Zwischenergebnisse des AB 2 für den Zeitraum 01/2006 - 07/2007


 

Ökologische Wirkungspfadanalyse

Ein erster Arbeitsschwerpunkt des Arbeitsbereichs 2 lag in der Erstellung einer ökologischen Wirkungspfadanalyse für B.t.-Mais. Sie repräsentiert den aktuellen Stand der Wissenschaft in Bezug auf Auswirkungen der landwirtschaftlichen Freisetzung von B.t.-Mais auf die natürliche Umwelt. Diese Analyse gibt allen Projektpartnern Input für die Bearbeitung der jeweiligen Fragestellungen.

1.) Was ist unter einer Wirkungspfadanalyse zu verstehen?

Ein Fremdeintrag in ein bestehendes System löst Wirkungen aus. Betrachtet man einen anthropogen Eintrag in die natürliche Umwelt wie z.B. mit Umweltschadstoffen belastete Böden, Gewässer und Luft, so stellt sich die Frage, wo diese Wirkungen ansetzen. In derart komplexen Systemen bleibt es nicht bei einer einmaligen Wirkung, jede Veränderung löst unvermeidliche Kettenreaktionen aus. Wie dünne Fäden breiten sich Wirkungspfade ausgehend vom Zentrum der Ursache in viele - auch unvorhersehbare - Richtungen aus. Sie variieren in ihrer Verzweigung, Stärke und auch Persistenz, ebenso sind Rückkopplungen möglich. Anhand einer Wirkungspfadanalyse gilt es, diese Variablen zu beleuchten und damit das mit dem Fremdeintrag einhergehende systemische Risiko abzuschätzen.

Die Thematik gentechnisch veränderter Organismen (GVO) in der Landwirtschaft beschäftigt sich mit einem Fremdeintrag in Form von Transgenen. Das Wirkungszentrum bildet die transgene Pflanze auf der Kulturfläche. Von ihr ausgehend beginnt die Analyse.

2.) Aufbau

Um die Wege des Transgens und dessen Effekte auf die Umwelt möglichst vollständig zu erfassen, gibt es verschiedenste Ansätze. Eine Erfassungsmöglichkeit der potentiellen Wirkungen des Anbaus von B.t.-Mais liegt in der Darstellung der Abfolge einzelner Wirkungspfade. Die hier erstellte Analyse baut auf den verschiedenen systemaren Ebenen auf, in welchen die natürliche Umwelt organisiert ist.
Sie betrachtet
die Ebene molekularer und physiologischer Prozesse,
die Ebene des Individuums,
die Ebene der Population,
die Ebene des Ökosystems,
die Ebene der Landschaft und
die regionale Ebene.

Diese hierarchische Betrachtungsweise liefert in übersichtlich strukturierter Form Ansatzpunkte für die Beantwortung der Frage nach den Effekten des Anbaus von B.t.-Mais auf die natürliche Umwelt. Betrachtet man einzelne potentielle Folgen auf die Umwelt, so lassen sie sich meist mehreren Ebenen zuordnen. Auch lassen sich die einzelnen Ebenen nicht 100%ig voneinander trennen, die Zuordnung unterliegt einem Interpretationsspielraum.

3.) Ergebnisse

Im Folgenden werden ebenenspezifisch einige Beispiele für Effekte des Anbaus von B.t.-Mais auf die natürliche Umwelt aufgeführt.

Ebene des Individuums
  • Veränderung individueller Merkmale, z.B. Beobachtung erhöhten Ligningehaltes in B.t.-Mais
Ebene der Population
  • ungewollte Resistenzbildungen z.B. bei Schädlingen sind in Deutschland noch nicht relevant beobachtet; wenn sie auftreten, verbreiten sie sich schnell flächendeckend 
  • ungewollte Vermehrungs- und Ausbreitungsprozesse für Mais liegt der Schwerpunkt in der Pollenverbreitung in Abhängigkeit vor allem von Feldgrössen und -distanzen und den Windverhältnissen
Ebene des Ökosystems
  • Effekte auf Nicht-Zielorganismen 
Beispiele für beobachtete Effekte:
  • Monarchfalter,
 Dieses Bild basiert auf dem Bild Monarchfalter aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. Der Urheber des Bildes ist Armon.
  • Florfliege,

