Neue Pflanzensorten aus alten

Vom „Awake!“-Korrespondenten in Großbritannien

HEUTE gibt es eine erstaunliche Vielfalt an verschiedenen Pflanzensorten. Vom Holzapfel sagte Plinius vor zweitausend Jahren, er sei so sauer, daß ein Messer davon stumpf werde. Andere Apfelsorten dagegen sind sehr schmackhaft, und die Auswahl ist außerdem groß. Ein Buch über Obst, das vor über hundert Jahren in den Vereinigten Staaten erschienen ist, gibt die Zahl der verschiedenen Apfelsorten mit 1 823 an. Doch alle, obschon sie so unterschiedlich sind, stammen von gemeinsamen Vorfahren ab. Aus alten Sorten sind neue entstanden. Wie hat man das erreicht?

Als der Mensch auf dem Gebiet der Landwirtschaft und des Gartenbaus erfahrener wurde, hat er zweifellos eine bessere Auslese unter den Samen getroffen, die er als Saatgut aufhob. Er wählte den Samen der Reben aus, die die größten Trauben trugen, der Apfelbäume, die die süßesten Apfel hervorbrachten, den der Ölbäume mit den größten Oliven usw. Allmählich erzielte er so Pflanzen, die den Wildformen immer unähnlicher wurden.

Doch erst in neuerer Zeit hat man Kreuzungen vorgenommen, um erwünschte Merkmale verschiedener Eltern zu vereinen. Auf diese Weise neue Pflanzensorten aus alten zu züchten ist nicht immer leicht, wie Professor L. H. Bailey gegen Ende des 19. Jahrhunderts feststellte.

Bailey kreuzte eine bestimmte Sorte Gartenkürbis (Bergen) mit einer Flaschenkürbispflanze und die nächste Generation wiederum mit einer Gartenkürbispflanze. Im Jahre 1891 waren die Früchte der zweiten Generation denen des Bergenkürbisses ähnlich: Sie hatten eine dünne, papierähnliche Schale, aber dickes, schönes gelbes Fleisch. Die Schale schützte die Frucht vor dem Frost, auch blieb sie unversehrt, wenn sie nicht sorgfältig transportiert wurde. Das Fruchtfleisch ließ sich gut kochen. „Aber der Geschmack“, klagte Bailey, „gleicht einem Konzentrat von Chinin, Galle und Wasserdost! Der Geschmack des Flaschenkürbisses war immer noch da.“

Seit jener Zeit hat der Mensch viel dazugelernt. Heute gibt es mindestens fünf Methoden, um bessere Pflanzensorten zu züchten.

Sports

Eine Möglichkeit, neue Sorten zu entwickeln, ist die Nutzung der „Sports“. Der Pflanzenzüchter versteht unter dem Ausdruck „Sports“ Einzelpflanzen, die sich in gewisser Hinsicht auffallend vom Elterntypus unterscheiden, indem sie eine neue Spielart darstellen. Wie entstehen solche Spielarten?

In 200 000 Fällen kommt es ungefähr einmal vor, daß sich beim Erbvorgang, durch den sich die Gene (Erbfaktoren) verdoppeln, kleine Unstimmigkeiten ergeben. Auslösende Faktoren können verschiedene Strahlenarten, Wärme oder chemische Stoffe sein. Die Folge einer solchen genetischen Veränderung im Erbgefüge ist eine „Mutation“. Die meisten Mutationen sind rezessiv (nicht in Erscheinung tretend) und daher nicht gleich erkennbar. Mit der Zeit jedoch mag eine rezessive Mutation in Form eines neuen Merkmals erkennbar werden. Dieses neue Merkmal mag so auffallend sein, daß es die Aufmerksamkeit auf sich zieht (beispielsweise gefüllte Blüten), und man findet, es sei es wert, trotz einer möglicherweise geringeren Fruchtbarkeit, züchterisch erhalten zu werden. Pflanzen, bei denen ein verändertes Merkmal auftritt, sind die „Sports“ der Pflanzenzüchter. Wenn nur an einer Knospe oder an einem Zweig neue Merkmale auftreten, werden sie als „Knospensports“ bezeichnet. Da sich die genetische Veränderung auch auf den Samen der Pflanze auswirkt, wird das neue Merkmal vererbt.

Auslesezüchtung von Hybriden

Eine weitere Methode, Pflanzensorten zu verbessern, ist die Auslesezüchtung (Selektion) von Hybriden. Diese Methode wurde angewandt, um einen Apfelbaum zu entwickeln, dem die kalten Wintertemperaturen Nordwestkanadas nichts anhaben konnten. Im Jahre 1887 begann Dr. Saunders, Sämlinge eines kleinen sibirischen Holzapfels, des Beerenapfels (Malus baccata), zu ziehen, der Temperaturen von minus 34 Grad Celsius vertrug. Sieben Jahre danach blühten die Sämlinge, und er kreuzte sie daraufhin mit süßen Apfelsorten. Die verheißungsvollsten von 800 herausselektierten Sämlingen setzte er dem rauhen Klima Nordwestkanadas aus — sie überdauerten. Nach einiger Zeit blühten auch diese, und Dr. Saunders kreuzte sie, obschon ihre Früchte klein waren, mit Kulturformen. Unter den Nachkommen befanden sich einige mit den großen, süßen Früchten der kultivierten Eltern und der Widerstandsfähigkeit ihres sibirischen Vorfahren.

