Was passt genauso gut zusammen wie Spirulina und ein nigelnagelneuer Bioreaktor? Natürlich synthetische Biologie und Nachhaltigkeit! Oder überwiegen doch die Risiken dieser neuen Technologien ihren Nutzen? Was ist diese synthetische Biologie überhaupt und wozu kann man sie nutzen? Gemeinsam mit der German Association for Synthetic Biology (kurz GASB) konnten wir am 1. August feierlich unser erstes Live-Format “GASB meets PAW” online präsentieren und miteinander genau über diese Fragen diskutieren. Damit sind wir nun endlich der Ursuppe unseres Blogs entstiegen und man kann uns jetzt auch lebensecht und in Farbe auf allen digitalen Geräten genießen. Und in dieser ersten Online-Reihe wollen wir mit Euch die Gegenwart besser verstehen und auf eine Reise in die Zukunft gehen, indem wir die Grenzen zwischen moderner (synthetischer) Biologie und der Landwirtschaft und Ernährung von Morgen erkunden!
Synthetische Biologie ist eine relativ neue Richtung der biologischen Forschung, die biologische Phänomene nicht länger nur beschreibt und nutzt, sondern gezielt verändert. Methodik und Herangehensweise ähneln jenen aus Ingenieurwissenschaft und Design. Es ist ein wenig wie der Schritt von Drähten und Lötkolben zu einer Programmiersprache in der Informatik. Dadurch wurden mit einem Mal zuvor undenkbare Dinge möglich, wie dass ihr diesen Blog-Artikel auf eurem Smartphone jederzeit lesen könnt. Doch um Vergleichbares in der Biologie zu ermöglichen, braucht es u.a. eine Standardisierung biologischer Komponenten wie Genen oder Enzymen. Synthetische Biologie umfasst auch das Erschaffen künstlicher DNA oder sogar ganzer Zellen. Damit stehen neue Wege offen, um biobasiert wichtige Substanzen wie Protein zu produzieren oder ganz abgefahrene Ideen wie Sprengstoff mit Pflanzen zu detektieren. Vieles ist noch Zukunftsmusik, aber die Möglichkeiten zeichnen sich bereits ab und damit auch ethische Fragen und gesellschaftliche Sorgen. Die gewaltigen globalen Herausforderungen lassen sich nicht mit mehr Denken aus Großmutters Zeiten lösen. Sondern sie verlangen nach ganz neuen innovativen Konzepten aus Technologie und Wissenschaft, nach neuen Systemen und Gesellschaftsmodellen., Deshalb müssen wir genau über solche Perspektiven diskutieren, eben auch im Sinne einer Landwirtschaft und Ernährung von Morgen.
So haben wir uns am 01.08. in unserer ersten Online-Diskussion mit folgender Frage beschäftigt: Wie hängen eigentlich synthetische Biologie und moderne Biowissenschaft im Allgemeinen mit einer “progressiven Agrarwende” und einer nachhaltigeren Landwirtschaft zusammen? Und natürlich haben wir die Gelegenheit genutzt, um unsere beiden Organisationen GASB und PAW vorzustellen. Am allerwichtigsten war uns, ein erstes Stimmungs- und Meinungsbild zu diesen Themen und unserer Arbeit allgemein zu bekommen. Deshalb waren wir ganz schön gespannt und auch ein wenig aufgeregt!
Begonnen haben wir erst einmal ganz formell mit zwei wunderbaren Keynotes von Rene Inckemann (GASB) und Natalie Laibach (PAW) in den Samstagabend. Schließlich haben sich die Beiden unterstützt von Christian (PAW) und Fabian (GASB) in einem Online-Panel den Fragen und Ideen der Zuschauerinnen und Zuschauern gestellt, professionell moderiert von Laura und Svenja (PAW) und im Hintergrund unterstützt u.a. von Dominic, David und Martin (PAW), die im Chat viele der zahlreichen Fragen beantworteten. Insgesamt 35 Teilnehmende durften uns zu allem von Grüner Gentechnik über Cyanobakterien bis hin zu Biowaffen befragen. Wir haben Euch hier einige der spannendsten Fragen mit unseren kurzen Antworten zusammengestellt. Ein großer Dank geht auch an Vinca (GASB) für die reibungslose technische Umsetzung.
