Vor mehr als 10.000 Jahren haben sich irgendwo in den Andenausläufern zwischen Argentinien und Bolivien zwei wilde Hülsenfruchtarten vermischt, wahrscheinlich mit Hilfe einiger bestäubender Bienen. Ihre Nachkommen waren untypisch – eine Laune der Natur, die sich nicht mit ihren wilden Vorfahren und Cousins vermischen konnte. Die ungewöhnliche Pflanze entwickelte sich weiter, zunächst aus eigener Kraft, dann durch Selektion, als die Bauern sie wegen ihrer schmackhaften Samen domestizierten, die nicht wie die meisten Bohnen und Erbsen an den Zweigen, sondern unter der Erde wuchsen. Händler verbreiteten sie in ganz Südamerika und schließlich auf den karibischen Inseln. Von dort brachten spanische Geistliche und Konquistadoren die ersten Erdnüsse nach Europa und dann weiter nach Asien und Afrika. Die Welt lernte die bescheidene Erdnuss lieben.
Die Pflanze kam schon früh nach Westafrika, aber erst vor zwei Jahrhunderten begannen die Bauern, sie kommerziell anzubauen. Seitdem gehört der Senegal, der etwa so groß ist wie South Dakota, regelmäßig zu den zehn größten Erdnussproduzenten der Welt. Und die Landwirte bauen sie unter unzuverlässigen Regenfällen an, mit wenig Dünger und größtenteils der Schädlingsbekämpfung, die die Natur bietet.
Wenn es regnet, leert sich die Hauptstadt Dakar, während Schneider und Taxifahrer, Bürokraten und Lehrer in ihre Dörfer fahren, um zu pflanzen.
Seit Generationen bauen Fatou Binetou Diop und ihre Familie diese südamerikanischen Pflanzen auf ihrem Land in Méckhé (sprich: „Mai-Heu“) an. Die Stadt erhebt sich nach einer zweistündigen Fahrt von Dakar aus den Dünen. „Die Leute hier sagen, dass Erdnüsse Gold sind“, sagt Diop. „
Senegalesische Frauen sortieren Erdnüsse. Seyllou/AFP/Getty Image
Méckhé verdankt sein frühes, wenn auch mäßiges Wachstum der Erdnuss. Eine Eisenbahn, die im späten 19. Jahrhundert gebaut wurde, um Erdnüsse für die Verschiffung nach Frankreich zu sammeln, hielt in Méckhé und machte es zu einer Boomtown.
Die Bauern verkauften damals wie heute ihre Ernte an Zwischenhändler, große Pflanzenölfirmen und Exporteure, auch wenn diese Exporteure heute wahrscheinlich Chinesen und nicht Franzosen sind. Die Dorfbewohner essen natürlich auch Erdnüsse – zu Öl gepresst, geröstet und gesalzen, in Zucker kandiert oder gemahlen für eine Vielzahl schmackhafter Soßen.
Aber diese Nutzpflanze macht auch krank. Die Hülsenfrüchte sind anfällig für Aflatoxine, eine hochgradig krebserregende Familie von Schimmelpilzen, die auf vielen Nutzpflanzen wächst. In hohen Konzentrationen kann das Pilzgift zu akuten Leberschäden und zum Tod führen. Seltene Ausbrüche von Aflatoxinvergiftungen in Indien und Kenia haben Hunderte von Todesopfern gefordert. Gesundheitsexperten gehen davon aus, dass bis zu 500 Millionen arme Menschen in Afrika südlich der Sahara, in Asien und in Lateinamerika langsam durch die kumulative Langzeitbelastung mit Aflatoxinen vergiftet werden, die das Wachstum eines Kindes hemmen, das Immunsystem unterdrücken und zu Leberschäden oder Krebs führen können. Aber die Auswirkungen der Aflatoxine sind weder einheitlich noch sofort sichtbar, was es schwierig macht, sie zu bekämpfen.
