Dieser Artikel von Sara Kirstine Hald wurde ursprünglich von Arctic Hub veröffentlicht.
Bäume, die vor zwei Millionen Jahren in Grönland wuchsen, könnten in Zukunft unsere Nahrungsmittelversorgung sichern, sagt Eske Willerslev, einer der weltweit führenden Genetiker.
Die Klimakrise führt zu immer unbeständigeren Wetterverhältnissen, die sich auf unsere Nahrungsmittelproduktion auswirken.
„Im Moment besteht das Problem darin, dass die Klimaveränderungen so schnell vonstatten gehen, dass die Natur nicht unbedingt in der Lage sein wird, mitzuhalten und sich rechtzeitig anzupassen. Und in Bezug auf Lebensmittel ist das ein großes Problem“, sagt Eske Willerslev, Professor am Globe Institute der Universität Kopenhagen und Leiter des Centre of Excellence in GeoGenetics.
„Unsere Nahrungsmittelproduktion ist weltweit zurückgegangen, und wenn wir nichts dagegen tun, werden wir in wenigen Jahrzehnten verhungern.“
Doch der weltweit renommierte Forscher hat eine Idee. Er hat in altertümlicher DNA aus Grönland neue Eigenschaften entdeckt, die seiner Meinung nach „enormes Potenzial“ im Hinblick auf die drohende Nahrungsmittelkrise bergen.
In Grönland war es früher 15 Grad wärmer
Vor zwei Millionen Jahren war es in Grönland 15 Grad wärmer als heute. Das Land befand sich jedoch genau an der gleichen Stelle, so dass die Lichtverhältnisse unverändert geblieben sind; die Hälfte des Jahres ist es sehr dunkel und die andere Hälfte sehr hell. Und die Sonne steht tief am Himmel.
„Hier in der Arktis gibt es einen sehr niedrigen Sonnenwinkel. Das bedeutet, dass die Pflanzen das Sonnenlicht besser einfangen müssen, weil es weniger davon gibt“, sagt Eske Willerslev.
Die Pappeln, die vor zwei Millionen Jahren in der Kap København-Formation in Nordostgrönland wuchsen, waren offenbar gut darin. In DNA-Proben von den Bäumen haben Eske Willerslev und sein Forschungsteam eine ganz besondere Genmutation – das heißt eine Genvariation – gefunden.
„Unsere Nahrungsmittelproduktion ist weltweit zurückgegangen, und wenn wir nichts dagegen tun, werden wir in wenigen Jahrzehnten verhungern.“
Eske Willerslev
Das Gen trug dazu bei, dass sich die alten Bäume an die besonderen Bedingungen in Nordostgrönland anpassen konnten, und soweit Eske Willerslev weiß, kommt es heute in keiner Pflanze mehr vor.
„Diese Mutation ist interessant. Könnte sie bedeuten, dass wir Pflanzen an anderen Orten – unter anderen Lichtverhältnissen – wachsen lassen können als heute?“, fragt Eske Willerslev.
Eske Willerslev erzählt in diesem Video mehr darüber.
Ein genetischer Fahrplan
In Zusammenarbeit mit dem Carlsberg-Labor in Kopenhagen versucht Eske Willerslev, moderne Pflanzen mit Hilfe des grönländischen Gens resistenter zu machen. Er glaubt, dass die Nahrungsmittelkrise durch die Übertragung der außergewöhnlichen Fähigkeit der Pflanzen der Vergangenheit, Sonnenlicht einzufangen, auf die heutigen Nutzpflanzen gelindert werden könnte.
„Derzeit führen wir Experimente mit Gerste durch. Wir haben Pflanzen mit der Mutation und Pflanzen ohne Mutation, die unterschiedlichen Lichtverhältnissen ausgesetzt sind. Es ist noch zu früh, um Schlussfolgerungen zu ziehen, aber es scheint, dass das Gen einen Unterschied im Wachstum der Pflanzen bewirkt“, sagt Eske Willerslev.
