Ein innovatives Labor für klimaresistente Pflanzen

An der Universität Wageningen in den Niederlanden hat ein internationales Forschungsteam ein hochmodernes Labor eingerichtet, um die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels zu untersuchen. In einem speziellen Raum werden junge Tomatensetzlinge unter Bedingungen kultiviert, die das Klima Indiens simulieren. Zahlreiche Kameras und Sensoren erfassen kontinuierlich Daten zu Farbe, Temperatur und Photosyntheseleistung der Pflanzen. Die Wissenschaftler setzen die Pflanzen verschiedenen Stressoren aus, darunter Hitze, Kälteschocks und erhöhte Salinität, um genetische Merkmale zu identifizieren, die eine Anpassung an den Klimawandel ermöglichen könnten. Rick van de Zedde, Programmmanager am Netherlands Plant Eco-Phenotyping Centre (NPEC), beschreibt das Labor als „Fitnessstudio für Pflanzen“.

Die Dringlichkeit der Forschung

Die Landwirtschaft steht vor enormen Herausforderungen. Traditionell basierte sie auf vorhersehbaren Wetterbedingungen, doch der Klimawandel hat dieses Gleichgewicht gestört. Steigende globale Temperaturen führen zu häufigeren Hitzewellen, längeren Dürreperioden und extremen Überschwemmungen. Diese Entwicklungen gefährden die landwirtschaftlichen Erträge weltweit. In Deutschland warnten Landwirte in diesem Sommer vor Ernteausfällen aufgrund der extremen Hitze. Auch in Frankreich, Ungarn und dem Vereinigten Königreich wurden bereits Rückgänge bei den Getreideernten verzeichnet. Gleichzeitig steigt die Nachfrage nach Nahrungsmitteln: Bis 2050 wird die Weltbevölkerung voraussichtlich 10 Milliarden Menschen erreichen. Zusätzlich wächst der Bedarf an Pflanzen für die Herstellung von Biokraftstoffen und Tierfutter.

Hightech-Methoden in der Pflanzenforschung

Die Niederlande sind ein globaler Vorreiter in der landwirtschaftlichen Innovation. In den Gewächshäusern der Universität Wageningen werden Umweltbedingungen wie Dürren, tropische Luftfeuchtigkeit oder frostige Nächte simuliert. Automatisierte Waagen messen alle drei Minuten das Gewicht verschiedener Baumarten, um deren Wasserbedarf zu ermitteln. Hochauflösende Scanner erfassen die Bewegung der Blätter im Rahmen der Phänotypisierung – einer Methode, bei der die äußeren Merkmale von Pflanzen analysiert werden. Diese Technologien ermöglichen es, Tausende von Pflanzen gleichzeitig zu untersuchen und so die Effizienz der Forschung deutlich zu steigern. Dennoch können selbst die modernsten Labore nicht alle realen Bedingungen abbilden. Daher dienen Feldversuche mit Gerste als wichtige Ergänzung, bei denen mobile Bildgebungsverfahren und GPS-Systeme zum Einsatz kommen.

Von der Forschung zur Anwendung

Die gewonnenen Daten ermöglichen es den Forschern, DNA-Profile zu identifizieren, die mit einer Toleranz gegenüber bestimmten Stressoren korrelieren. Durch gezielte Kreuzung von Sorten – beispielsweise einer ertragreichen Sorte mit einer robusten – entstehen Nachkommen, die besser an die veränderten Klimabedingungen angepasst sind. Die niederländische Regierung und Pflanzenzuchtunternehmen entscheiden anschließend, welche Sorten weiterentwickelt werden. Allerdings gibt es auch Kritik an diesen Methoden. Alan Pauls, Doktorand am Genetiklabor der Universität, berichtet von Vorbehalten älterer Generationen, die Laborpflanzen mit gentechnisch veränderten Organismen (GVOs) assoziieren. In der EU sind GVOs streng reguliert, und in Wageningen machen sie nur etwa fünf Prozent der Experimente aus. Die meisten Versuche zielen darauf ab, natürliche Prozesse zu beschleunigen, indem vorhandene genetische Merkmale durch Phänotypisierung ausgewählt werden.

Die Zukunft der Landwirtschaft

Die Forschung in Wageningen zeigt, dass moderne Technologien unverzichtbar sind, um die wachsende Weltbevölkerung unter den Bedingungen des Klimawandels zu ernähren. Die Wissenschaftler betonen, dass die Beschleunigung natürlicher Zuchtprozesse notwendig ist, um rechtzeitig Lösungen zu finden. Die Kombination aus Labor- und Feldforschung bietet dabei die beste Grundlage, um Pflanzen zu entwickeln, die den Herausforderungen der Zukunft gewachsen sind.