 

Dieses Bild basiert auf dem Bild Florfliege aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. Der Urheber des Bildes ist Stephen Ausmus.
  • Regenwurm und
  • Springschwanz

4.) Fazit

Eine Flut an Fallstudien beschäftigt sich mit den einzelnen Organisationsebenen. Die Ergebnisse der Laborstudien lassen sich aufgrund ihrer Spezifität nicht unmittelbar in die natürliche Umwelt übertragen. In Kombination mit den Daten der Freilandstudien ergibt sich jedoch ein perspektivisches Gesamtbild:

Der Anbau transgener Kulturpflanzen - in diesem Fall von B.t.-Mais - verursacht auf allen systemaren Organisationsebenen Umwelteffekte. Bewiesen ist die Übertragung des Toxins von der exprimierenden Pflanze unter anderem auf Herbivore und Organismen höherer trophischer Stufen.

Im Zusammenhang des Transgen-Eintrages über den landwirtschaftlichen Anbau kann daher von ausgelösten Veränderungen gesprochen werden. Aktuell kann mehr über die Wirkungen als über ihre Ausmaße ausgesagt werden.

Die Frage, inwieweit sich das Transgen - einmal entlassen - unkontrolliert und unrückholbar ausbreiten wird, beantworten Marvier & Van Acker (2005): Was möglich ist, wird auch passieren. Sie halten die Transgen-Freilassung für irreversibel. Nach ihnen ist eine Eindämmung des Genflusses nicht möglich, vor allem nicht bei selbstreproduzierenen GVOs. Solange B.t.-Mais wie bisher nur in Einzelfällen Winterhärte aufweist, wäre für Deutschland eine Wiederherstellung transgenfreier Bedingungen in der Landwirtschaft wahrscheinlich möglich. Strenge Managementmaßnahmen (z.B. Saatgutaustausch, Reinigung, Entsorgung) und strikte Regelungen wären Voraussetzung. Damit einher ginge ein erheblicher Aufwand zeitlicher, organisatorischer und vor allem auch finanzieller Art. Anders sieht es in Südeuropa oder in Mexiko als Ursprungsgebiet der Pflanze aus, wo Mais länger selbstorganisiert überdauern kann.

Wäre eine Rückholung von transgenem Mais in Mitteleuropa "aufwändig", so könnte man vor diesem Hintergrund bei vielen anderen GVO0s wie z.B. transgenem Raps von "unrealistisch" sprechen. Aussagen zur Problematik invasiver Arten lassen sich hier in Analogie übertragen: Viele Fälle haben trotz vielfältigen Bemühungen und überaus hohen finanziellen Kosten nur geringe Aussicht auf Erfolg (Mack et al. 2000, Myers et al. 2000).

 

Das Modell

Eine weitere Aufgabe des AB2 liegt in der Entwicklung eines regionalen Ausbreitungsmodells für B.t.-Maispollen. Mit dessen Hilfe soll die regionale Transgen-Ausbreitung bei großflächigem landwirtschaftlichem Anbau von B.t.-Mais dargestellt und simuliert werden. Schwerpunkt liegt auf dem im Zusammenhang der Ausbreitungsprozesse für Mais biologisch und ökonomisch entscheidenden Faktor Pollenverbreitung. Bisher existieren nur Modellansätze auf Feldniveau (u.a. Devaux et al. 2005, Klein et al. 2006). Auf der Grundlage dieser und empirischer Untersuchungen (u.a. Halsey et al. 2005, Jemison & Vayda 2001, Ma et al. 2004, Weber et al. 2005) liegt das Ziel dieses Modellansatzes in der großräumigen Abschätzung der Pollenverbreitung. Das Verfahren stützt sich nicht auf Einzelfälle, sondern simuliert einen mittleren zu erwartenden Polleneintrag.

 

Ansprechpartner

Für Rückfragen, Anregungen und Kommentare stehen wir gerne zur Verfügung.
Bitte wenden Sie sich dazu gerne an:
Zentrum für Umweltforschung (UFT) , Abt. 10 (Ökologie), Universität Bremen 

 

Weiterführende Literatur

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