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Von Kühen mit Frauenmilch, Gemüsegenen in Tieren und anderen Fantasien der Genzüchter

Spinat im Schweinebraten

Unsere landwirtschaftlichen Nutztiere sind heute schon am Limit ihrer Leistungsfähigkeit. Dennoch versuchen Wissenschaftler mit Hilfe der Gentechnik, die Produktivität der Tiere zu steigern. Auch Probleme, die durch die Massentierhaltung entstehen, wollen sie mit dieser Risikotechnologie lösen. Aber die versprochenen Erfolge bleiben aus. Ein Umdenken in der Tierhaltung und -zucht ist bitter nötig, statt Geld und wissenschaftliches Know-how in die falsche Richtung zu investieren.

Von Mendels Vererbungslehre über Samenbanken zur Gentechnologie

Vor rund zweihundert Jahren, am Ende des neunzehnten Jahrhunderts, entstand eine neue Art der Tierzüchtung: Auf Grundlagen damaliger wissenschaftlicher Erkenntnisse wie der Mendelschen Vererbungslehre und neuen Methoden zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Tiere wurde es möglich, gezielt bestimmte Rassen zu züchten. Parallel zu den neuen Möglichkeiten veränderten sich auch die Ansprüche an die Leistungsfähigkeit der Tiere: Last- und Zugtiere wurden wegen der zunehmenden Industrialisierung der Landwirtschaft nicht mehr benötigt. Gefragt waren Tiere, die mehr Fleisch, Eier und Milch produzierten. Auch die Art der Tierhaltung veränderte sich. Man hielt immer mehr Tiere auf immer weniger Fläche. Die Entwicklung von Kraftfutter und Futterzusätzen und die Mechanisierung der Tierhaltung machte dies möglich.
Heute gibt es Schweinemastbetriebe mit über 1.000 Schweinen. Der US-Konzern Smithfields Foods will in Polen sogar einen Betrieb mit 50.000 Sauen aufbauen. In der Tierzucht wird heute wenig dem Zufall überlassen: Genscreening, künstliche Besamung, In-vitro-Fertilisation (künstliche Befruchtung im Reagenzglas) und Embryonentransfer helfen bei der gezielten Auswahl erwünschter Leistungsrassen.
Immer mehr Leistung
Als bevorzugte Auswahlkriterien gelten Produktivitätssteigerung und Anpassung an die mechanisierte Tierhaltung. Rinder werden danach ausgewählt, wie gut sie Kraftfutter in Milch umsetzen können. Einstige Vegetarier, die aus Gras und Wasser Milch erzeugen, degenerieren zu Milcherzeugungsmaschinen, angewiesen auf künstliches Kraftfutter, das zum Teil auch aus tierischen Abfallprodukten besteht. Jetzt möchten die modernen Tierzüchter durch direkte Manipulation am Erbgut noch extremere Hochleistungstiere schaffen.
Mit der Entwicklung transgener Mäuse – also Mäusen, denen ein fremdes Gen eingebracht wurde – stieg die Euphorie unter den Wissenschaftlern, die Technologie auch auf landwirtschaftliche Nutztiere zu übertragen und damit einen neuen Wirtschaftszweig zu eröffnen: „Obwohl transgene Mäuse als Werkzeug für Experimente nützlich sind, sollte die Technik (Gentechnologie) zur Erzielung von kommerziellen Profiten auch auf die Tiere ausgedehnt werden können, die in der Landwirtschaft wichtig sind.“(1) lautet das Credo der Genforscher.
Die Steigerung der Produktivität von landwirtschaftlichen Nutztieren ist ökonomisch von immenser Bedeutung. Mit weniger Futter sollen größere Fleischberge und Milchseen geschaffen werden. Es gibt Schätzungen, dass allein für die USA Einsparungen von mehr als einer Milliarde US-Dollar pro Jahr an Futterkosten möglich wären, wenn Schweine ihr Futter um 20 Prozent besser verwerten, sprich in Fleischmasse umsetzen, könnten. Schnelleres Wachstum würde zudem die Fixkosten senken, da die Tiere, auf ihre Lebenszeit berechnet, weniger Platz benötigten. Die Übertragung von Wachstumshormon-Genen soll diese Steigerung möglich machen. Erstmalig gelang dies bei Mäusen in den achtziger Jahren (vgl. Umweltnachrichten 96/02). Zahlreiche Versuche, hauptsächlich mit Schweinen, aber auch mit Schafen und Hühnern folgten in den Neunzigern. Dafür werden Gene aus Ratten, Menschen, Schweinen oder Schafen gewonnen, modifiziert und in das Erbgut eingebaut. Mit höchst unterschiedlichen Resultaten. Scheinbar erfolgreich waren die „Beltsville-Schweine“: Diese setzten ihr Futter um 18 Prozent besser um und wuchsen auch schneller. Genauso schnell litten sie aber auch an zahlreichen schwerwiegenden Krankheiten. Diese Krankheitssymptome, auch als Gigantismus bezeichnet, traten ebenfalls bei anderen Spezies mit fremden Wachstumshormon-Genen auf.
Einen anderen Ansatz verfolgen Wissenschaftler in den USA. Sie versuchen durch Genmanipulation die Anzahl von Rezeptoren für Wachstumsförderer zu erhöhen. Die Firma Merck geht sogar soweit, einen Patentantrag auf transgene Nutztiere zu stellen, die mehr Rezeptoren für einen in den USA verbotenen Leistungssteigerer besitzen.

