Derzeit leben 7,7 Milliarden Menschen auf der Erde, bis 2050 werden es nach Schätzungen der Vereinten Nationen zehn Milliarden sein. Die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, gehört zu den großen globalen Herausforderungen – und das umso mehr, da immer neue Krankheitserreger die Ernten von Reis, Soja, Weizen und Co. bedrohen.

Davor warnen zumindest Wissenschaftler der britischen Universität Exeter im Fachblatt “Nature Food”. Die modernen Landwirtschaftssysteme, die vielerorts auf Monokulturen setzten, und der Klimawandel würden das Aufkommen neuer Pathogene fördern, die außerdem Resistenzen gegen gängige Pflanzenschutzmittel entwickelten. Die Schädlinge seien dabei bemerkenswert anpassungsfähig, heißt es in einer zweiten Studie des Teams in “Nature Communications”.

Eine besonders große Gefahr gehe von Pilzen und Eipilzen aus, schreiben die Biologinnen Helen Fones und Sarah Gurr. “Die Bedrohung von Pilzinfektionen für Pflanzen ist heute größer als die durch bakterielle und virale Krankheiten zusammen”, so Gurr.

Große Hungersnot in Irland durch einen Pilz ausgelöst

Welche immensen Schäden diese anrichten können, zeigt das Beispiel der sogenannten Großen Hungersnot in Irland, als ein Pilz zwischen 1845 und 1849 fast die gesamte Kartoffelernte vernichtete. Die folgende Hungersnot kostete eine Million Menschen das Leben, das sind 12 Prozent der damaligen irischen Bevölkerung. Mindestens ebenso viele wanderten aus, um dem Hunger zu entfliehen. Zum Verhängnis wurde den Iren, dass die Kartoffel in jener Zeit das Hauptnahrungsmittel darstellte und meist in Monokulturen angebaut wurde.

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“In den vergangenen Jahrhunderten haben Pflanzenkrankheiten Hungersnöte ausgelöst, Wirtschaften ruiniert und Regierungen gestürzt”, schreibt Sarah Gurr. Pathogene veränderten sich, indem sie mutierten, würden diverser und vergrößerten somit aktuell die Gefahr einer Katastrophe. Zudem würden die Erreger ausgerechnet jene Pflanzen bedrohen, die einen Hauptteil der weltweiten Kalorienzufuhr ausmachten – Reis, Weizen, Zuckerrohr, Mais, Soja und Kartoffeln.

Klimawandel lässt neue Schädlinge einwandern

Einer der gefürchteten Schädlinge ist der Pilz Phakopsora pachyrhizi. Er löst den Asiatischen Sojabohnenrost aus und kann zu Ernteausfällen von bis zu 80 Prozent führen. Extreme Wetterverhältnisse infolge des Klimawandels machten es schwerer, die Verbreitungswege des Erregers vorherzusagen. 2004 sei der Pilz etwa als blinder Passagier des Hurrikans “Ivan” von Kolumbien in die USA gekommen. “Wie wir gesehen haben, neigen Krankheitserreger dazu, in geeignete Klimazonen zu wandern, solange ihre Wirte vorhanden sind. Das heißt, dass Pflanzenkrankheiten wahrscheinlich Schritt halten, wenn Menschen mit veränderter landwirtschaftlicher Praxis auf den Klimawandel reagieren”, erklärt Biologin Fones.

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Die Nahrungsmittelsicherheit eines Landes hängt aber auch indirekt von wichtigen Exportpflanzen wie Kaffee, Tomaten oder Bananen ab. Letztere werden seit 1990 vom Pilz Fusarium oxysporum TR4 bedroht, der sich von Südostasien aus in die Hauptanbaugebiete Mittelamerikas ausgebreitet hat. Befallene Pflanzen sterben ab. Die Seuche ist auch deshalb so gefährlich, weil die Bananensorte Cavendish, die mehr als 95 Prozent des globalen Bananenhandels ausmacht, dem Pilz nichts entgegensetzen kann. Kein Wunder also, dass Kolumbien im vergangenen Jahr Sperrzonen einrichtete, befallene Plantagen rodete und den nationalen Notstand ausrief, als der Schädling das Land erreichte.

Moderne Landwirtschaft begünstigt neue Erreger

Es ist den Wissenschaftlern zufolge unter anderem die Uniformität moderner Agrarökosysteme, welche die Bekämpfung von Pathogenen erschwert: Der Rückgang an Vielfalt habe das Aufkommen neuer Erregerstämme bewirkt, die über neue Resistenzen gegenüber herkömmlichen Pflanzenschutzmitteln verfügten. Ähnlich äußert sich Matin Qaim, Leiter des Lehrstuhls für Welternährungswirtschaft an der Universität Göttingen: “Verengte Fruchtfolgen mit wenig Diversität und im Extremfall Monokulturen führen im Zeitablauf häufig zu größeren Problemen mit Pflanzenkrankheiten und Schädlingen.”

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Was bessere Modelle leisten können, zeigt ein Beispiel aus Deutschland. So werden am Institut für Phytopathologie der Kieler Christian-Albrechts-Universität integrierte Pflanzenschutzmodelle (IPS) für Weizen, Mais, Raps und Zuckerrüben erstellt. “Mit den IPS-Modellen können wir unseren Landwirten schon jetzt auf einen Quadratkilometer genau sagen, wann welcher Erreger kommt”, sagt Agrarwissenschaftler Joseph-Alexander Verreet. Mit diesem Wissen sei es möglich, Pflanzenschutzmittel gezielt zu spritzen, wenn es epidemiologisch Sinn habe, anstatt diese prophylaktisch und nach Routine einzusetzen.

Züchten resistenter Pflanzen dauert jahrelang

Für Verreet ist auch die Züchtung resistenter Sorten wichtig. Das Problem: Je nach Pflanze kann eine solche Züchtung zehn bis 20 Jahre dauern, während sich die entsprechenden Erreger zum Teil innerhalb von vier Jahren an neue Resistenzgene anpassen und diese damit unwirksam machen. Deswegen plädieren auch die Biologinnen Fones und Gurr dafür, Techniken einzusetzen, die schnellere Ergebnisse erzielen, etwa die Genschere CRISPR. Mit ihr ist das Umschreiben des Erbguts vergleichsweise einfach und preisgünstig möglich. Allerdings fallen diese und weitere Genomeditierungsverfahren durch ein Urteil des Europäischen Gerichtshofs von Juli 2018 unter die rechtlichen Regelungen für “genetisch veränderte Organismen”.

Verreet plädiert für eine veränderte Auswahl von Pflanzen; zunächst sollten resistente Sorten gepflanzt werden. Positiv wirke sich auch aus, Böden mit einem Pflug, der tief in die Erde reicht, zu bearbeiten. Und gepflanzt werden sollte nicht in Monokultur, sondern mit wechselnden Fruchtfolgen. Schon diese Maßnahme würde weltweit den Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel reduzieren. Ganz ohne diese geht es nach Ansicht von Verreet aber nicht: “Ohne Chemie werden wir keine zehn Milliarden Menschen ernähren können.”