür braucht es die Freilandexperimente.»
Die Nebenwirkungen sind vermutlich auf so genannte «pleiotropische Effekte» zurückzuführen. Effekte also, die durch die Interaktion der eingeschleusten Gene mit den ursprünglichen Genen der Pflanze auftreten können und dazu führen, dass sich unterschiedliche Charaktere einer Pflanze herausbilden. Weshalb dieser Effekt nur im Feld zu beobachten ist, erklärt Pia Malnoe, Mitglied der Leitungsgruppe des NFP 59: «Die Pflanzen werden in der freien Natur durch Wind, erhöhten Lichteinfall, variierende Temperaturen und unregelmässige Regengüsse viel stärker «gestresst» als im Gewächshaus. Dies wirkt sich auch auf die Interaktion von Genen aus.» Malnoe hat dies schon in zahlreichen Experimenten beobachtet, unter anderem bei Versuchen mit transgenen, virusresistenten Kartoffeln in Changins anfangs der 90er-Jahre. Sie betont, dass das Auftreten solcher Effekte bei der Zucht und Auskreuzung von Pflanzen völlig normal sei. Egal ob der Züchter konventionelle oder gentechnische Methoden anwende. Zuchtlinien mit unerwünschten Effekten würden einfach aus dem weiteren Zuchtverlauf ausgeschlossen. Es könne aber durchaus sein, dass im Feld ein unerwarteter positiver Effekt auftrete. Etwa, dass die Resistenz stärker ausgeprägt sei als im Gewächshaus. Für Malnoe zeigen die Erfahrungen von Reckenholz und Pully, wie wichtig Feldexperimente sind, um Wechselwirkungen zwischen transgenen Pflanzen und deren Umwelt frühzeitig zu erkennen: «Will man genetisch modifizierte Pflanzen für Forschungszwecke oder konkrete Anwendungen weiterentwickeln, so sind Feldversuche unumgänglich.»
Ein umfassendes Bild entsteht
Zusätzlich zu den heute bereits verfügbaren Zwischenergebnissen erwarten die an den beiden Feldversuchen in Reckenholz und Pully beteiligten Forschenden von acht Schweizer Hochschulen und Forschungsinstituten bald weitergehende Antworten auf eine Reihe von Biosicherheits-Fragen bezüglich transgener Pflanzen. Von Interesse ist unter anderem, ob Wechselwirkungen der Weizenpflanzen mit Bakterien, Bodenlebewesen oder Insekten auftreten. Diese Ergebnisse werden jedoch frühestens nächstes Jahr vorliegen. Pia Malnoe ist aber schon heute von deren Einzigartigkeit überzeugt: «Die Vielfalt der Experimente, die im Rahmen der beiden Feldversuche stattfinden, wird uns ein umfassendes Bild von den Wechselwirkungen zwischen transgenen Pflanzen und ihrer Umwelt liefern. Solche Daten können in keinem Gewächshaus gewonnen werden.»
Infobox
Natürliche Messfühler
Ein weiteres Experiment in Reckenholz bestätigt Beat Kellers erste Ergebnisse. Bernhard Schmid vom Institut für Umweltwissenschaften der Universität Zürich beobachtete bei so genannten Phytometer-Pflanzen dieselben pleiotropischen Effekte. Solche Pflanzen werden in den Feldversuchen zum Vergleich des ökologischen Verhaltens von gentechnisch verändertem und nicht verändertem Weizen als eine Art «Messfühler» eingesetzt. Zuvor wurden die Pflanzen unter optimalen Bedingungen im Gewächshaus aufgezogen; sie sind also sozusagen «naiv» gegenüber den Umweltbedingungen im Freien. Anschliessend werden die Nachkommen dieser Pflanzen in verschiedenen Parzellen eingepflanzt, die sich zum Beispiel in der angebauten Weizensorte, der Düngung oder dem Befall durch Krankheitserreger unterscheiden. Der Einfluss dieser Umweltfaktoren zeigt sich dann im Wachstumsverhalten, der Biomasse und der Reproduktion dieser Mess-Pflanzen. Bernhard Schmids Zwischenergebnisse deuten darauf hin, dass sich Phytometer in Zukunft tatsächlich eignen, um auf kostengünstige und platzsparende Weise mögliche Risiken von transgenen Pflanzen zu untersuchen. Die Ergebnisse werden zurzeit mit Daten aus dem zweiten Anbaujahr verifiziert.
Projektleiter
Prof. Dr. Beat Keller
Institut für Pflanzenbiologie
Universität Zürich
Zollikerstrasse 107
8008 Zürich
Telefon: 044 634 82 30
E-Mail: bkeller@botinst.uzh.ch
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Die Wechselwirkungen zwischen gentechnisch verändertem Weizen und dem Ökosystem werden im Freiland studiert.
RISK ASSESSMENT
Risikobeurteilung zwischen Ganzheitlichkeit und Praktikabilität
Wie viel Forschung ist für die Risikobeurteilung von gentechnisch veränderten Pflanzen nötig – und welche Art von Forschung? An einem vom NFP 59 unterstützten Podium begründeten Angelika Hilbeck von der ETH Zürich und Alan Raybould von Syngenta ihre unterschiedlichen Ansätze.
Wie bekömmlich ist transgener Weizen für den Regenwurm? Welche Auswirkungen hat gentechnisch veränderter Mais auf die Bodenfruchtbarkeit? Schadet die Pilzresistenz einer transgenen Pflanze den Nützlingen? Ausgehend von solchen und ähnlichen Fragen werden im NFP 59 die Umweltrisiken von gentechnisch veränderten Pflanzen erforscht. Welche Daten und vor allem wie viele aber für eine profunde Risikobeurteilung tatsächlich nötig sind und ob diese im Feld oder im Labor gewonnen werden können, ist in der Wissenschaft genauso umstritten wie in der Politik.