Ndiakhate Fall, Generalsekretär des Bauernverbandes in Méckhé, sagt, dass die meisten der 5.000 Mitglieder seiner Organisation die Gefahren der Aflatoxine skeptisch sehen.
Méckhé verdankt sein frühes Wachstum, wenn auch nur mäßig, der Erdnuss. Eine Eisenbahn, die im späten 19. Jahrhundert gebaut wurde, um Erdnüsse für die Verschiffung nach Frankreich zu sammeln, hielt in Méckhé und machte es zu einer Boomtown.
Die Bauern verkauften damals wie heute ihre Ernte an Zwischenhändler, große Pflanzenölfirmen und Exporteure, auch wenn diese Exporteure heute wahrscheinlich Chinesen und nicht Franzosen sind. Die Dorfbewohner essen natürlich auch Erdnüsse – zu Öl gepresst, geröstet und gesalzen, in Zucker kandiert oder gemahlen für eine Vielzahl schmackhafter Soßen.
Aber diese Nutzpflanze macht auch krank. Die Hülsenfrüchte sind anfällig für Aflatoxine, eine hochgradig krebserregende Familie von Schimmelpilzen, die auf vielen Nutzpflanzen wächst. In hohen Konzentrationen kann das Pilzgift zu akuten Leberschäden und zum Tod führen. Seltene Ausbrüche von Aflatoxinvergiftungen in Indien und Kenia haben Hunderte von Todesopfern gefordert. Gesundheitsexperten gehen davon aus, dass bis zu 500 Millionen arme Menschen in Afrika südlich der Sahara, in Asien und in Lateinamerika langsam durch die kumulative Langzeitbelastung mit Aflatoxinen vergiftet werden, die das Wachstum eines Kindes hemmen, das Immunsystem unterdrücken und zu Leberschäden oder Krebs führen können. Aber die Auswirkungen der Aflatoxine sind weder einheitlich noch sofort sichtbar, was es schwierig macht, sie zu bekämpfen.
Ndiakhate Fall, Generalsekretär des Bauernverbandes in Méckhé, sagt, dass die meisten der 5.000 Mitglieder seiner Organisation die Gefahren der Aflatoxine skeptisch sehen.
Auf der Straße in Méckhé, einer senegalesischen Bauernstadt.Ibrahima Thiam
Sie essen seit Generationen Erdnüsse und haben noch niemanden daran sterben sehen.
„Wissen Sie, in unserem Land ist es für uns einfach Schicksal, wenn man mit 20 oder 25 Jahren stirbt“, sagt Fall. „Und wir sagen, dass es Gott war, der entschieden hat, dass es so sein soll. Wir stellen keine Fragen.“
Wissenschaftler stellen jedoch schon seit Jahrzehnten Fragen. Sie versuchen, eine Erdnuss zu züchten, die gegen das tödliche Toxin resistent ist. Bisher hatten sie wenig Erfolg, aber jetzt versucht eine neue Züchtungsinitiative, den Code der Erdnussvergangenheit zu knacken, um der Pflanze zu helfen, die Zukunft zu meistern – giftfrei.
Toxische Kombination
Zwei häufige Arten von Pilzen, die in der Luft und im Boden leben, Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus, produzieren Aflatoxin. Die Kontamination kann fast überall entstehen, wo Wärme und Feuchtigkeit zusammenkommen.
Insekten helfen dem Pilz, in die Schale zu gelangen und die Erdnusskerne zu infizieren. Der Schimmelpilz kann bereits im Boden oder auf dem Feld nach der Ernte wachsen, oder sogar, wenn die Nüsse geschält und verpackt sind. Aber wenn der Schimmel erst einmal da ist, gibt es kein Zurück mehr. In den USA kann eine einzige verschimmelte „heiße“ Erdnuss dazu führen, dass Inspektoren einen ganzen Traktoranhänger mit Nüssen wegwerfen.