Kreuzen von Inzuchtlinien

Eine weitere wichtige Methode, neue Pflanzensorten zu entwickeln, ist das Kreuzen von Inzuchtlinien, um Wuchs oder Vitalität der Bastarde zu steigern. In einigen Nutzpflanzen, die schon seit Jahrhunderten angebaut werden, mögen sich viele mutierende Gene angehäuft und diese Pflanzen geschwächt haben. Das ist so, weil die Inzucht die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß rezessive Merkmale, deren Träger mutierende Gene sind, in den Nachkommen der Pflanzen auftreten, was zu einem allmählichen Nachlassen des Pflanzenwuchses führt und damit auch des Ertrags. Kreuzt man zwei Inzuchtlinien, so wird die Wuchsfreudigkeit in einem überraschenden Maße wiederhergestellt; noch größer ist die Steigerung, wenn man vier Inzuchtlinien, die nicht miteinander verwandt sind, in zwei Generationen kombiniert. Diese Verbesserung kann nur bei gewissen Pflanzen erzielt werden, aber beim Mais beispielsweise ist die Wirkung phänomenal.

Vermehrung der Chromosomenzahl

Eine vierte Methode, neue Pflanzensorten zu züchten, ist die Vermehrung der Chromosomenzahl. Normalerweise steuert jede Geschlechtszelle einen halben Chromosomensatz (die haploide Zahl) bei. Nach der Befruchtung vereinigen sich diese Chromosomen, um in jeder Zelle die diploide (doppelte, d. h. vollständige) Chromosomenzahl zu bilden. Fast bei allen Tieren und den meisten Pflanzen ist dies die normale Chromosomenzahl. Aber es gibt Pflanzen, die mehr Chromosomen besitzen und dennoch gesund sind. Pflanzen mit drei, vier, fünf, sechs, sieben und acht halben Chromosomensätzen sind sogenannte Triploide, Tetraploide, Pentaploide, Hexaploide, Heptaploide und Oktoploide. Solche Pflanzen sind oft größer und vitaler, doch weniger fruchtbar als diploide. Eine Kultursorte des Cayennepfeffers zum Beispiel (tetraploid) hat Blätter, die im Durchschnitt viermal so schwer sind wie seine diploiden Verwandten. Die Frucht ist etwa fünfhundertmal so schwer!

Um haploide Geschlechtszellen aus diploiden Körperzellen zu bilden, paaren sich die Chromosomen wie zwei Reihen von Tanzpartnern. Dann entstehen aus einer ursprünglichen Zelle vier Zellen, und jede besitzt nur die haploide Chromosomenzahl. Sind es mehr als zwei Zellen mit ähnlichen Chromosomen, finden gewöhnlich ein bis zwei Chromosomen keinen Partner (das ist unweigerlich so, wenn die Elternzelle triploid, pentaploid oder heptaploid ist). Selbst bei tetraploiden Zellen teilen sich die Chromosomen in drei und eins und nicht in zwei und zwei. Diese Ungleichheit führt leicht zu Sterilität. Doch selbst wenn nur fünf Prozent der weiblichen Geschlechtszellen befruchtet werden, reicht es aus, um Frucht zu erzeugen.

Wird Kolchizin (Alkaloid der Herbstzeitlose) auf rasch wachsende Sämlinge, Stecklinge oder Veredlungen angewandt, kann heutzutage die Vermehrung der Chromosomen beinahe nach Maß erreicht werden. Mit Hilfe von Röntgenstrahlen können selektiv die verbleibenden diploiden Zellen abgetötet werden.

Bastardierung und Chromosomenvermehrung

Eine fünfte Methode, neue Pflanzensorten zu gewinnen, verbindet die Bastardierung von Arten mit der Chromosomenvermehrung. Wenn nicht sehr nahe verwandte Pflanzenarten gekreuzt werden, sind die Nachkommen häufig vital, aber steril. Chromosomenvermehrung durch die Anwendung von Kolchizin stellt die Fruchtbarkeit wieder her, vielfach sogar in vollem Maße.

Im absoluten Sinne nicht neu

Man darf indessen nicht denken, daß die Pflanzenzüchter lediglich geeignete Elternpflanzen auswählen und kreuzen müssen, um im Handumdrehen eine neue schmackhafte Sorte zu erhalten. Manchmal wird durch jahrelange harte Arbeit und die Selektion Tausender von Sämlingen eine neue Sorte entwickelt, die indessen nicht besser ist als die alte. Es gibt viele Enttäuschungen. Außerdem sind nicht alle neuen Sorten so nahrhaft wie die alten. Die weißen Kohlsorten enthalten beispielsweise weniger Vitamin A und Vitamin C als die grünen; doch der Grünkohl mit seinen krausen grünen Blättern ist gröber, härter und schwerer zu verdauen.

Unser heutiges Verständnis der Genetik führt uns zu der Erkenntnis, daß der Mensch durch seine Pflanzenzüchtungen eigentlich nichts Neues entwickelt hat. Das gilt auch ganz besonders für die natürliche Auslese oder den blinden Zufall, von dem in Verbindung mit der Evolutionstheorie gesprochen wird. Die Ehre gebührt voll und ganz dem Schöpfer, der die Pflanzen so geschaffen hat, daß sie Generationen hindurch als Wildform bestehen konnten und daß der Mensch durch Züchtung eine so wunderbare Vielfalt zu entwickeln vermag. Bei der Entwicklung neuer Pflanzensorten hat der Mensch lediglich die Möglichkeiten genutzt, die von Anfang an in den Pflanzen vorhanden waren.