Die Entstehung der europäischen Universitäten im Hochmittelalter wurde stark von der Scholastik beeinflusst. Die Scholastik ist ursprünglich eine Art der Beweisführung in theologischen und philosophischen Diskursen, die mithilfe von logischen Schlüssen den Wahrheitsgehalt von Behauptungen untersucht. Zu diesem Zwecke wurden Methoden entwickelt, die auf dem Prinzip der Deduktion beruhen und spezifische Aussagen von allgemeinen Prinzipien mithilfe logischer Aussagen ableiten. Allerdings hatten die Scholastik und ihre Vertreter nicht das beste Image, weil sie wegen ihrer Neigung zur exakten logischen Argumentation als kleinkariert galten. Kein Wunder: Man beschäftigte sich zum Beispiel mit der Frage, wie viele Engel auf einer Nadelspitze Platz haben.
Dennoch haben Scholastiker wesentlich zur Entstehung der Universität als Organisationsform der Wissenschaft beigetragen und Grundlagen für die Entstehung der modernen wissenschaftlichen Methode gelegt. Ein wichtiger Beitrag der Scholastik ist unter anderem die Entwicklung von Regeln für logisches Schlussfolgern und das Erkennen von Fehlschlüssen und Scheinargumenten. Man entwickelte Lehr- und Unterrichtsmethoden, wie eine Diskussion strukturiert werden kann, um den Austausch von Argumenten und das Erkennen der Wahrheit zu unterstützen. Die wissenschaftliche Methode wurde später mit Regeln für induktives Schlussfolgern, der Theorie des experimentellen Designs und der Statistik erweitert. Als Ergebnis haben wir einen Werkzeugkasten, der es erlaubt, Aussagen und Theorien zu überprüfen sowie falsche Logik und Scheinargumente zu entlarven. Diese Werkzeuge sind zum Beispiel im Quatsch-Erkennungs-Kit (Baloney Detection Kit) des amerikanischen Physikers und Wissenschaftskommunikators Carl Sagan beschrieben und zeigen ihren Nutzen in Diskussionen mit Wissenschaftsleugnern zu den Themen Klimawandel, Alternativmedizin und neuerdings auch zur Corona-Pandemie.
Machen wir einen Sprung in das 21. Jahrhundert und zum Thema grüne Gentechnik. Das Genome Editing mit dem CRISPR/Cas9-System ist weniger als ein Jahrzehnt alt. Die Methode wurde aus der Grundlagenforschung entwickelt und erlaubt es, an definierten Stellen im Genom Doppelstrangbrüche zu erzeugen. Ein großer Traum von Molekularbiologen ist wahr geworden: die Möglichkeit, komplexe Genome gezielt und kostengünstig zu verändern. Genomeditierung führt zu einer Revolution der biologischen Forschung und weckt große Hoffnungen auf nützliche Anwendungen in Medizin und Landwirtschaft. Mittlerweile gibt es zahlreiche Varianten der Genomeditierung. Sie ermöglichen zum Beispiel den gezielten Austausch einzelner Nukleotide oder kurzer Nukleotidsequenzen, die gleichzeitige Änderung vieler Positionen im Genom oder die Umgestaltung der Struktur von Chromosomen. In dieser Hinsicht bietet Genome Editing viel mehr Möglichkeiten zur Modifikation genetischer Information als die bisherige „klassische“ Gentechnik oder Mutagenese.
Die schnell ansteigenden Zahlen von Patenten und Publikationen lassen keinen Zweifel zu: „Genome editing is here to stay.“ Deswegen muss sich unsere Gesellschaft konstruktiv mit dieser neuen Technologie auseinandersetzen und die Rahmenbedingungen ihrer Anwendung verantwortungsvoll gestalten.
In der ursprünglichen Form der Genomeditierung mussten die Gene für die guide RNA und das Cas9-Protein durch Transformation in Zellen gebracht werden. Daraus resultieren transgene Organismen, obwohl die Vektoren durch Auskreuzung wieder entfernt werden können.