Wachstumssteigerung mit Nebenwirkung

Der anfänglichen Euphorie, mit Wachstumshormon-Genen Supertiere zu schaffen, folgte schnell die Ernüchterung. Auch nach 20 Jahren Forschung haben die Wissenschaftler die technischen Schwierigkeiten nicht im Griff (vgl. Umweltnachrichten 96/02). Eine geringe Trefferquote mit vielen Missbildungen, hoher Todesrate und massive gesundheitliche Probleme der Tiere mit „geglückter“ Genmanipulation sind die nüchternen Ergebnisse. Dennoch geht die Forschung zur Wachstumssteigerung weiter. Heute versuchen die Forscher, Genkonstrukte zu entwickeln und zu übertragen, die vom tierischen Organismus reguliert werden sollen. Denn eine der Ursachen massiver Krankheitssymptome beruht auf der mangelnden Regulierung körperfremder Hormone und Eiweiße. Ob das letztendlich Erfolg haben wird, ist zweifelhaft. Schon die derzeitigen Hochleistungsrassen, einseitig auf Leistungsförderung selektiert, leiden ganz ohne Genmanipulation an vielen Krankheiten. Die Grenze der Leistungsfähigkeit unserer Nutztierrassen ist schon längst erreicht: Gab eine Kuh im Jahre 1900 etwa 2000 Liter Milch pro Jahr, bringen es Spitzenkühe heute auf die Menge von 11.000 Litern. Andererseits ist die Lebenserwartung dieser Kühe drastisch gesunken und die Häufigkeit von Euterentzündungen nahm um 600 Prozent zu. Nicht anders sieht es bei den Schweinen aus: Jetzt schon wachsen Schweine extrem schnell, so dass Knochen und Gelenkapparate überfordert sind. Durch die einseitige Züchtung in den vergangenen Jahrzehnten sind Tiere entstanden, deren Selbstregulation ausgeschaltet ist: Obwohl sie an Entzündungen, Gelenkdeformationen, Stoffwechselstörungen und Schmerzen leiden, wachsen sie weiter oder geben weiterhin Milch. Jeder normale Organismus würde seine Produktionsleistung bei Krankheit zurückfahren. Nicht so unsere Nutztiere. Was kann da die Gentechnik noch steigern?

Kühe mit Frauenmilch
Kuh

Hochleistungsmilchkuh.
© Bundesverband Tierschutz

Die Milchleistung einer Kuh ist durch Gentechnik kaum noch zu steigern. Aber die industrielle Lebensmittelzubereitung hat noch andere Ansprüche an die moderne Tierzucht: Für die Eis- und Dessertherstellung benötigt die Industrie spezielle schaumbildende Eigenschaften der Milch. Die Käsehersteller wiederum wollen eine besonders käsetaugliche Milch. Genetische Grundlagen hierzu werden untersucht und Strategien entwickelt. Interessant für die Milchwirtschaft ist die Möglichkeit, in Zukunft laktosefreie Milch zu produzieren. Jeder siebte Erwachsene in Deutschland verträgt Milchzucker schlecht. Als Milchkonsumenten gingen sie der Milchindustrie bisher verloren. Um Milch bekömmlicher für sie zu machen, versucht man durch Enzyme, mit Hilfe entsprechender Fremd-Gene in die Kuh übertragen, die Laktose im Euter zu spalten. Dies gelang einer französischen Forschergruppe schon bei Mäusen. Versuche an Rindern werden sicherlich folgen. Wann es zu brauchbaren Ergebnissen für die Milchindustrie kommt, ist ungewiss.
Als Muttermilchersatz für Säuglinge ist die Kuhmilch nur bedingt geeignet. Wunsch der Forscher ist daher, die Bestandteile der Kuhmilch so zu verändern, dass sie den Bedürfnissen eines menschlichen Säuglings entsprechen. Die Methoden zur vollständigen Veränderung der Kuhmilchzusammensetzung stehen aber erst an ihrem Anfang. Einige Wissenschaftler versuchen menschliche Bestandteile wie Lysozym und Laktoferrin, die in der Kuhmilch wenig vorkommen, zu erhöhen. Beides sind antibakteriell wirkende Enzyme. Eine entsprechende Genmanipulation ist bei dem unter dem Namen Herman berühmt gewordenen Bullen der niederländischen Firma GenePharming gelungen. Nur kann der erste transgene Bulle der Welt keine Milch geben. Widersprüchlich sind die Aussagen, ob seine Töchter und Enkelinnen diese fremde Erbinformation auch tatsächlich und in genügender Menge in Laktoferrin umsetzen können.