Was heisst «schädlich» und «lästig»
Anlässlich einer Veranstaltung, die das NFP 59 zusammen mit dem Institut für Umweltentscheidungen der ETH Zürich organisierte, wurden zwei unterschiedliche Ansätze zur Bewertung potenzieller Umweltrisiken gentechnisch veränderter Pflanzen diskutiert. Für Alan Raybould, Verantwortlicher für die Produktsicherheit von Syngenta in Grossbritannien, sind die heutigen Risikobeurteilungsverfahren zu aufwändig. Es würden zu viele Daten produziert, die der eigentlichen Risikobeurteilung nicht dienten, sondern im Gegenteil zu Missverständnissen führten. «Viel Forschung bedeutet nicht automatisch mehr Sicherheit», sagte Raybould. Forschung sei für die Beurteilung von Umweltrisiken nur dann relevant, wenn damit zielgerichtet eine spezifische Hypothese getestet werde. Es brauche Antworten auf klare Fragen. Dazu müsse aber zuerst definiert werden, was ein schädlicher Effekt sei.
Tatsächlich stiftet hier schon die Schweizer Bundesverfassung Verwirrung. Denn dort heisst es: «Der Bund erlässt Vorschriften über den Schutz des Menschen und seiner natürlichen Umwelt vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen» (Art. 74 BV). Was genau «schädlich» und «lästig» ist, bleibt jedoch weitgehend der Interpretation überlassen. Es gibt dafür weder eine wissenschaftliche, noch eine politische oder gesellschaftlich akzeptierte Definition. Was gilt es also zu schützen?
Raybould fordert für die Risikobeurteilung eine klare Definition schädlicher Effekte von transgenen Pflanzen, bevor «einfach noch mehr Daten gesammelt werden, um Effekte zu finden, von denen man noch nicht einmal weiss, ob sie überhaupt sicherheitsrelevant sind.» Zwar seien, wie Raybould weiter ausführte, gewisse Fragestellungen für die Grundlagenforschung attraktiv, aber für die Risikobeurteilung unter Umständen irrelevant.
Viele Risikofragen könnten schon mit Labortests beantwortet werden und es sei nicht einzusehen, weshalb ein Organismus, der im Labor keine negativen Effekte zeige, auch noch im Feld getestet werden müsse. Zudem könnten oft bestehende Daten, die man zum Beispiel für ein toxisches Protein gefunden hätte, von einem Organismus auf andere übertragen werden, ohne dass dafür weitere Feldversuche nötig wären.
Hier widersprach Angelika Hilbeck vom Institut für Integrative Biologie der ETH Zürich vehement. Dieser Ansatz sei kurzsichtig. Man könne nicht vom Labor auf das Verhalten im Feld schliessen. Dem pflichtete ein Doktorand bei, der im Rahmen des NFP 59 im Feldversuch in Reckenholz untersucht, wie transgene Weizenpflanzen auf ihre Umwelt reagieren. Er habe im Feldversuch Effekte beobachtet, die im Labor nicht abzusehen waren.
Beurteilung von Fall zu Fall
Hilbeck ist der Überzeugung, dass eine profunde ökologische Risikobeurteilung fallspezifisch vorgenommen werden muss. Dabei müssen die Pflanze, das Transgen sowie die Umweltbedingungen, in welche eine transgene Pflanze ausgesetzt werden soll, berücksichtigt werden. Die Ökologin stellte ihren «Whole Plant Approach» vor, den sie dem klassischen «Ecotoxicology Model» gegenüberstellte, das sich im Wesentlichen auf die Untersuchung der Toxizität von aus Mikroben isolierten transgenen Proteinen auf einige wenige Stellvertreterorganismen beschränkt. Die Ökologin hat ihren Ansatz in einem sechsjährigen Projekt in drei Fallbeispielen in Kenia (Mais), Brasilien (Baumwolle) und Vietnam (Baumwolle) getestet. Ihr Modell liesse sich auch in grossem Umfang für die Abschätzung von Umweltrisiken einsetzen.
So einleuchtend dieses umfassende, ökologische Modell sei, kam der Einwand aus dem Publikum, so stelle sich aber auch die Frage nach der Praktikabilität. Hilbecks Modell impliziere nämlich, dass eine gentechnisch veränderte Pflanze, die in einer bestimmten Region bereits getestet ist, für den Anbau in einer ökologisch anderen Region nochmals auf dem Feld getestet werden müsse. «Gelten dann für das Tessin andere Vorschriften als für Basel?», wurde eingewendet und ob das nicht schlicht zu aufwändig sei. Hilbeck glaubt, dieses Problem wäre zu lösen mit der Definition von biogeographischen Regionen. Eine Zulassung gälte dann nicht für ein bestimmtes Land, sondern für Gebiete mit demselben ökologischen Charakter.
In einem Punkt waren sich Hilbeck und Raybould schliesslich einig: Es sei nicht an der Wissenschaft oder der Industrie, die Grenzwerte für Risiken zu definieren. «Wir können nur dafür sorgen, dass sie eingehalten werden», meinte Raybould. Wie viel Risiko sie zu tragen bereit sei, müsse die Gesellschaft entscheiden.
«Gentechnisch veränderte Pflanzen: Wie sollen ihre Risiken bewertet und kontrolliert werden?»
Öffentliche Vortragsreihe an der
ETH Zürich.
Daten siehe Veranstaltungskalender
Agenda
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Angelika Hilbeck, Ökologin an der ETH Zürich
Alan Raybould von Syngenta
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