Unter anderem wegen dieser Ähnlichkeit zur bisherigen Gentechnik wird die Genomeditierung von Gentechnik-Gegnern scharf kritisiert. Viele Argumente sind eine Wiederholung der seit Jahrzehnten vorgebrachten Einwände gegen grüne Gentechnik: Die Methode sei ein unnatürlicher Eingriff in das Genom, würde vor allem der industriellen Landwirtschaft nützen und Monopolstrukturen verfestigen. Neue, Genom-basierte Züchtungsmethoden seien nicht notwendig, weil die gleichen oder sogar bessere und nachhaltige Züchtungsziele durch die Nutzung alter Sorten, mit „Smart Breeding“ oder ökologischen Anbauverfahren erreicht werden können. Die früheren Versprechen der Gentechnikindustrie seien nicht erfüllt worden, und deswegen ist auch zu erwarten, dass die jetzt wieder geschürten Erwartungen nur leere Heilsversprechen seien. Statt einer auf Genome und einzelne Gene fixierten Züchtung sei ein Systemwechsel zu einer nachhaltigen und systemorientierten Landwirtschaft nötig.
An dieser Stelle können wir die Scholastik ins Spiel bringen. Weil die alten Argumente gegen die neue Technologie der Genomeditierung verwendet werden, lohnt es sich, ihre Qualität zu überprüfen, um die Diskussion auf die wesentlichen und wichtigen Kritikpunkte zu fokussieren. Es fällt auf, dass Argumente gegen die grüne Gentechnik oftmals recht allgemein und kategorisch sind. Deswegen kann in diesen Fällen mit der Falsifikationstheorie von Karl Popper argumentiert werden, dass ein einziges Gegenbeispiel ausreicht, um solche Kritikpunkte zu widerlegen.
Biologisch begründete Einwände gegen das Genome Editing sind die „Unnatürlichkeit” der Technologie, eine höhere „Eingriffstiefe“ als andere Züchtungstechniken und die Störung der „Integrität“ von Zelle und Genom. Der Transfer von Genen über Artgrenzen würde in der Natur nicht vorkommen und transgene Pflanzen hätten deswegen ein besonders hohes Risikopotenzial im Vergleich zu herkömmlich gezüchteten Pflanzen.
Das Natürlichkeitskriterium in der ökologischen Pflanzenzüchtung umfasst den Verzicht auf synthetische Chemikalien, die Anpassung von Kulturpflanzen an die Bedingungen des Ökolandbaus und den Schutz der Integrität von Lebewesen [1]. Daraus wird das Gebot abgeleitet, auf In-vitro-Techniken zu verzichten, sowie auf Gentransfer, weil diese die Integrität eines Organismus auf allen Ebenen verletzen. Obwohl der Begriff der „Integrität“ in der ökologischen Züchtung eine große Rolle spielt, bleibt eine Suche nach einer genauen und in der biologischen Realität verankerten Definition erfolglos. Stattdessen findet man eine wachsende Zahl von Beispielen, bei denen die Integrität der Zelle und des Genoms von Pflanzen auf natürliche Weise verletzt wird. Das beginnt mit der Entstehung vieler Kulturarten wie dem Brotweizen durch die Verschmelzung der Genome von drei verschiedenen Gräserarten. In diesem biologischen Sinne ist der Brotweizen wie jede andere der zahlreichen durch Hybridisierung entstandenen Kulturpflanzen ein transgener Organismus.
Die Liste setzt sich fort mit jeder natürlichen oder von Menschenhand gemachten Kreuzung, weil sich die Genome von unterschiedlichen Pflanzensorten in Tausenden von Genen unterscheiden können. Als Beispiel soll die Weinrebe Vitis vinifera dienen. Von den etwa 37.000 Genen, die im Genom der Weinrebe codiert werden, unterscheiden sich die beiden Traubensorten Chardonnay und Cabernet Sauvignon in 2.217 Genen durch An-/Abwesenheit in einem der beiden Genome und in weiteren 9.330 Genen durch ihr Ploidielevel (haploid versus diploid) [2]. Fast ein Drittel aller Gene zeigt Unterschiede in ihrer genomischen Variation in nur zwei Traubensorten. Eine ganz normale Kreuzung dieser Sorten stellt somit ein nicht zu kontrollierendes genetisches Experiment dar, bei dem zahlreiche neue Genkombinationen geschaffen werden, welche mit Sicherheit die Integrität des Genoms im Vergleich zu den Eltern stark verändern.
Auch das Verbot des Gentransfers zwischen Arten lässt sich nicht mit dem Prinzip der Natürlichkeit begründen. Ein Beispiel ist die Süßkartoffel (Ipomoea batatas), in deren Genom das Ti-Plasmid und die von diesem Plasmid codierten und exprimierten bakteriellen Gene gefunden wurden. Eine neuere Studie dokumentierte die weite Verbreitung von natürlich vorkommenden transgenen Pflanzen [3]. In 23 von 275 untersuchten mono- und dikotyledonen Pflanzen konnten mit einer PCR die Integration der T-DNA von Agrobakterium (Agrobacterium tumefaciens) nachgewiesen werden. Wenn man diese Zahlen auf die Gesamtzahl der Arten in beiden Gruppen hochrechnet, kommt man auf mehr als 10.000 natürlich transgene Arten, die in der Natur existieren, ohne dass es bisher zu einer ökologischen Katastrophe gekommen ist!