Vorschriften in den USA und Europa, die Höchstwerte für Aflatoxin in Lebensmitteln festlegen, sorgen dafür, dass verdorbene Produkte nicht in den Handel gelangen, auch wenn die Landwirte infolgedessen Teile ihrer Ernte wegwerfen müssen. Experten schätzen, dass Aflatoxin-bedingte Ernteverluste amerikanische Landwirte jedes Jahr etwa 500 Millionen Dollar kosten. In den Entwicklungsländern werden jedoch selbst dort, wo es solche Vorschriften gibt, diese nur selten durchgesetzt. Stattdessen dringen verunreinigter Mais und Erdnüsse in die lokalen Märkte ein und landen regelmäßig auf den Tellern der Unvorsichtigen.
Was in den USA hauptsächlich ein Ernteproblem ist, hat sich anderswo, vor allem in Afrika, zu einem ernsten Gesundheitsproblem entwickelt.
„Jedes Mal, wenn wir die Aflatoxin-Belastung bei Menschen messen, bei Kindern und Erwachsenen, gibt es immer sehr hohe positive Raten“, sagt Yun Yun Gong, eine Lebensmitteltoxikologin an der Queen’s University Belfast. Sie hat die Aflatoxinbelastung in der ganzen Welt anhand spezifischer Biomarker im Blut von Menschen verfolgt. In den meisten Industrieländern sind die Raten niedrig bis gar nicht vorhanden.
Aber in unterentwickelten Ländern, insbesondere in einigen Teilen Afrikas, steigen die Aflatoxinbelastungsraten auf über 90 Prozent. „Der Senegal ist vielleicht eine der am stärksten gefährdeten Bevölkerungsgruppen, die wir gemessen haben“, sagt sie.
Die Aussortierung infizierter Erdnüsse unmittelbar nach der Ernte kann die Verbreitung von Aflatoxin verhindern; spezielle Pflanz- und Anbaumethoden können ebenfalls helfen. Und seit mehr als vier Jahrzehnten sind Forscher auf der Suche nach dem Schlüssel: einem Aflatoxin-resistenten Erdnuss-Saatgut. Sie setzen auf die Gene der wilden Vorfahren der Erdnuss, um die nächste Evolutionsstufe der Pflanze zu erschließen.
Rückkehr in die Wildnis
Die meisten Landwirte im Senegal meiden ihre Felder zur Mittagszeit, wenn die Sonne hoch steht und die Temperaturen in der Trockenzeit auf über 100 Grad Celsius ansteigen, sagt Daniel Foncéka, ein Wissenschaftler des französischen Agrarforschungszentrums für internationale Entwicklung. Er leitet das Dürreanpassungsprogramm der senegalesischen Agrarforschungsagentur (ISRA). Aber er befindet sich auf einem Feld, weit weg vom Schatten, während der Wind ihm Staub und heiße Luft ins Gesicht bläst.
Er ist hier, um nach den Erdnüssen zu sehen. Vor ihm erstrecken sich Reihen von Erdnusspflanzen mit winzigen gelben Knospen.
Die Forschungsstation in Nioro du Rip liegt im Herzen des senegalesischen Erdnussbeckens und ist eine von einer Handvoll ISRA-Stationen, die neue Techniken testen. Und hier setzt Foncéka die Forschungen fort, die er vor fast 10 Jahren als Doktorand begonnen hat. Er versucht, den Genpool der kultivierten Erdnuss mit Genen ihrer wilden Verwandten zu erweitern. „Die Vielfalt der Erdnüsse ist begrenzt“, sagt Foncéka. „Aber die wilden Arten sind sehr resistent gegen viele Krankheiten. Sie sind auch resistenter gegen Aflatoxin.