Genauso vielfältig wie Eure Fragen waren auch Eure Ideen und Gedanken zu diesem Themenfeld, hierzu haben wir interaktiv im Laufe der Veranstaltung diese Wordcloud erstellt, um die spontanen Eindrücke festhalten zu können.
Fragen und Antworten
Wir haben uns entschieden, nicht alle Fragen aus dem Chat der Online-Diskussion hier einzustellen und ähnliche Fragen zusammenzufassen. Nutzt aber gerne die Kommentarfunktion dieses Blogeintrags, falls ihr eure Frage vermisst oder noch eine neue habt!
Wie sieht es mit Algen und Cyanobakterien als Lebensmittel von morgen aus?
Antwort: Zu diesem Thema haben Johannes und Martin bereits Beiträge auf unserer Website verfasst. Johannes züchtet zu Hause sogar seine eigenen Algen und hat mit Martin zusammen auf der letzten Grünen Woche einen DIY-Algenzucht-Workshop durchgeführt.
Kommuniziert PAW über Landwirtschaft auch international?
Antwort: Bisher konzentrieren sich unsere Aktivitäten vor allem auf den deutschsprachigen Raum. Eine erste weitergehende internationale Kooperation hatten wir mit Grow Scientific Progress, mit denen zusammen wir auch unseren CRISPR-Adventskalender in mehrere Sprachen übersetzt und ihn international verbreitet haben.
Wie sorgt man dafür, dass durch die Faszination am technisch Möglichen nicht nachhaltige Entwicklungen gefährdet werden?
Antwort: Interdisziplinäre Konsortien die Wissenschaftler*innen aus der Nachhaltigkeitsforschung (ökologisch, sozial und ökonomisch) direkt in die Entwicklung neuer Technologien mit einbeziehen kann helfen, direkt zu Anfang mögliche Zielkonflikte aufzuzeigen. Außerdem ist gute Wissenschaftskommunikation und Open Science wichtig, damit die Erforschung und Entwicklung neuer Technologien im öffentlichen Diskurs stattfinden kann.
Spielt Vertical Farming für PAW eine Rolle in der Landwirtschaft von morgen?
Antwort: Ja, davon gehen wir aus. Gerade die Möglichkeiten bisher nicht für die Ernährung nutzbare Flächen in Städten mehrfach nutzbar zu machen, Landwirtschaft von Ackerland zu entkoppeln und kontrollierte Bedingungen zu schaffen, könnte große Potentiale entwickeln bei schwankenden Klimabedingungen und zunehmender Verstädterung. Zwar haben wir hierzu, obwohl seit langem geplant, noch keinen Beitrag verfasst, haben aber viel und lebhaft zu den Chancen und Grenzen diskutiert. Wir freuen uns über jede und jeden, der von diesem Thema begeistert ist und mit uns diskutieren und Ideen entwickeln möchte.
Haben GASB und PAW schon einmal darüber nachgedacht, Schulmaterial zu synthetischer Biologie und anderen Themen zu erstellen?
Antwort PAW: Bei PAW haben wir uns damit zwar gedanklich bereits beschäftigt, aber noch ist nichts konkret in Planung.
Antwort GASB: Tatsächlich ist es so, dass GASB Mitglied des VBIO ist, worüber wir uns an Statements beteiligt haben, die sich gezielt mit Themen wie Synthetische Biologie und neuere Methoden wie CRISPR in Schulen auseinandersetzen. Zusätzlich gibt eine eine aktive Untergruppe innerhalb von GASB die sich mit diesem Thema befasst und derzeit daran arbeitet Lehr/Schulmaterial zu Synthetischer Biologie zusammenzutragen und zu erstellen um zukünftig der Ansprechpartner für Bildungsangelegenheiten zum Thema Synthetischen Biologie zu sein.