Genomeditierung wird wie die klassische Gentechnik wegen ihrer hohen „Eingriffstiefe“ kritisiert. Ein tiefer Eingriff findet nicht mehr an den eigentlichen Phänomenen (zum Beispiel Phänotypen von Pflanzen) statt, sondern an den Strukturen, welche „die Phänomene sehr weitgehend steuern“ (zum Beispiel der DNA) [4]. Da tiefe Eingriffe mithilfe eines technischen Verfahrens durchgeführt werden, seien sie potenziell mit einem sehr hohen Risiko verbunden. Gentechnik-Kritiker verwenden den Begriff der Eingriffstiefe, um zwischen herkömmlicher Kreuzungszüchtung (geringe Tiefe), klassischer Mutagenese mit Chemikalien oder Bestrahlung (mittlere Tiefe) und moderner Mutagenese mit Genomeditierung (hohe Tiefe) zu unterscheiden.
In vielen Fällen macht eine Kategorisierung nach Eingriffstiefe, die den Prozess, aber nicht das Produkt der Veränderung bewertet, wenig Sinn. Das Gras Thinopyrum elongatum wird in der Weizenzüchtung als Quelle für Resistenzgene gegen verschiedene Krankheiten, darunter Körnerfusariose, verwendet. Allerdings führt die Einkreuzung von Resistenzgenen von Wildpflanzen oft zu einem Ertragsverlust, weil zusätzliche, nachteilige Gene eingeführt werden. Eine Genomanalyse identifizierte Fhb7 als Resistenzgen gegen Körnerfusariose und eine anschließende gentechnische Transformation verschiedener Weizensorten mit diesem Gen zeigte, dass es als Resistenzquelle hochwirksam ist, ohne nachteilige Effekte auf den Ertrag zu haben [5]. Kleine Ironie am Rande: Das Fhb7-Gen ist über einen natürlichen horizontalen Gentransfer von einem endophytischen Pilz auf die Wirtspflanze Thinopyrum elongatum übergesprungen. Um im Bild der Eingriffstiefe zu bleiben: Im Falle einer Rückkreuzung wird deutlich mehr Fremd-DNA in das Weizengenom eingeführt und dabei ein schlechteres Ergebnis erzielt als mit einer gentechnischen Transformation des gleichen Gens, bei dem keine zusätzliche DNA übertragen wird. Gleiches Produkt bei unterschiedlicher Eingriffstiefe: Müsste nicht die durch eine Kreuzung entstandene Pflanze genauso wie die GVO-Pflanze (von Gentechnisch veränderter Organismus) bewertet werden?
Weitere Kritikpunkte sind eine fehlende Rückholbarkeit von freigesetzten GVOs, das Risiko ihrer unkontrollierten Ausbreitung und die Entstehung von Superunkräutern durch Auskreuzung. Mit Genome Editing kann mittlerweile ein breites Spektrum von Veränderungen erzeugt werden. Diese reichen von der Mutation eines Nukleotids durch einen induzierten Doppelstrangbruch bis zum Einfügen eines neuen Stoffwechselwegs mittels induzierter Mutationen und dem Einfügen artfremder DNA. Muss eine Reissorte, bei der eine natürliche Resistenz gegen Reisbrand durch Genome Editing eines Nukleotids „nachgebaut“ wurde [6], der gleichen Risikoprüfung unterzogen werden, wie eine Reissorte, bei der durch Genomeditierung eine Genkassette eingefügt wurde, um den Provitamin-A-Gehalt des Korns zu erhöhen [7]? Totum pro parte, das Ganze für einen Teil nehmen: Eine solche Argumentation funktioniert in diesen Beispielen nicht.
Der Blick in die Natur und Züchtungsgeschichte mit Omics-Analysen und eine zunehmende Zahl von Studien zu Genfluss, Hybridisierung, Speziesinteraktionen in Pflanzen ermöglichen es, ökologische Risiken der Freisetzung genomeditierter Pflanzen viel besser a priori abzuschätzen und somit eine Risikoprüfung im Sinne eines evidenzbasierten Vorsorgeprinzips zu gestalten.