Vor Jahren kreuzte Foncékas Team am Regional Center for Studies on Plant Drought Resistance Fleur 11, eine im Senegal weit verbreitete Erdnusssorte, mit einer Hybride aus den Vorfahren der Erdnusspflanze, A. duranensis und A. ipaënsis. Eine solche Kreuzung kommt in der Natur nicht ohne weiteres vor. Aber im Labor und im Gewächshaus kann ein Pflanzenzüchter eine wilde Erdnusshybride erzeugen, die sich mit der kultivierten Erdnuss kreuzen kann.
Danach schufen sie eine Population von mehr als 100 Erdnusspflanzen, die verschiedene Teile des Genoms der Vorfahren enthielten. Dies war der erste Schritt in einem mühsamen Prozess, um herauszufinden, wie die Gene der wilden Arten Merkmale wie Krankheitsresistenz oder Größe beeinflussen, und um zu versuchen, diese Veränderungen mit bestimmten Teilen ihrer Genome zu korrelieren.
In der jüngsten Phase, die Foncéka an diesem heißen, trockenen Tag nach Nioro führt, geht das Forschungsteam noch einen Schritt weiter. Sie haben zwei Fleur 11-Sorten gekreuzt, die verschiedene Teile der Gene der Vorfahren mischen, die die Erdnussgröße steuern, um zu sehen, ob sie eine größere Erdnuss schaffen können – eine, die auch angesichts der anhaltenden Trockenperioden gut wächst. Sie werden auch den Aflatoxingehalt der Pflanzen testen.
Die Erdnüsse unter Stress setzen
Ein anderer Ansatz, neben der Schaffung von Hybriden, besteht darin, genau zu untersuchen, wie Erdnüsse von Natur aus dem Gift widerstehen. Heiße Bedingungen gegen Ende des Wachstumszyklus fördern das Wachstum von Aspergillus und die Aflatoxin-Kontamination. ISRA-Forscher Issa Faye sagt, dass zum Beispiel die ergiebigen Regenfälle im Jahr 2015 einen Unterschied gemacht haben. „Wir haben viele Pilze untersucht, und es gab keine große Kontamination“, sagt er. „
Ibrahima Thiam
Wissenschaftler verstehen die komplexe Wechselwirkung zwischen Pflanze, Boden, Pilz und Toxin, die manche Pflanzen mit Aflatoxin infiziert und andere verschont, nicht vollständig. Was sie wissen, ist, dass eine gestresste Pflanze, wie ein gestresster Mensch, anfälliger für Krankheiten und Pilzbefall ist.
Wissenschaftler verstehen die komplexe Wechselwirkung zwischen Pflanze und Bodenpilz-Toxin, die einige Pflanzen mit Aflatoxin infiziert und andere verschont, nicht vollständig. Was sie wissen, ist, dass eine gestresste Pflanze, ähnlich wie ein gestresster Mensch, anfälliger für Krankheiten und Pilzbefall ist.
„Diese Stressniveaus können sogar innerhalb eines einzelnen Samens variieren“, sagt Peggy Ozias-Akins, Pflanzengenetikerin und Erdnussexpertin an der Universität von Georgia. „Es könnte bestimmte Zellen geben, die mehr Stress ausgesetzt sind als andere Zellen. Oder innerhalb einer bestimmten Pflanze könnte es einige Schoten geben, die stärker gestresst sind als andere Schoten. Es handelt sich also um eine sehr uneinheitliche Reaktion.“
Ozias-Akins sagt, dass die Menschen im Laufe der Jahrhunderte Erdnusssamen nach bestimmten Eigenschaften auswählten – größere Samen oder leichter zu öffnende Schalen oder schnelleres Wachstum. Dabei gingen jedoch einige Dinge verloren, wie z. B. Gene für die Krankheitsresistenz, die bei den Vorfahren der wilden Erdnuss noch vorhanden sind. Ihr Labor arbeitet mit Foncéka und Faye im Rahmen eines von der US-Behörde für internationale Entwicklung finanzierten Projekts mit dem Peanut and Mycotoxin Innovation Lab zusammen. Sie hoffen, die Gene und Mechanismen zu identifizieren, die für die Aflatoxin-Resistenz verantwortlich sind.
