Thema

Voedsel produceren

De wereldbevolking telt nu ongeveer 7,5 miljard mensen. In 2050 zijn dat er bijna 9 miljard – al lopen de prognoses wat uiteen. Al die mensen moeten gevoed worden, en dat is een probleem: met de huidige productietechnieken en beschikbaar landbouwareaal lukt dat niet. Voeg daarbij dat deze landbouwgronden ook worden aangesproken voor gewassen die we zelf niet eten – bijvoorbeeld gewassen voor veevoer of biobrandstof – en voedsel wordt vanzelf een van de grote uitdagingen voor de komende dertig jaar.

Auteur: René Rector

Biotechnologie speelt een belangrijke rol bij het oplossen van het voedselprobleem. Landbouw kan een stuk efficiënter. Gewassen moeten meer opbrengen met minder grondstoffen, minder uitvallen door plagen en vraat, en met minder ruimte toe kunnen.

Oude trucs, nieuwe methode

Gewassen kweken die veel opbrengen is natuurlijk niet nieuw: veredeling – een proces waarbij door middel van kruisen de gewasopbrengst geoptimaliseerd wordt – is al zo oud als de landbouw waarin ze wordt toegepast. Wat aan fruit en groenten in de supermarkt ligt, en aan granen in het brood belandt, lijkt in de verste verte al niet meer op de oorspronkelijke variant. Zo ook de boerderijdieren: die zijn duizenden jaren gefokt op de beste kwaliteiten. Daardoor hebben we runderrassen die extreem veel melk produceren of dikbilkoeien waar extra veel vlees aan zit, maar ook runder- en paardenrassen die zijn gefokt op hun kwaliteiten als lastdier.

Wel relatief nieuw is, dat het optimaliseren van de opbrengst van een ras of een gewas ook kan door in het genoom van planten en dieren gericht wijzigingen aan te brengen. Inzicht in de metabolismen van planten en dieren is de laatste twintig jaar sterk toegenomen, evenals de methoden om erachter te komen waar in het DNA de genen zich bevinden die verantwoordelijk zijn voor – bijvoorbeeld – snel groeien, een grotere vrucht, meer spierweefsel of resistentie tegen die ene schimmel die hele oogsten doet mislukken.

Europa en de rest

De mate waarin planten en dieren genetisch aangepast wordt, is wereldwijd veel groter dan in Europa. De Europese Unie is erg terughoudend met het toelaten van genetisch gemodificeerde gewassen. Is in Argentinië meer dan negentig procent van de daar groeiende soja genetisch aangepast, in Europa hebben GGO’s (genetisch gemodificeerde organismen) geen goede naam en neemt het landbouwareaal waar GGO’s worden verbouwd juist af.

Soja in Argentinië.
Wereldwijd is 80% van alle soja die verbouwd wordt genetisch gemanipuleerd. In Argentinië is dat zelfs 90%, in de VS 95%.

Toen GGO’s eind twintigste eeuw hun intrede deden, bestond de angst dat de aangepaste gewassen zich ook in het wild zouden verspreiden. Het was bovendien onduidelijk wat die onvermijdelijke verspreiding in het wild zou betekenen voor daar levende planten en dieren. Een andere angst was wat er met je zou gebeuren als je zulke gewassen zou eten. Inmiddels komen we volop in aanraking met genetisch gemodificeerde gewassen. Wereldwijd is tachtig procent van de soja genetisch gemodificeerd, en soja is een belangrijk onderdeel van diervoerders. Europa is nog erg terughoudend. Volgens de meest recente cijfers – zowel de EU als de Commissie Genetische Modificatie (COGEM) lieten er onderzoek naar doen – moeten we niet veel hebben van genetisch gemodificeerde gewassen. Dertig procent van de Nederlanders geeft desgevraagd aan geen bezwaar te hebben tegen genetisch gemodificeerd brood en vijftien procent ziet het klonen van dieren wel zitten.

Veiligheidsoverwegingen zijn de belangrijkste redenen, gevolgd door het niet kunnen bespeuren van enig voordeel en een algemeen gevoel van onbehagen. Maar gevraagd naar de houding ten aanzien van een aardappelras dat genetisch gemodificeerd wordt om resistent te worden tegen de aardappelziekte, was meer dan de helft van de Nederlanders van mening dat die aardappels gewoon in de supermarkt verkocht zouden kunnen worden. Nog iets anders vroeg De Kennis van Nu het: “U bent glutenintolerant. Zou u glutenvrije tarwe willen eten die ontstaan is door genetische modificatie?” Daarop antwoordde bijna driekwart van de ondervraagden “ja”.

