Telekolleg - Biologie


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Grundlagen der Gentechnik 1. Zucht von der Steinzeit bis heute

In der Steinzeit begann der Mensch vermutlich mit der Pflanzenzucht: Er baute das erste Getreide an. Im Laufe der Geschichte machte der Mensch immer mehr Fortschritte in der Pflanzen- und Tierzucht - bis hin zum Embryonentransfer.

Stand: 12.03.2019 | Archiv

Planzenzucht in Petrischale | Bild: BR

Wir können nicht genau nachvollziehen, wie die Züchtung des Weizens vor etwa 10.000 Jahren seinen Anfang nahm. Aber vermutlich haben unsere Vorfahren entdeckt, dass die Früchte des Einkorns als Nahrungsgrundlage hervorragend sind. Weiterhin machten sie wohl die Beobachtung, dass aus dem Samen von Pflanzen Nachkommen hervorgehen. So begann der Mensch der Jungsteinzeit - als das jagdbare Tier knapp wurde - sesshaft zu werden und Getreide anzubauen. In dieser als neolithische Revolution bezeichneten Phase wurden unsere Altvorderen zu Ackerbauern. Wie es ungefähr gewesen sein könnte, zeigt das Video.

Die Geschichte des Weizens

Von links nach rechts: Einkorn, Wildemmer, Weizen

Als unsere Vorfahren das Einkorn ausgesät haben, hat es sich wahrscheinlich mit einer Wildart gekreuzt. Durch eine Genommutation trat daraus der wieder fruchtbare Wildemmer hervor. Die weitere Einkreuzung einer Wildart vor etwa 8.000 Jahren - wobei wir heute nicht sagen können ob zufällig oder geplant - mit einer anschließenden weiteren Genommutation führte zum heutigen Saatweizen und Dinkel. Der Weizen ließ sich leichter aus seinen Spelzen trennen, damit schneller und ertragreicher ernten und besaß größere Früchte. Mit Sicherheit griff der Mensch der Jungsteinzeit hier ein, indem er die Samen besonders ertragreicher Pflanzen wieder aussäte und damit eine Auslese vollzog.

Gewebekultur

Eine Fortführung der Züchtung ist das Heranziehen von Pflanzen in einer Gewebekultur. Sie erspart die Auslese und Weiterzüchtung von Pflanzen, die sich mit ihren Eigenschaften als nützlich erwiesen haben.

Was ist eine Hybride?

Wenn verschiedene Arten miteinander gekreuzt werden, spricht man von einer Hybride. Ein Beispiel ist der Maulesel - die Kreuzung aus Pferd und Esel.

Wenn man Pflanzenarten mit hervorragenden Eigenschaften hat, dann ist es sinnvoll, diese Eigenschaften in einer neuen Pflanzen zu kombinieren. Ein Beispiel: Der Schwarze Senf ist pilzresistent, der nah verwandte Raps ist anfällig für Pilzerkrankungen, ist aber eine wichtige Futter- und Ölpflanze. Man versucht daher, die Pilzresistenz des Senfs auf den Raps zu übertragen, indem man eine Hybride erzeugt.

Eine Hybride wird hergestellt, indem man totipotente Zellen von beiden Arten miteinander verschmilzt und in Gewebekultur groß zieht. Wie die Fusion von zwei Pflanzenzellen funktioniert, zeigt das Video:

 Nutztiere

Nicht nur Pflanzen kultivierte der Mensch in der Steinzeit, er begann auch mit der Domestizierung von Nutztieren. Wie das vor sich ging, zeigt das Video:

So gingen der Hund, das Schaf, das Schwein und auch das Rind aus den jeweiligen Vorfahren hervor. Dabei hat der Jungsteinzeitmensch sicher selektiert, indem er besonders genügsame beziehungsweise ertragreiche Tiere hielt und diese weiter kreuzte. Dieses Prinzip verfolgt die Züchtung: Auslese (Selektion) besonders geeigneter Lebewesen und - wenn möglich - gezielte Kreuzung von Individuen mit den gewünschten Eigenschaften. Mit der Zeit wurde dieses Vorgehen planvoller.

Moderne Tierzucht

Heute haben wir bei allen genannten Nutztieren eine Reihe an Rassen, die sich in unterschiedlichen Eigenschaften hervortun. Neben der Hundezucht, die eine Vielfalt an verschiedenen Rassen hervorbrachte, ist besonders das Rind ein Nutztier, dessen Optimierung vom Menschen weiter verfolgt wird.

Ein Beispiel: Eine Kuh ist in der Milchproduktion besonders ertragreich. Dieses genetisch bedingte Merkmal wird sie an ihre weiblichen Nachkommen weitergeben. Um die Anzahl der Nachkommen zu steigern, wird die Kuh durch Hormone zur Superovulation angeregt. So behandelt, produziert sie in einem Zyklus sechs bis zehn Eizellen. Nach der Besamung und den ersten Teilungen werden die Embryonen aus der Gebärmutter ausgespült, im Labor untersucht und verschiedenen Kühen eingesetzt. Durch so einen Embryonentransfer hat man in einem Zyklus mehrere Nachkommen einer ertragreichen Kuh gewonnen.

Auch durch Klonen kann die Produktion von Kälbern erhöht werden. Dazu im folgenden mehr.


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