Die GVO-Nicht-Lösung
Ein gegen Aflatoxin resistentes Saatgut zu entwickeln ist nicht einfach. Resistenz könnte bedeuten, dass die Trockenheitstoleranz der Erdnussvorfahren wiederbelebt wird; oder es könnte eine Pflanze mit einem Talent zur Abwehr von Ungeziefer sein; oder sie könnte gefunden werden, indem das Immunsystem der Pflanze durch Mechanismen gehackt wird, die Wissenschaftler gerade erst zu verstehen beginnen.
Am National Peanut Research Laboratory des US-Landwirtschaftsministeriums in Georgia hat die Pflanzenpathologin Renee Arias in ihrem Labor an einer Technik gearbeitet, die Aflatoxin auf zellulärer Ebene bekämpfen soll. Ihr Team nimmt winzige Teile der Aspergillus-Gene, die dem Pilz sagen, wie er Aflatoxin herstellen soll, und fügt sie in die Erdnuss ein.
„Wenn die Pflanze das liest und nicht weiß, woher es kommt, sagt sie nur: ‚Oh, das ist gefährlich'“, erklärt Arias. Und sie zerstört die Gene im Pilz und immunisiert so die Pflanze gegen Aflatoxin. Die ersten Ergebnisse sind ermutigend: Die Technik hat die Aflatoxin-Kontamination um 74 bis 100 Prozent reduziert.
Aber die resultierende Erdnuss wäre transgen – sie würde Gene von mehreren Arten enthalten – was bedeutet, dass sie ein Etikett tragen würde, das auf eine genetische Veränderung hinweist. Und das ist ein Problem, so Arias. Selbst wenn diese neuen Erdnüsse den Toxinen des Aspergillus-Pilzes widerstehen könnten, ist nicht klar, ob sie die giftige Haltung gegenüber GVO in einigen Ländern überleben könnten. In Afrika erlauben nur drei der 54 Länder des Kontinents den Landwirten den kommerziellen Anbau von GVO-Pflanzen. Im Senegal sind GVO immer noch verboten, obwohl der nationale Biotechnologieausschuss der Regierung daran arbeitet, die Beschränkungen für diese Art von Pflanzen, die Wissenschaftler für sicher halten, möglicherweise zu lockern.
Der Wandel vollzieht sich jedoch nicht schnell, und Arias sagt, sie wolle nicht an einer Technologie feilen, die sich nur schwer vermarkten lässt.
„Solange nicht jeder die Transgene akzeptiert – ich persönlich arbeite seit über 20 Jahren an diesen Dingen und sehe kein Problem mit dem Einsatz der Biotechnologie – erforschen wir auch Alternativen“, sagt Arias.
Ihr Labor sucht nach nicht-transgenen Möglichkeiten, eine ähnliche Reaktion hervorzurufen. Eine Option: Stimulierung antimikrobieller Substanzen, so genannter Phytoalexine, die gesunde Erdnusspflanzen produzieren, um das Wachstum von Pilzen zu stoppen oder zu verlangsamen. Über Details schweigt sie sich jedoch aus. „Wir wollen uns nicht in die Karten schauen lassen“, sagt sie. Die Forschung befindet sich noch im Anfangsstadium.
Pilzaussaat
Am Ende der langen Trockenzeit ist die senegalesische Landschaft in Erwartung. Die Regenzeit beginnt vielleicht irgendwann im Juni mit einem verlockenden Regen oder einer schnellen Sturmböe, die über das Land fegt und den Sand in Schlamm verwandelt. Aber die wirklichen Regenfälle beginnen im Juli, wenn ein Sturm nach dem anderen über die weiten Ebenen fegt und den Staub aus der Luft spült, bevor er in die offenen Gewässer des Atlantiks hinausfährt. Regelmäßige Regenfälle werden sich einstellen: Das Gras sprießt, die Bäume blühen, die Bauern säen ihre Erdnusskerne aus und beten, dass der Regen nicht nachlässt und die Grillen fernbleiben.