Das umgekehrte Argument ist pars pro toto, den Teil für das Ganze nehmen. Dieser Fehlschluss lässt sich am Beispiel von Gene Drives erklären. Gene Drives verändern die Mendelschen Regeln der Vererbung und können in wenigen Generationen zu einem Austausch von Varianten eines Gens in einer Population führen. Zum Beispiel können damit Männchen in Populationen von Malaria-übertragenden Mückenarten sterilisiert werden, um die Population lokal zu reduzieren und so die Verbreitung der Krankheit einzuschränken. Gene Drives werden oft als Worst Case angeführt, um eine restriktive Regulierung der Genomeditierung insgesamt zu fordern, weil eine unkontrollierte Ausbreitung dieses Systems zur Ausrottung von Arten führen könnte. In der Natur gibt es aber zahlreiche Beispiele für Gene Drives bei Säugetieren und Insekten. Sowohl natürliche als auch im Labor untersuchte Gene Drives zeigen in der Regel eine schnelle Evolution von Resistenzen gegen diese Systeme, weswegen sie nicht per se eine unbeherrschbare Gefahr darstellen, sondern im Einzelfall betrachtet werden müssen. Man kann künstliche Gene Drives nicht als grundsätzliches Pars-pro-toto-Argument gegen Genomeditierung insgesamt verwenden: Es wird zwar die gleiche Methode für die Genveränderung verwendet, aber der damit erzeugte genetische Mechanismus unterscheidet sich grundlegend von einer einzelnen Punktmutation in einem Gen.
An dieser Stelle kann man auch eine weitere, gerne verwendete Strategie zeigen, indem man behauptet, dass es auch andere Prozesse gibt, die nicht kontrolliert werden können. Zum Beispiel in der biologischen Schädlingsbekämpfung, bei der Nützlinge durch Koevolution außer Kontrolle geraten können, oder beim Einsatz von kommerziellen Bestäuberinsekten, welche die genetische Zusammensetzung und Pathogenbelastung von benachbarten Wildinsektenpopulationen zu deren Nachteil beeinflussen [8]. Wenn niemand die Abschaffung von biologischer Schädlingsbekämpfung oder fremden Bestäubern fordert, wieso soll man dann Gene Drives verbieten? Eine solche Argumentation ist als Whataboutism (auch bekannt als Tu-quoque-Argument, von lateinisch „auch Du“) bekannt und beliebt, um von eigenen schwachen oder widerlegten Behauptungen abzulenken.
Die hier beschriebenen Beispiele sollen nicht als Verharmlosung der Genomeditierung dienen, sondern als Begründung, dass eine pauschale Ablehnung einer neuen Technologie mit allgemeinen Hinweisen auf Natürlichkeit oder das Vorsorgeprinzip nicht ausreicht und eine differenzierte Betrachtung notwendig ist. Das ist im Übrigen auch die Position der gemeinsamen Stellungnahme der wissenschaftlichen Akademien und der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit der Forderung, dass „eine korrekte Anwendung des Vorsorgeprinzips erstens die Bestimmung der möglicherweise negativen Auswirkungen […] auf die Gesundheit und zweitens eine umfassende Bewertung des Gesundheitsrisikos auf der Grundlage der zuverlässigsten verfügbaren wissenschaftlichen Daten und der neuesten Ergebnisse der internationalen Forschung [erfordert]“.
Was aber, wenn die Kritik mit moralischen Argumenten geführt wird? Man hört oft, dass Genomeditierung nicht zu einem nachhaltigen Agrarsystem passe, weil sie auf Gene reduziert sei und sich für eine industrielle Landwirtschaft mit ihren riesigen Monokulturen eigne, aber keinen Beitrag zu einer auf Biodiversität, Ressourcenschonung und Systemorientierung setzende biologische Landwirtschaft leiste. Diese moralische Argumentation wird oft unterstützt durch scheinbar lustige Ausdrücke wie „Gentechnik-Fans“ oder dem Unwillen des Ökosektors zum „Mit-Crispern“. Gerne garniert man solche Aussagen mit Ad-hominem-Angriffen, indem man Forschenden vorwirft, sie würden sich zu Handlangern für die Gentechnik-Agenda der Industrie machen. Mit diesem Schwarz-Weiß-Denken und falschen Dichotomien redet man den eigenen Standpunkt stark und wertet die Gegenseite ab. Gegenbeispiele zeigen, dass eine solche Diskussionsstrategie nicht mehr funktioniert. Für den in Asien weit verbreiteten Reisbrand hat die Arbeitsgruppe von Wolf Frommer von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf in Zusammenarbeit mit dem internationalen Reisforschungsinstitut (IRRI) Reissorten mit genomeditierten Resistenzen entwickelt [6]. Diese Sorten werden in einem humanitären Projekt mit molekularer Pathogendiagnostik und digitalem Resistenzmonitoring zu einem nachhaltigen Resistenzmanagementsystem verbunden, um die Züchtung neuer resistenter Sorten zu beschleunigen und Landwirten zur Verfügung zu stellen [9].