Wo liegen die Unterschiede zwischen SynBio und “klassischer” Gentechnik?
Antwort: Unter klassischer Gentechnik werden verschiedenste Verfahren zusammengefasst, welche zur Veränderung des Erbguts von Organismen genutzt werden. Die synthetische Biologie ist ein eigenständiger Bereich, der sich zwar ebenfalls solchen Verfahren bedient, jedoch noch darüber hinausgeht. Mit standardisierten genetischen Bausteinen und Werkzeugen will die synthetische Biologie bestehende biologische Systeme neugestalten, verbessern und sogar komplett neue Systeme bauen, die so in der Natur noch nicht existieren. Hierfür wird das Prinzip der Standardisierung aus den Ingenieurswissenschaften übernommen – mit standardisierten Komponenten lassen sich komplexe Systeme verlässlicher gestalten. Auch ist die synthetische Biologie stark interdisziplinär aufgebaut: Mathematik, Informatik, Chemie, Physik und viele weitere Bereiche werden hier zusammengeführt, mit dem Ziel biologische Systeme so exakt wie möglich zu konstruieren.
Diese zentralen Dogmen der Multidisziplinarität und Standardisierung erweitern also “klassische” gentechnische Verfahren hin zu einem größeren und komplexeren Feld – der synthetischen Biologie.
Welche Gefahren seht ihr bei CRISPR im Sinne der Nachhaltigkeit?
Antwort:
CRISPR in der Pflanzenzüchtung ist eine Methode von Vielen. Entscheidend ist, mit welchem Ziel sie eingesetzt wird. In der Landwirtschaft wird die Nachhaltigkeit vor allem durch Ressourcenverbrauch (bspw. Dünger oder Wasser), durch Auswirkungen auf die Biodiversität (Flächenverbrauch, Pflanzenschutzmittel) oder unzureichende Produktion (Ertragsverluste) gefährdet. Wann immer also mithilfe von CRISPR gezüchtete Pflanzen mehr Fläche, Dünger oder Pestizide brauchen als vergleichbare andere Pflanzen, ist es durchaus problematisch für die Nachhaltigkeit. Wissenschaftliche Untersuchungen zeigen aber, dass die Ansätze, die aktuell mit CRISPR verfolgt werden, tatsächlich oft weniger Fläche, weniger Dünger oder weniger chemischen Pflanzenschutz brauchen. Nach aktuellem Stand des Wissens ist nicht davon auszugehen, dass von der Methode selbst ein besonderes Risiko für Mensch oder Umwelt ausgeht. Um CRISPR für mehr Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft einsetzen zu können, kommt es vor allem auf einen rechtlichen Rahmen an, der möglichst sinnvolle, vielfältige Ansätze ermöglicht, in dem der Zugang zur Methode und ihre Anwendung nicht durch unverhältnismäßige Regulierung und restriktive Patente wenigen großen Konzernen vorbehalten ist.
Beschäftigt ihr euch mit effektiven Mikroorganismen?
Antwort: Zurzeit arbeiten wir bei PAW ausführlich am Thema Mikroorganismen und Nachhaltigkeit, u.a. in Form einer Reihe von Beiträgen auf unserer Webseite. Das passt übrigens auch sehr gut zum diesjährigen Wissenschaftsjahr Bioökonomie des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. „Effektive Mikroorganismen“ also z.B. kommerzielle Mischungen verschiedener Bakterienspezies zur Bodenverbesserung oder Pflanzengesundheit, werden wir auch genauer beleuchten. Genauso wie Mikroben als Pflanzenschutzmittel eingesetzt werden oder Mikrobiome in der Landwirtschaft wichtige Ansatzpunkte sein können. Insgesamt sehen wir in der Erforschung und Anwendung von Mikroorganismen eine große Chance als Alternativen für bestehende, nicht nachhaltige Verfahren und als neue Nutzorganismen der Landwirtschaft der Zukunft.
