4.870 Sorten, warum erntet Peru so viele Kartoffeln?

In den südlichen Vororten von Lima, der Hauptstadt Perus, gibt es einige mysteriöse große Räume in zwei unscheinbaren kleinen Gebäuden. Die dicken Vorhänge im Zimmer waren fest zugezogen, aber drinnen war es blendend hell. Der Raum sieht aus wie ein Lagerhaus mit dicht gepackten Regalen, aber in den Regalen stehen nur Reihen von Reagenzgläsern aus Glas . Wenn man durch das mit Wassertropfen bedeckte Glas schaut, erkennt man, dass es sich dabei alles um grüne Pflanzensetzlinge handelt.

Ein seltsames „Lagerhaus“, das Biologieliebhabern bekannt vorkommen könnte | cipotato.org

Bei diesen Räumen handelt es sich tatsächlich um Lagerhallen, aber nicht um irgendwelche Lagerhallen, sondern um die Kartoffel-Keimplasmabank des Internationalen Kartoffelzentrums (Centro Internacional de la Papa, CIP). Hier wird die weltweit umfassendste Sammlung von Kartoffelkeimplasma aufbewahrt. In mit Nährmedium gefüllten Reagenzgläsern liegen Kartoffelsetzlinge von 4.870 verschiedenen Sorten und warten auf schriftliche Anfragen von Wissenschaftlern und Züchtungsexperten aus aller Welt.

Hauptsitz des Internationalen Kartoffelzentrums｜machutravelperu.com

Warum so viele Kartoffelsorten lagern?

Im Zuge der Modernisierung der Landwirtschaft hat die Vielfalt der Nutzpflanzen abgenommen . Nicht nur die Zahl der kultivierten Arten nimmt ab, auch die Sorten werden immer sortenreiner. In den letzten 100 Jahren des letzten Jahrhunderts gingen 75 % der genetischen Vielfalt von Nutzpflanzen verloren.

Der Verlust an Vielfalt ist der Preis für die Maximierung der Effizienz . Die Landwirte hoffen, dass die großen Landmaschinen, die sie teuer erworben haben, dazu eingesetzt werden können, einheitliche Ernteerträge zu erzielen - gleiche Höhe, gleiche Tiefe, zur gleichen Zeit gesät und zur gleichen Zeit geerntet. Allerdings kann auch eine einzige Sorte zu ernsthaften Problemen oder sogar Katastrophen führen.

Moderner Kartoffelroder | AVR bv / Wikimedia Commons

Die Große Hungersnot in Irland Mitte des 19. Jahrhunderts war in gewisser Hinsicht eine Katastrophe, die durch eine einzige Getreidesorte verursacht wurde.

Damals bauten fast alle Iren eine Kartoffelsorte namens „Irish Lumper“ an. Es handelt sich um eine ausgezeichnete Nutzpflanze, die selbst auf schlammigen und unfruchtbaren Feldern recht gute Erträge bringen kann, und ein kleines Stück Land kann eine große Familie ernähren. Doch als diese Art mit Phytophthora infestans aus Mexiko konfrontiert wurde, war sie besiegt und konnte sich nicht mehr wehren.

Mit Kraut- und Knollenfäule infizierte Kartoffelknollen | Howard F. Schwartz / Colorado State University

Dann wurde Irland von der Kartoffelfäule heimgesucht, die verheerende Hungersnöte und Vertreibungen mit sich brachte.

Zu dieser Katastrophe gibt es jedoch noch ein weiteres Detail zu beachten: Bevor dieser Virusstamm Irland erreichte, hatte er bereits Kartoffelanbaugebiete in den USA und Europa befallen. Die Kraut- und Knollenfäule der Kartoffeln hat in den USA und Kontinentaleuropa zwar einige Schäden verursacht, die Zerstörungskraft war jedoch weitaus geringer als in Irland . Der Grund hierfür liegt zum einen natürlich darin, dass diese Regionen nicht so stark von Kartoffeln abhängig sind, zum anderen sind die in den USA und Europa angebauten Kartoffelsorten vielfältiger und viele von ihnen verfügen über eine gewisse Resistenz gegen die Kraut- und Knollenfäule .