„Es ist noch zu früh, um Schlussfolgerungen zu ziehen, aber es scheint, dass das Gen einen Unterschied im Wachstum der Pflanzen bewirkt.“
Eske Willerslev
Laut Eske Willerslev geht es bei dem Experiment darum, die eigenen Lösungen der Natur zu nutzen, um moderne Probleme zu lösen – die Lösungen, die sie entwickelt hat, um sich im Laufe der Zeit an Klimaveränderungen anzupassen.
„Wenn man DNA aus dem Boden entnimmt, erhält man einen genetischen Fahrplan. Man kann sehen, wie sich Pflanzen und Tiere unter verschiedenen Klimabedingungen angepasst haben. Die Proben aus Grönland können uns etwas darüber sagen, wie sich die Natur angepasst hat, als es hier wärmer war – so wie es jetzt wird“, sagt Eske Willerslev.
Unbeständiges Wetter schafft neue Anforderungen
Laut Eske Willerslev ist es problematisch, dass wir heute auf unseren Feldern völlig uniforme Pflanzen haben – sogenannte „Monokulturen“ – weil sie nicht sehr widerstandsfähig sind.
„In den letzten Jahrhunderten haben wir Pflanzen gezüchtet, die auf Kosten von allem anderen gute Erträge bringen. Und den Rest haben wir mit Stickstoff, Pestiziden und viel Wasser kontrolliert. Man könnte sagen, das hat funktioniert, weil das Klima stabil war, aber das ist nicht mehr der Fall“, sagt Eske Willerslev.
„Wenn man DNA aus dem Boden extrahiert, erhält man einen genetischen Fahrplan“.
Eske Willerslev
Das unbeständige Wetter stellt neue Anforderungen an unsere Kulturpflanzen. Und genau hier kommen die Gene aus Grönland ins Spiel.
Der Genetiker hofft, durch eine „Reise in die Vergangenheit“ sowohl in Grönland als auch an anderen Orten der Welt Gene zu finden, die unsere Landwirtschaft widerstandsfähiger gegen den Klimawandel machen können.
Enormes Potenzial
Das Experiment im Carlsberg-Labor ist klein und noch sehr neu. Um eine statistische Analyse durchzuführen, müsste ein größeres Experiment gestartet werden, erklärt Eske Willerslev. Er glaubt jedoch, dass es ein enormes Potenzial hat.
„Die Fähigkeit der Pflanzen, Sonnenlicht einzufangen, ist nur der Anfang. Es gibt noch viele andere Mutationen, auch solche, die die Keimungsgeschwindigkeit beeinflussen, mit denen wir arbeiten können“, sagt Eske Willerslev.
Er geht davon aus, dass das erste Experiment mit den Gerstenpflanzen im Carlsberg-Labor in etwa sechs Monaten abgeschlossen sein wird. Derzeit arbeitet er an der Beschaffung von Mitteln für weitere Forschungen auf diesem Gebiet.
Die älteste DNA der Welt
Die Genmutationen in diesem Experiment stammen aus Proben, die für ein Forschungsprojekt aus dem Jahr 2022 gesammelt wurden. In diesem Projekt kartierten Eske Willerslev und sein Forschungsteam vom Globe Institute der Universität Kopenhagen die älteste DNA der Welt. Sie stammt aus der Zeit vor der letzten Eiszeit, die vor etwa zehntausend Jahren endete.
Das Projekt ergab, dass es vor zwei Millionen Jahren in der Gegend um die Kap København-Formation, die heute eine arktische Wüste ist, Bäume, Mastodons und Vorfahren der Rentiere gab. Es gab eine Mischung von Arten, von denen einige heute in der Arktis zu finden sind, während andere in der gemäßigten Zone, wie zum Beispiel in Dänemark, vorkommen. Ein ähnliches Ökosystem gibt es heute nirgendwo auf der Welt.
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