Genetisch veränderter Organismus

GVO in der Landwirtschaft

Genetisch veränderte (GV) Lebensmittel wurden erstmals 1994 in den USA für den menschlichen Verzehr zugelassen, und 2014-15 waren etwa 90 Prozent der in den USA gepflanzten Mais -, Baumwoll-und Sojabohnen GV. Bis Ende 2014 bedeckten gentechnisch veränderte Pflanzen fast 1,8 Millionen Quadratkilometer Land in mehr als zwei Dutzend Ländern weltweit. Die Mehrheit der gentechnisch veränderten Pflanzen wurde in Amerika angebaut.,

Technische Pflanzen können die Ernteerträge pro Fläche dramatisch steigern und in einigen Fällen den Einsatz chemischer Insektizide reduzieren., Zum Beispiel nahm die Anwendung von Breitspektrum-Insektiziden in vielen Bereichen ab wachsende Pflanzen, wie Kartoffeln, Baumwolle und Mais, die mit einem Gen aus dem Bakterium Bacillus thuringiensis ausgestattet waren, das ein natürliches Insektizid namens Bt toxin produziert. Feldstudien in Indien, in denen BT-Baumwolle mit Nicht-BT-Baumwolle verglichen wurde, zeigten einen 30-80-prozentigen Ertragsanstieg aus der GV-Ernte. Dieser Anstieg wurde auf eine deutliche Verbesserung der Fähigkeit der GV-Pflanzen zurückgeführt, den sonst üblichen Bollworm-Befall zu überwinden. Studien zur Bt-Baumwollproduktion in Arizona, USA,, zeigte nur geringe Ertragssteigerungen—etwa 5 Prozent–mit einer geschätzten Kostenreduzierung von $25 – $65 (USD) pro Hektar aufgrund verminderter Pestizidanwendungen. In China, wo die Landwirte 1997 erstmals Zugang zu BT-Baumwolle erhielten, war die gentechnisch veränderte Ernte zunächst erfolgreich. Landwirte, die Bt-Baumwolle gepflanzt hatten, reduzierten ihren Pestizideinsatz um 50-80 Prozent und erhöhten ihr Einkommen um bis zu 36 Prozent. Bis 2004 stellten Landwirte, die Bt-Baumwolle seit mehreren Jahren angebaut hatten, jedoch fest, dass die Vorteile der Ernte erodierten, da Populationen von sekundären Insektenschädlingen wie Erkältungen zunahmen., Die Landwirte waren erneut gezwungen, während der gesamten Vegetationsperiode Breitband-Pestizide zu sprühen, so dass der durchschnittliche Umsatz für Bt-Züchter um 8 Prozent niedriger war als der von Landwirten, die konventionelle Baumwolle anbauten. In der Zwischenzeit hatte sich die Bt-Resistenz auch in Feldpopulationen großer Baumwollschädlinge entwickelt, darunter sowohl der Baumwoll-Bollworm (Helicoverpa armigera) als auch der rosa Bollworm (Pectinophora gossypiella).

Andere gentechnisch veränderte Pflanzen wurden eher auf Resistenz gegen ein bestimmtes chemisches Herbizid als auf Resistenz gegen ein natürliches Raubtier oder einen natürlichen Schädling ausgelegt., Herbizidresistente Pflanzen (HRC) gibt es seit Mitte der 1980er Jahre; Diese Pflanzen ermöglichen eine effektive chemische Bekämpfung von Unkräutern, da nur die HRC-Pflanzen auf Feldern überleben können, die mit dem entsprechenden Herbizid behandelt wurden. Viele HRCs sind resistent gegen Glyphosat (Roundup), was eine liberale Anwendung der Chemikalie ermöglicht, die gegen Unkräuter hochwirksam ist. Solche Pflanzen waren besonders wertvoll für die No-Till-Landwirtschaft, die Bodenerosion verhindert., Da HRCs jedoch eher eine verstärkte Anwendung von Chemikalien auf den Boden als eine verringerte Anwendung fördern, bleiben sie hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen umstritten. Um das Risiko der Auswahl für herbizidresistente Unkräuter zu verringern, müssen Landwirte außerdem mehrere verschiedene Unkrautbekämpfungsstrategien anwenden.

Ein weiteres Beispiel für eine GV-Kultur ist „goldener“ Reis, der ursprünglich für Asien bestimmt war und genetisch so verändert wurde, dass er fast das 20-fache des Beta-Carotins früherer Sorten produziert., Golden Rice wurde durch Modifikation des Reisgenoms geschaffen, um ein Gen aus der Narzisse Narcissus pseudonarcissus einzuschließen, das ein Enzym produziert, das als Phyoten-Synthase bekannt ist, und ein Gen aus dem Bakterium Erwinia uredovora, das ein Enzym namens Phyoten-Desaturase produziert. Die Einführung dieser Gene ermöglichte es Beta-Carotin, das in der menschlichen Leber in Vitamin A umgewandelt wird, sich im Reisendosperm—dem essbaren Teil der Reispflanze—anzusammeln, wodurch die Menge an Beta-Carotin erhöht wurde, die für die Vitamin-A-Synthese im Körper verfügbar ist., Im Jahr 2004 verbesserten dieselben Forscher, die die ursprüngliche Golden Rice Plant entwickelten, das Modell und erzeugten Golden Rice 2, was einen 23-fachen Anstieg der Carotinoidproduktion zeigte.

Eine andere Form von modifiziertem Reis wurde entwickelt, um Eisenmangel zu bekämpfen, von dem fast 30 Prozent der Weltbevölkerung betroffen sind., Diese gentechnisch veränderte Kultur wurde entwickelt, indem ein Ferritin-Gen aus der gewöhnlichen Bohne Phaseolus vulgaris in das Reisgenom eingeführt wurde, das ein Protein produziert, das Eisen binden kann, sowie ein Gen aus dem Pilz Aspergillus fumigatus, das ein Enzym produziert, das Verbindungen verdauen kann, die die Eisen-Bioverfügbarkeit über die Verdauung von Phytat erhöhen (ein Inhibitor der Eisenabsorption). Der mit Eisen angereicherte GV-Reis wurde entwickelt, um ein bestehendes Reisgen zu überexprimieren, das ein cysteinreiches metallothioneinähnliches (metallbindendes) Protein produziert, das die Eisenaufnahme verbessert.,

Eine Vielzahl anderer Kulturen, die modifiziert wurden, um die Wetterextreme zu ertragen, die in anderen Teilen der Welt üblich sind, sind ebenfalls in Produktion.