Die beiden Hauptübertragungswege der Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln: Der rote Weg ist der, der die Hungersnot in Irland verursacht hat. Kentaro Yoshida et al. / Wiki Commons

Fast zwei Jahrhunderte sind vergangen und die Kraut- und Knollenfäule ist noch immer eine der größten Krankheiten, die die Kartoffelproduktion bedrohen, aber der Schaden ist weitaus geringer als früher. Heute verfügen wir über mehr Pestizide und Feldbewirtschaftungsmethoden, um die Krankheit unter Kontrolle zu halten. Darüber hinaus können wir direkt an der Wurzel packen und krankheitsresistente Stämme züchten .

Es handelt sich nicht nur um die Kraut- und Knollenfäule. Als eine der wichtigsten Nahrungsmittelpflanzen für die Menschheit sind Kartoffeln weit mehr als nur der Gefahr von Krankheiten ausgesetzt – durch den großflächigen Anbau besteht die Möglichkeit, dass sie mit verschiedenen bekannten und sogar unbekannten Pflanzenpathogenen in Kontakt kommen. Und auch der absehbare Klimawandel wird die Kartoffelproduktion gefährden. Wir brauchen nicht nur krankheits- und insektenresistente Sorten, sondern auch dürreresistente und überflutungsresistente Sorten sowie hitze- und kälteresistente Sorten.

Woher stammen die Gene für diese resistenten Sorten? Die erste Wahl besteht natürlich darin, von den bekannten resistenten Stämmen zu stammen. zweitens sind in diesen traditionellen Sorten viele Resistenzgene verborgen, die noch nicht untersucht wurden und darauf warten, von uns entdeckt zu werden; drittens können wir, wenn alles andere fehlschlägt, auch auf eng mit der Kartoffel verwandte Arten zurückgreifen. Durch Hybridisierung zwischen Arten können wir die Resistenzgene in die gewünschten Pflanzensorten „einpflanzen“.

Verschiedene Sorten Kartoffelknollen | Michael Major / Global Crop Diversity Trust

Deshalb müssen wir die genetische Vielfalt der Kartoffel so gut wie möglich schützen – damit wir in Zukunft mehr Mittel und Möglichkeiten haben, mit Katastrophen umzugehen.

Warum Kartoffelsetzlinge retten?

Wenn wir an Keimplasmabanken denken, fallen uns oft als Erstes Stapel unterschiedlicher Samen ein. Warum entscheiden wir uns bei der Erhaltung von Kartoffelsorten für lebende Setzlinge, die empfindlicher sind und höhere Pflegekosten verursachen?

Das Personal muss den Überlebensstatus der Setzlinge regelmäßig überprüfen | cipotato.org

Dies beginnt bereits bei der Vermehrung von Kartoffeln. In der landwirtschaftlichen Produktion lassen sich Kartoffeln sehr einfach durch Knollen vermehren und behalten dabei stabil die Sorteneigenschaften. Daher können Kartoffeln als typische „Klonpflanze“ betrachtet werden – die neugeborenen Nachkommen haben genau die gleichen Gene wie die Mutterpflanze, was als „Klongruppe“ bezeichnet wird und manchmal sogar als derselbe lebende Organismus angesehen wird.

Es gibt keine Möglichkeit, geklonte Pflanzen durch Samen zu erhalten, denn wenn man wartet, bis die Pflanzen blühen und Früchte tragen, und sie dann durch Samen vermehrt, bleiben viele ihrer hervorragenden Eigenschaften möglicherweise nicht erhalten. Die Lebendkonservierung ist die einzige Möglichkeit, geklonte Pflanzen aufzubewahren.

Bei den sogenannten „Kartoffelsamen“, die wir anbauen, handelt es sich eigentlich um Kartoffelknollen. Doug Beckers / Wikimedia commons

Da die Haltbarkeit von Knollen begrenzt ist, ist das Befüllen kleiner steriler Reagenzgläser mit Nährmedium und das langsame Wachsenlassen der Pflanzen darin derzeit eine relativ sichere und effektive Strategie, die möglichst wenig Platz beansprucht . Um das Wachstum der Setzlinge zu verlangsamen, senkten die Forscher zudem gezielt die Lagertemperatur (6-8°C) und gaben Sorbit zum Kulturmedium hinzu, um einen gewissen osmotischen Stress auf die Setzlinge auszuüben – durch diese Maßnahmen konnte die Häufigkeit des Flaschenwechsels erfolgreich von alle 6-8 Wochen auf einmal alle 2 Jahre reduziert werden.