Wie diskutiert man mit Gentechnik-”Gegner*innen”?
Antwort: Dafür haben wir auch kein Patentrezept. Wir versuchen, möglichst offen, fair, ehrlich und konstruktiv zu diskutieren.
Dabei ist es besonders wichtig, berechtigte Kritik wahrzunehmen! Es gibt eigentlich hauptsächlich zwei Debatten, die aber häufig vermischt werden: eine, die naturwissenschaftlich geführt wird und mit haufenweise Studien etc. die Chancen und Risiken Grüner Gentechnik für Umwelt und Gesundheit aufzeigt. Und dann geht es um Fragen der sozialen, ökonomischen und ethischen Perspektiven, die von Naturwissenschaften nicht geklärt werden können. Gerade wenn das getrennt wird, kann man mit vielen konstruktiv kritisch über dieses Thema reden.
Welche Tipps habt ihr wie gute Wissenschaftskommunikation im Thema Grüne Gentechnik funktionieren könnte?
Antwort PAW: Auch dafür gibt es sicher nicht die eine Lösung. Das wichtigste ist, überhaupt erst einmal in einen Dialog zu treten. Häufig ist Ablehnung eher ein Mangel an Information oder z. B. die Sorge um sozioökonomische Folgen und keine zementierte Haltung.
Was sich gut bewährt hat, gerade im direkten Gespräch, ist erst einmal abzustecken, welche gesellschaftlichen Ziele verfolgt werden sollen, bspw. Nachhaltigkeit oder die Lösung globaler Probleme wie der Klimakrise. Dann über mögliche Anwendungen zu reden und dann die Rolle von Gentechnik anzusprechen. Vielen ist schlicht gar nicht bewusst, wozu wir all das eigentlich außerhalb von “Monsanto” und “Big Business” erforschen oder brauchen könnten.
Antwort GASB: Zusätzlich finden wir es wichtig, dass diese Kommunikation nicht nur in den Kreisen und Örtlichkeiten stattfindet, wo sie schwer für die breite Öffentlichkeit erreichbar ist. Das bedeutet für uns z.B dass man eine öffentliche Diskussion nicht unbedingt in einem Universitären Gebäude veranstalten sollte, sondern eher einen Schritt auf die allgemeine Bevölkerung zugehen sollte, indem man Veranstaltungen wie diese in zentralen öffentlichen Gebäuden abhält.
Wie könnten wir der Food vs. Feed Debatte begegnen?
Antwort:
Die Landwirtschaft produziert seit jeher Nahrung, Futter und nachwachsende Rohstoffe. Doch fruchtbarer Ackerboden ist weltweit begrenzt und es sollten nicht noch mehr natürliche Ökosysteme der Landwirtschaft weichen müssen, will man das rasante Schwinden der Biodiversität stoppen. Wir nutzen die Böden nicht nur zur Produktion von Nahrungsmitteln für eine wachsende Weltbevölkerung, sondern zu einem großen Teil auch für den Anbau von Futtermitteln. Dazu werden global gesehen vor allem Böden genutzt, die sich nicht zur direkten Lebensmittelproduktion eignen, aber bspw. als Grünland über den “Umweg” Tier dennoch dafür genutzt werden können. Aber auch Fruchtfolgen auf dem Acker, insbesondere wenn sie möglichst vielfältig sein sollen, lassen sich nicht allein mit Brotgetreide und Kartoffeln gestalten. Hier haben auch Futterpflanzen einen wichtigen Platz. Zusätzlich kommt in den letzten Jahrzehnten wieder verstärkt der Anbau für Bioenergie und biobasierte Materialien hinzu, die zwar einen Beitrag zum Klimaschutz leisten können, aber gleichzeitig auch den Flächendruck weiter erhöhen. Um das alles unter einen Hut zu bringen, müssen wir sowohl nachhaltiger produzieren als auch nachhaltiger konsumieren. Auf der Produktionsseite