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Der Kanton Zürich ist dieses Jahr Gast an der Schweizer Messe für Landwirtschaft und Ernährung OLMA in St. Gallen (13. bis 23. Oktober). In der Sonderausstellung «Forschungsgarten» stellt die UZH zwei Projekte zum Thema «Lebensmittelinnovation» vor. Der Universitäre Forschungsschwerpunkt (UFSP) «Evolution in Action: Vom Genom zum Ökosystem» zeigt das Wettrüsten auf dem Acker zwischen Getreidesorten und ihren Schädlingen. Diese finden immer wieder Wege, um auch resistente Getreidesorten zu befallen. Das Institut für Tierernährung und Diätetik präsentiert in Zusammenarbeit mit dem Kompetenzzentrum Center for Applied Biotechnology and Molecular Medicine (CABMM) vielversprechende Forschung zu Makroalgen, die die Schweinefütterung effizienter machen und auch die menschliche Ernährung ergänzen könnten.
«Wir wollen dem Publikum an der Olma zeigen, wie Forschung dazu beitragen kann, die Futtermittelproduktion nachhaltiger zu machen», sagt Projektleiter Daniel Brugger vom Institut für Tierernährung und Diätetik der UZH. Er und sein Team haben dem Futter von Ferkeln Makroalgen (auch Kombu oder Zuckertang genannt) beigemischt. Die Ergebnisse sind erfreulich: Ferkel, die mit Algen gefüttert werden, brauchen 2 bis 5 Prozent weniger Energie, um gleich viel Gewicht zuzulegen wie Tiere, die mit herkömmlichen Futtermischungen gemästet werden. Die Erklärung dafür haben die Veterinärmediziner im Darm der Schweine gefunden. Denn dort entfalten die Nahrungsfasern der Algen ihre positive Wirkung, indem sie «gutartigen» Keimen wie etwa Milchsäurebakterien als Nahrung dienen, diese so stärken und ihnen helfen, krankmachende Bakterien zu verdrängen.
Algen sind gesund und werden in Asien heute schon regelmässig verzehrt. Ausserdem sind sie «umami», das heisst, sie haben einen angenehmen, würzigen Geschmack, der Gerichte aufwertet.
Die Ergebnisse der Algen-Studie sind vielversprechend: Ferkel, die mit Algen gefüttert wurden, hatten weniger Durchfallerreger im Darm wie zum Beispiel Clostridien und sie brauchten weniger Energie, um Gewicht zuzulegen. Daniel Brugger erklärt das so: «Wenn es im Darm weniger krankmachende Bakterien gibt, muss das Immunsystem des Darms weniger Energie aufwenden, um diese in Schach zu halten.» Diese freigewordene Energie kann das Tier in sein Wachstum investieren.
Daher hat das Zufüttern von Algen den Nebeneffekt, dass für die Mast insgesamt weniger Futter benötigt wird. Wie Brugger ausgerechnet hat, können so auf 1,5 Millionen Ferkel etwa drei Fussballfelder Getreidefläche gespart werden. Ausserdem sind Algen aquatische Biomasse, daher wird für ihre Produktion keine Ackerfläche benötigt. Algen im Futter könnten sich somit ökonomisch und ökologisch lohnen. Hinzu kommt, dass Algen die essentiellen Spurenelemente Jod und Selen enthalten. Diese Salze müssen dem Futter deshalb nicht mehr beigefügt werden.
Lassen sich diese Ergebnisse auf den Menschen übertragen? Klar, sagt Brugger: «Algen sind gesund und werden in Asien heute schon regelmässig verzehrt. Sie in den Ernährungsplan zu integrieren, ist sicher nicht verkehrt. Ausserdem sind sie «umami», das heisst, sie haben einen angenehmen, würzigen Geschmack, der Gerichte aufwertet.» Es ist aber auch Vorsicht geboten, da bei zu grosszügigem Verzehr die hohen Jod- und Selengehalte auch zum Problem werden können. Das gilt auch fürs Schwein.
Das Projekt des UFSP «Evolution in Action» zeigt anhand der Getreidesorte «Triticale», einer Kreuzung von Weizen und Roggen, wie es Schädlingen wie dem Mehltau immer wieder gelingt, Resistenzen zu «knacken». Das gilt auch für Triticale. Die Getreidesorte, die Ende des 19. Jahrhunderts geschaffen wurde, galt lange als resistent. Doch 2001 wurden in der Schweiz erstmals vom Mehltau befallene Triticalepflanzen entdeckt. 2005 brach dann auf Schweizer Triticalefeldern die erste Mehltau-Epidemie aus. Seither hat sich der Pilz rasch an weitere Triticalesorten angepasst.
Mit Triticale wolle man dem Publikum zeigen, wie wichtig es sei, neue resistente Getreidesorten zu züchten, sagt Geschäftsführerin Mira Portmann von UFSP «Evolution in Aktion», «und wie wichtig die Grundlagenforschung dabei ist.»
Der Schlüssel für die Entwicklung neuer Getreidesorten ist das Genom. «Wir kennen viele effektive Resistenzgene», sagt Thomas Wicker, Professor für Pflanzenmolekularbiologie an der UZH, «doch bei einigen verstehen wir noch nicht genau, wie sie funktionieren. Das versuchen wir jetzt herauszufinden.» Dazu arbeitet Wicker mit Beat Keller, Professor für Pflanzenbiologie an der UZH, zusammen, aus dessen Gruppe der Beitrag für die Olma stammt.
Wicker ist überzeugt, dass es Resistenzgene gibt, die für den Mehltau und andere Schädlinge schwieriger zu knacken sind. Ebenso wichtig wie neue resistente Sorten zu entwickeln sei jedoch diese gezielt einzusetzen, etwa indem man in verschiedenen Jahren Sorten mit verschiedenen Resistenzen aussät oder auf dem gleichen Acker verschiedene Sorten mischt. Das macht es Schädlingen schwerer, sich anzupassen. Ein grosser Fortschritt für die Forschung und die Entwicklung neuer Sorten wäre, wenn dafür gentechnische Methoden wie die Genschere Crispr/Cas genutzt werden dürften. Dann könnten neue Sorten in ein bis zwei Jahren entwickelt werden. Mit herkömmlichen Kreuzungen dauert das 8 bis 10 Jahre. Doch vorderhand ist der Einsatz von Gentechnik in der Schweiz und Europa verboten, während er beispielsweise in den USA erlaubt ist.