Und doch bleibt der Regen fast immer aus, nicht nur für einen oder zwei Tage, sondern für mehrere Tage am Stück. Hitze und Feuchtigkeit – die besten Bedingungen für eine Kontamination – greifen um sich, und so bleibt das Risiko der Aflatoxinbildung hoch.
Das ist einer der Gründe, warum Lamine Senghor, ein Pflanzenpathologe in der Abteilung für Pflanzenschutz des senegalesischen Landwirtschaftsministeriums (DPV), sagt, dass ein aflatoxinresistentes Saatgut zwar nützlich sein könnte, er es aber leid ist zu warten. „Sie forschen schon sehr lange an ISRA und haben das Problem nie gelöst“, sagt Senghor. „Wir können nicht fünf oder zehn Jahre warten.“
Anstattdessen haben er und der DPV eine andere Lösung gewählt. Sie übernehmen die Führung bei der Erforschung und Einführung einer Bodenbehandlung namens Aflasafe. Wenn Landwirte Aflasafe auf ihren Feldern ausbringen, führen sie einen Stamm von Aspergillus flavus ein, der kein Aflatoxin produziert.
„Der Pilz wird sich in der gesamten Umgebung ausbreiten und alle Nahrungsquellen besetzen, die normalerweise von Aspergillus flavus besetzt wären“, sagt Ranajit Bandyopadhyay. Er ist ein leitender Pflanzenpathologe am International Institute of Tropical Agriculture (IITA) in Nigeria und einer der Entwickler von Aflasafe. Er vergleicht es mit einem Probiotikum für den Boden – selbst wenn sich auf den Erdnüssen vor der Ernte ein Schimmelpilz entwickeln sollte, ist dieser nicht in der Lage, Aflatoxin zu produzieren. Feldversuche des IITA haben gezeigt, dass das Produkt unter bestimmten Bedingungen Aflatoxin um etwa 80 Prozent reduzieren kann.
Das klingt nach einer perfekten Lösung, aber andere Forscher warnen davor, dass solche Bio-Kontrolltechniken kein Allheilmittel sind. Forschungen zu ähnlichen Produkten in den USA haben gezeigt, dass der sichere Aspergillus-Stamm bei einer starken Trockenheit möglicherweise nicht in der Lage ist, die toxinproduzierenden Formen zu verdrängen.
Und Aflasafe steht im Senegal vor einem grundlegenden Problem. Werden Kleinbauern, die kaum in der Lage oder bereit sind, für Düngemittel oder Pestizide zu zahlen, für ein Produkt zur Vermeidung von Aflatoxin-Kontaminationen bezahlen, wenn nur wenige Menschen überhaupt daran glauben?
Zurück in Méckhé gibt Ndiakhate Fall, der an der Leitung der örtlichen Bauernorganisation beteiligt ist, seine Einschätzung ab.
„Es wird schwierig sein“, sagt er. Aber seine Mitglieder würden vielleicht in biologische Schädlingsbekämpfung und aflatoxinresistentes Saatgut investieren, wenn sie wüssten, dass sie ihre Erdnüsse zu einem höheren Preis verkaufen könnten. Vielleicht.
Die Zeiten des Erdnussbooms in Méckhé sind vorbei; der Erdnusszug ist nicht mehr in Betrieb, und viele Erdnussbauern sind auch weg, weil die Trockenzeiten oft zu lang und die Regenzeiten zu kurz sind. „Einige kommen während der Regenzeit zurück, andere nicht“, sagt Fall. Nur die ganz Alten oder die ganz Jungen sind übrig geblieben – zusammen mit den Wissenschaftlern hier und auf der ganzen Welt, die alle an Lösungen arbeiten. Und warten.