Die raue Umgebung lässt die Setzlinge etwas ungesund aussehen und sehr langsam wachsen. Bei Bedarf reicht jedoch bereits eine kleine Menge für die Gewebekultur aus｜cipotato.org

Das International Potato Center experimentiert außerdem mit kostengünstigeren Methoden zur Langzeitlagerung, beispielsweise der Tiefkühlung mit flüssigem Stickstoff . In einer Umgebung mit extrem niedrigen Temperaturen können Proben theoretisch jahrhundertelang sicher gelagert werden, ohne an Aktivität zu verlieren.

Tiefgefrorene Proben vertragen jedoch kein wiederholtes Einfrieren und Auftauen. Im Vergleich zur Lebendkonservierung sind die Kosten und Risiken der Probenentnahme zweifellos höher. Das International Potato Center hat das Verfahren speziell für diesen Zweck optimiert und kombiniert die Lebendkonservierung mit der Tiefkühlkonservierung, um die Vorteile beider Verfahren voll auszuschöpfen. Heute werden immer mehr Kartoffelsorten in Eislagern als Reserve aufbewahrt und warten darauf, bei Bedarf wiederbelebt zu werden.

Behandlung von Kartoffelstammspitzengewebe mit flüssigem Stickstoff bei -196 Grad Celsius zur langfristigen Konservierung von lebendem Gewebe | cipotato.org

Warum Peru?

Für mehr als eine Milliarde Menschen auf der Welt sind Kartoffeln ihr Grundnahrungsmittel . Das Anbaugebiet erstreckt sich von Grönland im Norden bis ins südliche Chile und kann eine Höhe von 4.700 Metern erreichen. Man kann sagen, dass es fast alle Gebiete umfasst, in denen der Mensch landwirtschaftliche Produktion betreiben kann. Wenn wir jedoch zum Ursprungsort seines Wachstums und seiner Domestizierung zurückgehen, fällt unser Blick schließlich auf die Anden in Peru und Bolivien in Südamerika.

Die majestätischen Anden | Paolo Costa Baldi / Wikimedia commons

Die ersten künstlichen Kartoffelanbauversuche lassen sich auf etwa 8.000 bis 5.000 v. Chr. zurückführen. Durch die Analyse genetischer Marker konnten wir feststellen, dass alle essbaren Kartoffelsorten aus dem Gebiet stammen, das dem heutigen Südperu entspricht. Von den über 4.000 bekannten Kartoffelsorten stammt die überwiegende Mehrheit aus den Anden ; allein in Peru wurden über 3.000 entdeckt und gesammelt. Peru wird zu Recht als „Heimat der Kartoffeln“ bezeichnet.

Verschiedene Kartoffelsorten aus Peru gesammelt | cipotato.org

Die Keimplasmasammlung des International Potato Center begann mit etwa 1.800 traditionellen Kartoffelsorten, die vom peruanischen nationalen Kartoffelprogramm gespendet wurden. In den nächsten 45 Jahren erreichte die Sammlung 17.347 Arten; Nach umfangreichen Untersuchungen, Neuidentifizierungen und der Entfernung von Duplikaten dieser Proben konnte die Anzahl der Arten jedoch erheblich reduziert werden. Derzeit enthält die Keimplasmabank 4.870 kultivierte Kartoffelsorten, darunter 4.467 traditionelle lokale Sorten und 403 verbesserte Sorten aus 17 Ländern.

Zu den Keimplasma-Ressourcen des International Potato Center gehören nicht nur Kartoffeln und verwandte Arten, sondern auch mehr als zehn Arten essbarer Wurzeln und Knollen aus den Anden, darunter Süßkartoffeln, Waldkartoffeln, Topinambur und Maca.

Die Knollen von Tropaeolum tuberosum, die als Gemüse oder Grundnahrungsmittel gegessen werden | Michael Hermann / Wikimedia Commons

Jede Institution kann diese Proben beim International Potato Center für Forschungs- , Züchtungs- oder Bildungszwecke anfordern. Als größtes Kartoffelanbauland der Welt sind 25 % der Anbaufläche meines Landes mit Kartoffelsorten bepflanzt, die direkt oder indirekt vom International Potato Center angebaut werden.

Wir blicken in eine Zukunft voller Ungewissheit, aber wenn es uns gelingt, die unter den Anden verborgenen Schätze und die Vielfalt, von der wir abhängen, zu nutzen, können wir die Welt vielleicht gesünder, widerstandsfähiger und integrativer machen.

Autor: Alte Katze

Herausgeber: Mai Mai

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