Pflanzenschutzmittel sollen Pflanzen schützen, Nutzpflanzen vor allem. Das Problem: Eigentlich sind das Gifte, die für andere Pflanzen, Tiere oder Menschen schädlich sein können. Es gibt aber vielleicht noch einen anderen Weg, Pflanzen vor Krankheiten oder Schädlingsbefall zu schützen: Impfungen.
Pflanzen können tatsächlich auf Krankheiten vorbereitet werden, zum Beispiel einen Angriff von Pilzen oder Bakterien, erklärt der Wissenschaftsjournalist Michael Lange. Die einfachste Methode ist ähnlich wie bei einigen Impfungen, die wir beim Menschen kennen: Eine ganz kleine Menge eines Erregers wird auf die Pflanzen gegeben. Diese Menge ist so gering, dass die Pflanzen sich dagegen wehren können – und falls mal ein aggressiverer Angriff kommt, sind sie sozusagen schon vorgewarnt, können schneller reagieren und erleiden weniger Schäden als unbehandelte Pflanzen.
Pflanzen auf Angriffe vorbereiten
Abwehrpriming wird so eine Sensibilisierung durch eine Erstinfektion auch genannt. Ob man solch eine Methode auch Impfung nennen kann, ist umstritten, sagt Michael Lange. Ebenso wie die Frage, ob Pflanzen ein Immunsystem haben. Tatsächlich besitzen Pflanzen keine so komplexen Abwehrmechanismen, die Erreger direkt angreifen, wie wir Säugetiere, sagt er. Trotzdem aber haben sie Schutzmaßnahmen. Zum Beispiel können sie ihre Zellwände verstärken.
"Pflanzen haben viele Abwehrmechanismen gegen Krankheiten, die man auch als Immunsystem bezeichnen kann."
Auch können sie Stoffe bilden, die Erreger hemmen, ergänzt er. Manche Wissenschaftler bezeichnen diese Art der Hemmung mittlerweile als eine Art pflanzliches Immunsystem. Und das kann man eben auch stärken und vorwarnen, sprich: impfen.
Pflanzen impfen mit RNAi
Nicht nur die Abwehrkräfte der Pflanzen lassen sich stärken, auch gezieltes Impfen gegen bestimmte Erreger ist theoretisch möglich, erklärt der Wissenschaftsjournalist. Eine besonders interessante Methode, auf die er gestoßen ist: RNA. Bei den drei Buchstaben klingelt es sofort – seitdem Impfstoffe gegen das Coronavirus entwickelt wurden.
Tatsächlich handelt es sich bei den RNA, mit denen Pflanzen geschützt werden sollen, um die gleiche biochemische Gruppe wie bei den COVID-19-Impfstoffen von Biontech/Pfizer oder Moderna. Aber es gibt einen Unterschied: Für den Pflanzenschutz wird mit RNAi (RNA-Interferenz, auch Gene Silencing genannt) gearbeitet – Michael Lange nennt sie "bremsende" RNA.
Erreger werden ausgebremst
Die RNA in den Covid-Impfstoffen regt den Körper an, etwas zu produzieren. Die RNAi hemmt dagegen Wachstum und bremst einen Erreger damit sozusagen aus.
Noch ist diese RNAi-Methode überwiegend in der Erforschung, erklärt der Wissenschaftsjournalist. Wissenschaftler in Brasilien zum Beispiel haben solche Bremsen schon mithilfe von Gentechnik in Pinto-Bohnen eingebaut, und konnten sie so besser vor Pilzen und Bakterien schützen. In den USA soll aber auch schon gentechnisch veränderter Mais zum Anbau zugelassen sein, dem einen RNAi-Schutz gegen den Maiswurzelbohrer eingebaut wurde.
Impfen per Spray
An der Methode, auch ohne gentechnische Veränderungen Pflanzen mit RNAi zu impfen, arbeiten derzeit Forschende der Universität Gießen. Sie entwickeln ein Spray mit exRNA, also externer RNA. Das verhindert gezielt das Wachstum bestimmter Pilze, Bakterien oder Viren – angeblich ohne Schäden für die Umwelt.
Noch steckt dieses Verfahren aber in den Kinderschuhen. Das Spray wirkt bislang nur einige Tage, sagt Michael Lange, da exRNA nicht stabil ist. Vielleicht helfe der aktuelle Boom in der Impfstoffforschung ja, dieses Problem schneller zu lösen.