In Deutschland begegnet man der grünen Gentechnik immer noch mit Misstrauen. Es scheint eine Sehnsucht nach dem Ursprünglichen zu geben und eine Angst vor einer Kontrolle des Lebendigen durch wenige Wissenschaftler und Unternehmen. Deswegen ist es wichtig, dass Forschende am öffentlichen Diskurs teilnehmen und zu einer sachorientierten Information über Chancen und Risiken der Genomeditierung beitragen. Forschenden, die an öffentlichen Instituten arbeiten, kommt eine besondere Bedeutung zu. Sie müssen nicht Verbands- oder Unternehmenspositionen vertreten und können freier und offener über diese Technologie reden, sofern sie nicht über Ausgründungen, Patente und Beraterverträge Interessenskonflikte haben. Und ja, es macht auch Spaß, die Kunst des Argumentierens seinen Studierenden beizubringen und einen Beitrag zur Debatte zu leisten, sei es an einer Volkshochschule, dem Ortsverein einer Partei oder – nur mal nebenher – auf Twitter.
Referenzen
[1] Lammerts van Bueren und Struick (2004), doi: 10.1016/S1573-5214(04)80031-9
[2] Zhou et al. (2019), doi: 10.1038/s41477-019-0507-8
[3] Matveeva und Otten (2019), doi: 10.1007/s11103-019-00913-y
[4] von Gleich, Arnim; Lucas, Rainer; Schleicher, Ruggero; Ullrich, Otto: Blickwende in der Technologiepolitik. Westdeutscher Verlag.
[5] Wang et al. (2020); doi: 10.1126/science.aba5435
[6] Oliva et al., (2019); doi: 10.1038/s41587-019-0267-z
[7] Dong et al. (2020); doi: 10.1038/s41467-020-14981-y
[8] Bartomeus et al. (2020), doi: 10.1002/2688-8319.12012
[9] Eom et al. (2019), doi: 10.1038/s41587-019-0268-y
Literatur
Frank Rexroth: Fröhliche Scholastik – Die Wissenschaftsrevolution des Mittelalters. C.H.Beck (2018)
Carl Sagan: The Demon Haunted World – Science as a Candle in the Dark. Headline Book Publishing (1997). Deutsche Ausgabe: Der Drache in meiner Garage oder Die Kunst der Wissenschaft, Unsinn zu entlarven.
Zum Autor
Karl Schmid ist Professor am Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik der Universität Hohenheim bei Stuttgart. Unter @kjschmid twittert er rund um Gentechnik, Pflanzenzüchtung und Wissenschaft allgemein.
Kürzlich verfassten Schmid und weitere Kollegen aus der Pflanzenforschung einen Offenen Brief an den baden-württembergischen Ministerpräsidenten Winfried Kretschmann. Das Ministerium für Wissenschaft und Kunst hatte das erst kürzlich aufgelegte „Forschungsprogramm Genome Editing – mit Biotechnologie zu einer nachhaltigen Landwirtschaft“ kurzfristig wieder zurückgezogen. Im Brief heißt es: „In Ihren Reden und Ansprachen haben Sie wiederholt zu mutigen Entscheidungen im Hinblick auf die großen Herausforderungen unserer Zeit aufgerufen. Die Entscheidung des MWKs unter Ministerin Bauer, ein Forschungsprogramm zum Genome Editing aufzulegen, war eine solche mutige und zukunftsorientierte Entscheidung. Wir bitten Sie deshalb, sich für eine Klärung der im politischen Bereich aufgeworfenen Fragen zum Genome Editing einzusetzen, um in naher Zukunft eine erneute Ausschreibung dieses Forschungsprogramms zu ermöglichen. Gerne sind wir bereit, mit Ihnen und anderen politischen Akteuren in einen Dialog zu treten und mit unserem Sachverstand zur Debatte beizutragen.“
Foto: Pixabay/Foto-Rabe; Montage: LJ