Spinatgen im Schwein

Japanische Forscher scheuen nicht den Artensprung von Pflanze zu Tier bei der Genmanipulation: Im Januar 2002 übertrugen sie Spinat-Gene auf Schweine mit dem Ziel, die Fleischqualität zu verändern. Denn nicht der durch Übergewicht und Gefäßverengung geplagte Industriemensch soll seinen Fleischkonsum einschränken, sondern die Schweine sollen fettärmer werden. Gene aus dem Spinat sollen dem Schwein helfen, aus den gesättigten Fettsäuren die angeblich gesündere Linolsäure zu bilden. So manchen Gemüseverächter würde dies freuen. Ob das aber Grund genug ist, mit viel Forschungsaufwand und Geld solche Experimente mit Lebewesen zu betreiben, ist äußerst fraglich. Gerade in Bezug auf die Diskussion, ob Gentechnik zur Sicherung der Welternährung beitragen kann, zeigen solche Beispiele, wo Gelder verschwendet und grundsätzlich die falschen Ansätze gefördert werden.

Artfremde Gene verändern Ausscheidungen

Massentierhaltung bringt zahlreiche Umweltprobleme mit sich: Ausscheidungen von Millionen von Tieren auf kleinstem Raum – ob gasförmig als Methan oder flüssig und fest als Gülle und Mist – belasten die Umwelt. Auch hier mangelt es den Gentechnikern nicht an neuen Ideen. Einerseits könnte die Gesamtzahl der Tiere durch größere Produktivitätssteigerung der Einzeltiere reduziert werden. Andererseits sollen die Tiere ihr Futter so verwerten, dass Schadstoffe neutralisiert werden. In diesem Zusammenhang entwickelte die kanadische Universität Guelph zusammen mit der Universität Aahus in Dänemark die so genannten „Enviro-pigs“. Diese transgenen Schweine produzieren mit Hilfe von Mäuse-Genen in ihrem Speichel das Enzym Phytase. Phytase spaltet pflanzliche Phosphate – die Gülle solcher Schweine enthält dann weniger den Boden belastende Phosphate. Auch hier dient die Gentechnik zur Beseitigung der negativen Ergebnisse einer maßlosen Tierzüchtung. Die Massentierhaltung an sich wird nicht in Frage gestellt.

Gentechnik zur Krankheits-Reparatur

Die Massentierhaltung auf engstem Raum hat ihren Preis. In den letzten Jahren stiegen die Aufwendungen für Medikamente und Impfstoffe ständig, da die Tiere immer häufiger erkranken. Zudem entwickeln sich Erkrankungen einzelner Tiere schnell zu Epidemien, wie die Maul- und Klauenseuche in Großbritannien 2001 anschaulich demonstrierte. Langweile und Stress schwächen die Tiere zusätzlich. So mancher Züchter greift da auch zu illegalen Medikamenten und Leistungsförderer, um seine Tiere billig aufzupäppeln.
Und wieder wird nicht die Tierhaltung an sich in Frage gestellt: Gentechnologie soll die Mängel in den modernen Tierställen beseitigen. Man ist auf der Suche nach Genen, mit denen die Tiere den Leistungs- und Haltungsstress überstehen können, dabei aber weiter produzieren, produzieren und produzieren. Erreichen möchten die Forscher dies durch den Transfer von künstlichen oder natürlichen Resistenz-Genen oder durch Steigerung der Immunität. Doch die Abwehr einer Krankheit ist eine komplexe Angelegenheit. Meist sind mehrere Gene für eine Krankheitsabwehr verantwortlich. Nur wenige Resistenz-Gene sind bisher überhaupt identifiziert. Auch fehlt es an einer genügenden Anzahl von ähnlichen transgenen Tieren. Diese sind nötig, um statistische Aussagen über den therapeutischen Erfolg einer Genmanipulation machen zu können. Hilft ein Gen für Laktoferrin in der Milch wirklich gegen die Euterentzündung?
Einen anderen Ansatz verfolgen Wissenschaftler in Australien: Über alle Artengrenzen hinaus sollen Schafe in ihren Schweißdrüsen ein pflanzliches Enzym bilden. Das Chitin zersetzende Enzym soll die Larven der Bowfly (Lucilla cuprina), einer bei Schafen parasitären Fliegenart, vernichten. Ob es das tut, wissen wir noch nicht.