muss durch eine nachhaltige Intensivierung möglichst viel mit einem möglichst kleinen ökologischen Fußabdruck produziert werden. Auf der Konsumseite sind die nötigen Maßnahmen international sehr unterschiedlich: In Europa sind zum einen die Lebensmittelverschwendung, aber auch der Überkonsum große Baustellen. Eiweißalternativen, wie bspw. Hülsenfrüchte, Algen, Insekten oder Mikroorganismen könnten zu einem reduzierten Fleischkonsum beitragen. Auf der anderen Seite können effizientere Futtermittel, die bspw. bei der Lebensmittelproduktion anfallen und nicht vom Menschen verwertet werden können, eine Rolle spielen. Schließlich sollte die Konkurrenz um fruchtbaren Ackerboden auch dadurch entschärft werden, indem man, soweit möglich, mit der Produktion auf Flächen ausweicht, auf denen bisher nichts wächst: Wüsten, Städte, degradierte Flächen, alte Bergbaustandorte oder sogar unterirdische Produktionsanlagen. Hier können neue Ansätze und Technologien wie Hydro- bzw. Aquaponik, geschlossene Algenreaktoren, Insekten– oder Pilzfarmen zum Einsatz kommen.
Welche Rolle spielen pflanzliche Proteinquellen?
Antwort: Bei PAW beschäftigen wir uns viel mit unserem Ernährungssystem und wie wir es nachhaltiger gestalten können. Eine Möglichkeit ist es, den hohen Fleischkonsum hierzulande zu reduzieren, indem man auf Produkte mit pflanzlichen Proteinen zurückgreift. Martin hat bereits viel darüber nachgedacht, auf unserem Blog geschrieben und mutig probiert.
Wie kann synthetische Biologie mit agrar-ökologischen Ideen wie Permakultur oder regenerativer Landwirtschaft in Einklang gebracht werden?
Antwort: Beide Konzepte beantworten ganz andere Fragen, so zielt synthetische Biologie eher auf einzelne Problemfragen, während systemische Konzepte wie Agrarökologie eher die Grundsätze des Anbaus angehen. Das sind zwei verschiedene Perspektiven, die sich sehr gut ergänzen können. Eine Agrarökologie mit synthetisch optimierten Pflanzen oder einer biobasierten Industrie für Düngemittel und Pflanzenschutzmittel, die umweltverträglicher sind, stellen mögliche Synergien dar.
Wie steht ihr zum Verhalten der landwirtschaftlichen Industrie?
Antwort: Auch die landwirtschaftliche Industrie besteht aus Wirtschaftsunternehmen. Deren übergeordnetes Ziel ist also in erster Linie das finanzielle Interesse der Gesellschafter*innen und Aktionär*innen. Das kann, muss aber nicht den Interessen der Allgemeinheit entsprechen. Dass soziale und ökologische Standards oft nur eingehalten werden, wenn es gesetzlich erforderlich ist, wird etwa am Verhalten vieler Agrarkonzerne im globalen Süden deutlich.
Letztlich gibt es aber natürlich nicht „die Industrie“ und ein gemeinsames Verhalten. In unserer marktwirtschaftlich organisierten Agrarwirtschaft spielen unterschiedliche Unternehmen logischerweise völlig verschiedene Rollen. Es bedarf der richtigen Rahmenbedingungen, damit sich Konzerne so verhalten, wie wir es uns als Gesellschaft vorstellen.
GASB meets PAW Vol. 2 – Pflanzen der Zukunft, Züchtung für Morgen
- GASB meets PAW Vol.3 – Eine Landwirtschaft zwei Systeme - 17. Dezember 2020
- GASB meets PAW Vol. 2 – Pflanzen der Zukunft, Züchtung für Morgen. - 22. Oktober 2020
- GASB meets PAW – Synbio trifft Nachhaltigkeit - 13. August 2020
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