Der Evolution nachhelfen
Die Crispr-Genschere bietet Möglichkeiten, Biologie zur Rettung des Weltklimas einzusetzen– das könnte sogar klappen.
Noch vor etwas mehr als einem Jahrzehnt haben sich nur ein paar wenige Biologinnen und Biologen mit den Möglichkeiten der Crispr-Cas9-Genschere auseinandergesetzt. Mittlerweile ist es das Thema, zu dem die zweitmeisten wissenschaftlichen Publikationen im Bereich der Biologie veröffentlicht werden – geschlagen nur von einer gewissen Lungenkrankheit, die sich dieser Tage auf der Welt ausbreitet. Seit ein paar Monaten bereits drängen Wissenschafter aus aller Welt darauf, vor dem Hintergrund ebenjener Pandemie nicht auch auf die drohende Klimakatastrophe zu vergessen.
Könnte die Genschere einen entscheidenden Impuls zur Klimarettung liefern? Der renommierte USThinktank Information Technology & Innovation Foundation (ITIF) glaubt daran, dass es so sein wird – nicht heute, aber im Laufe der nächsten 50 Jahre. ITIF fordert die Regierungen dieser Welt in seinem aktuellen Bericht dazu auf, Investitionen in Forschung und Entwicklung massiv zu erhöhen. Es handle sich bei Crispr um ein „mächtiges, bislang unterschätztes Instrument“zur Milderung der Folgen des rasanten Klimawandels.
Ebenso sollten jene wissenschaftlich nicht begründeten regulatorischen Barrieren abgebaut werden, die Innovation einbremsen oder sogar hindern, so die Forderung in klassisch US-amerikanischer Manier. Der angesehene Physiker Freeman Dyson, der gerne mit skurrilen, futuristischen Ideen auffällt, sagte schon 2008, dass sich die Regeln des Klimawandels radikal ändern dürften, sobald die Menschheit in der Biotechnologie die entsprechenden Fortschritte gemacht habe. „Sobald wir kontrollieren können, was Pflanzen mit Kohlendioxid machen, liegt das Schicksal von Kohlendioxid in der Atmosphäre in unseren Händen“, sagt Dyson.
Nun sind wir davon noch einige Jahrzehnte entfernt, und es scheint unsicher, ob wir die Natur jemals so kontrollieren können und sollen.
Klar ist aber: Der Mensch greift durch Züchtungen seit Jahrhunderten in die Evolution ein. Nur hat sich die Werkzeugkiste dramatisch vergrößert und verbessert.
Ein Allheilmittel ist Crispr freilich nicht. ITIF glaubt, durch einen bunten Mix an Anwendungsmöglichkeiten zur dramatischen CO2-Reduktion in der Atmosphäre beitragen zu können. Ein Auszug der vielversprechendsten Ideen:
Langlebiges, besseres Gemüse
Menschen sind furchtbar penibel, wenn es um die äußerliche Unversehrtheit ihres Essens geht. Das mag evolutionär durchaus sinnvoll sein.
Trotzdem landet jährlich knapp ein Drittel aller Lebensmittel unverbraucht im Müll – viele, weil sie runzlig oder hässlich wurden. Das Produzierte sollte also effizienter heranwachsen. Crispr könnte Pflanzen resistenter gegenüber Schädlingen machen, Gemüse weniger schnell faulen lassen und vergrößern. Genmodifikationen haben bisher dazu geführt, dass durchschnittlich 37 Prozent weniger Pestizide eingesetzt, Ernten um 22 Prozent ertragreicher wurden und die Profite der Landwirtschaft um 68 Prozent anstiegen. Äpfel, die auch Stunden nach dem Anschnitt nicht braun werden, sind bereits am Markt.
Unkraut bekämpfen
Die Forscher sind überzeugt, dass durch die Genschere Pflanzen so manipuliert werden können, dass sie – auf Kosten der Biodiversität – resistenter gegen Unkrautvernichter werden. Wenn die Hälfte der europäischen Bauern auf diese Weise die Pflanzen schützte, fiele der menschgemachte CO2-Ausstoß laut Studien jährlich um satte 0,4 Prozent.
Geschlossene Aquakulturen
Der menschliche Hunger nach Fisch belastet die Umwelt. Geschlossene Aquakulturen in der Nähe von Städten würden aber weit weniger CO2 produzieren. Die Genschere erlaubt zudem Lachs, Barsch und Wels in der Hälfte der Zeit und mit 20 Prozent weniger Nahrung zur Verzehrreife zu züchten.
Methan reduzieren
Der Einfluss von Mastrindern und Milchkühen auf das Klima ist enorm. Wir essen viel zu viel Fleisch und verschlingen zu viele Milchprodukte. Solange Menschen beides noch konsumieren, könnte man den Methanausstoß aber mit algenbasierter Nahrung um fast 70 Prozent reduzieren. Andere Überlegungen sind ausgestoßenes Methan per Maske abzufangen und in weniger schädliches CO2 umzuwandeln, es als Treibstoff zu nutzen oder per Genschere Methan-produzierende Bakterien durch Ausschaltung der entsprechenden Mikroben überhaupt zu reduzieren. Auch beim Reisanbau entsteht durch Fluten der Felder viel Methan. Genmanipulierte Reispflanzen könnten dies reduzieren.
Biosprit und Algen
Die aktuellen Biospritalternativen wie Raps oder Zuckerrohr seien unrentabel und bräuchten viel zu viel Anbauflächen, konstatiert der US-Thinktank. Auch diese seien aber in ihrer Effizienz steigerbar. Hirse und Bäume seien zudem potenzielle Energielieferanten, wenn die Spaltung von Zellulose eines Tages besser erforscht ist.
Natürlicher CO2-Entzug
Bereits ohne menschliches Zutun zieht die Natur massenhaft CO2 aus der Atmosphäre. Bei ITIF sieht man aber noch Verbesserungspotenzial. Vereinzelt konnte die Fotosynthese von Pflanzen schon um 20 Prozent gesteigert werden, wobei CO2 in Sauerstoff umgewandelt wird. Angewandt auf großflächig angebautes Getreide, könnte der Effekt enorm sein.
Auch in Wurzeln wird viel CO2 gespeichert. Seit Beginn der industriellen Landwirtschaft nahm die Wurzeltiefe aber rapide ab. Diese zu verlängern könnte Potenziale wecken. Ebenso könne man Bäume mehr CO2 ziehen und Korallen durch Modifikationen nicht ausbleichen lassen.
So viel zu einigen der Optionen, es fehlen nur noch Jahre an intensiver Forschung und Entwicklung – und ethische Diskussionen, ob wir diesen Weg überhaupt gehen wollen. Das sieht auch Molekularbiologe und Science-Buster Martin Moder ähnlich: „Wenn wir neue Lösungen finden möchten, müssen wir diese auch erforschen. Nur, weil wir etwas machen können, müssen wir es nicht zwingend tun. Aber wenn wir unsere Optionen gar nicht kennen, sind uns die Hände gebunden.“