Gentechnik heilt keine Erbfehler

Die derzeitige Rassenzüchtung hat einen großen Nachteil: Nur wenige Spitzentiere kommen für die Vererbung in Frage. Mit Hilfe der Besamungstechnologie wird der Samen weniger Vatertiere verwendet. Ein einzelner Zuchtbulle kann so 100.000 bis eine Million Kälber zeugen. Dadurch verbreiten sich Erbfehler in großer Zahl. Vor allem rezessive Erbkrankheiten, die erst dann auftreten, wenn sie von beiden Eltern weitergegeben werden, kommen immer häufiger vor. Wissenschaftler versuchen nun, diese Erbkrankheiten genetisch zu identifizieren. Das Entfernen kranker Gene oder das Hinzufügen fehlender Gene soll Abhilfe schaffen. Aber hier sind noch keine Erfolge in Sicht. Bis jetzt konnten auch nach Beendigung des Projektes der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) „Genomanalyse und Gentransfer beim Nutztier“ keine geeigneten Gene identifiziert werden. Denn die meisten Krankheiten sind zu komplex und werden von vielen Genen gemeinsam beeinflusst.
Darüber hinaus erschließt sich für die Genindustrie ein ganz neuer Markt: Genscreening und Genchecks (Gendiagnostik) sollen Erbfehler identifizieren. Aber nicht die Väter werden getestet, obwohl ihre Erbanlage tausendfach weitergegeben wird, sondern die Muttertiere. Weil diese viele sind, kann hier viel verdient werden.

Mit Genmanipulation weiter in die Sackgasse

Die moderne Tierzucht hat ihre Probleme, doch Gentechnologie wird sicherlich nicht zu deren Lösung beitragen. Es werden falsche Hoffnungen geschürt, und die eigentlichen Ursachen nicht bekämpft. Ganz im Gegenteil wird sich die Problematik sogar noch verschärfen. Denn einher mit der Konzentration auf wenige Leistungsrassen geht der Rückgang der Artenvielfalt. Etwa 90 Prozent aller Milchkühe gehören den zwei Rassen „Deutsche Holstein“ und „Fleckvieh“ an. Viele alte Rassen sind ganz von der Bildfläche verschwunden. Zahlreiche Projekte, auch von der Bundesregierung unterstützt, werden nun ins Leben gerufen, um die landwirtschaftliche Artenvielfalt zu erhalten. Kontraproduktiv ist da sicherlich, wenn zur Weiterzucht nur noch wenige transgene Tiere eingesetzt oder Tiere massenhaft geklont werden sollten. Eine Herde von genetisch identischen Tieren, die weltweit dominieren, birgt ein immenses Risiko: Selbst wenn sie gegen bestimmte Krankheiten resistent sein sollten, so sind bei Ausbruch einer anderen ganze Bestände vieler Bauern gefährdet. Müsste das Motto nicht viel eher „Vielfalt statt Einfalt“ heißen?

Umdenken ist nötig

Es muss grundsätzlich ein Umdenken in der Tierzucht einsetzen. Das einseitige Selektieren auf Leistungsmaschinen erweist sich als Sackgasse. Die Haltungsbedingungen müssen verbessert und artgerechter gestaltet werden. Die derzeitigen Züchtungsziele müssen überdacht werden. Nicht zuletzt aber müssen sich auch die Ansprüche der Verbraucher ändern. Denn auch ihre Wünsche und preislichen Vorstellungen verleihen der Fantasie der Wissenschaftler und der Industrie neue Flügel.

 
Genmanipulation bei landwirtschaftlichen Nutztieren
 

Tier

Transgen

Zweck Bemerkungen Institut / Unternehmen
"Beltsville"- Schweine Wachstumshormon-
Gen vom Rind
Größere und schnellerer Fleischpro-
duktion
massive Erkrankungen Amerikanisches Landwirtschafts-
Ministerium
Stier Herman Laktoferrin-Gen vom Menschen Bildung von Laktoferrin in der Milch z.B. zur Prophylaxe von Eutererkrank-
ungen
Widersprüchliche Angaben über die Bildung bei seinen Nachkommen Fa. Gene Pharming (Niederlande)

"Enviropig"
(Umweltschwein)

Mäuse-Gene, Bildung eines Enzyms, das Phosphat im Speichel reduziert Reduzierung von Phosphaten in der Gülle   Universitäten von Guelph (Kanada) und Aahus (Dänemark)
Schafe Tabak-Gen zur Chitinasebildung in den Schweißdrüsen Resistenz gegen die larven der Buwfly (Lucilla cuprina)   Australien
Spinat-Schweine Spinat-Gen FAD2 Fettärmeres Fleisch, weniger gesättigte Fettsäuren, mehr Linolsäure   Kinki-Universität (Japan)
Stand: Dezember 2002