Percelen voor de productie van parelgierstzaad
Percelen voor de productie van parelgierstzaad op het ICRISAT (Patancheru, Hyderabad (AP). India), de pluimen gehuld in perkamentpapieren zakjes om zelfbestuiving te verzekeren in dit normaliter voornamelijk kruisbestuivende gewas.

Light variant

Biotechnologie is niet hetzelfde als genetisch modificeren. Ook in Europa wordt biotechnologie volop ingezet om gewassen te verbeteren. De traditionele manieren van optimaliseren – veredelen bij planten en fokken bij dieren – worden een handje geholpen. Gewassen en varianten binnen gewassen worden zorgvuldig genetisch doorgelicht om erachter te komen welk stukje DNA precies verantwoordelijk is voor een eigenschap die de opbrengst kan vergroten. Dat gebeurt met markers: een soort moleculaire ‘vlaggetjes’ die op het DNA worden vastgeprikt.

Na het kruisen worden de markers in het DNA vergeleken met het vóórkomen van de gewenste eigenschap. Aansluitend zetten onderzoekers de veredeling voort met alleen exemplaren van de soort die de gewenste eigenschap op DNA-niveau hebben. In feite is dat niet zo veel anders dan wat al eeuwenlang gebeurt, maar door op genetisch niveau te zoeken naar een gewenste eigenschap, gaat het veredelen wel veel sneller en met betere resultaten. Het is een soort light-variant, waarbij de onderzoeker dus geen DNA modificeert, maar er wel streng en precies op selecteert.

Zalm.
Hij is er: de genetisch gemanipuleerde zalm. Groeit twee keer zo snel als een gewone zalm. Er zijn meer genetisch gemanipuleerde dieren in de maak. Bijzonder aan de Canadese zalm, is dat hij echt voor consumptie verkocht wordt.

Groeien en dierenleed

In de veeteelt speelt een vergelijkbaar proces: ook hier wordt de veestapel aangepast om de opbrengst zo groot mogelijk te laten zijn. Buiten Europa is de houding van regelgevers min of meer vergelijkbaar met hun houding ten aanzien van genetisch gemanipuleerde micro-organismen: zolang de kans op vermenging met de natuurlijke populatie klein is, mag het. Het is daar aan de consument om te bepalen of een extra snel groeiende zalm net zo lekker smaakt als een ‘gewone’, en of de consument vertrouwen heeft in zo’n vis.

Die zalm is er inmiddels, in Canada. En hij wordt verkocht voor consumptie. Redenen om genetisch te modificeren zijn bij deze zalm snelle groei. De Volkskrant inventariseerde afgelopen najaar wat er zoal in laboratoria aan genetisch gemodificeerde dieren is gekweekt, en noemt onder meer een kip die resistent is tegen vogelpest, een koe die melk produceert voor mensen met koemelkallergie, extra gespierde koeien en schapen en een varken dat visvetzuren aanmaakt. Maar de Commissie Genetische Modificatie beschrijft in haar Trendanalyse van 2016 ook dat verschillende onderzoeksprogramma’s rond het genetisch modificeren van dieren wereldwijd is stopgezet, hetzij door financieringsproblemen, hetzij door tegenvallende resultaten.

Insecten

Een trend van de laatste jaren is het genetisch modificeren van insecten: als insecten in een bepaald gebied een plaag vormen, werden ze vroeger met chemische middelen bestreden. Dit leidde echter ook tot schade aan het gewas en tot bodemvervuiling. Bovendien werden veel insecten na verloop van tijd resistent tegen insecticiden.

Een biotechnologische manier om de insectenpopulatie terug te dringen, was om de natuurlijke populatie insectenvrouwtjes te vermengen met insectenmannetjes, die van tevoren in het lab met behulp van radioactiviteit steriel werden gemaakt. Dat levert dan geen nakomelingen op, waardoor de populatie in omvang afneemt. Deze techniek – de Steriele Insecten Techniek (SIT) – wordt sinds de jaren vijftig toegepast, maar met wisselend succes. Het succes is halfslachtig, omdat de bestraalde mannetjes in het veld een stuk minder libido vertonen dan hun gezonde soortgenoten. Dat is niet zo gek: behalve steriliteit heeft de bestraling ze vaak ook flink schade bezorgd.

Genetische modificatie met hetzelfde doel ontwikkelt zich snel. Het principe werkt zo, dat insecten in het lab een gen ingebouwd krijgen waardoor ze sterven. In het lab wordt het gen uitgeschakeld door een antibioticum. Eenmaal in het veld sterven de gemodificeerde insecten en hun nakomelingen, zodra het antibioticum is uitgewerkt. Deze technologie werkt soortspecifiek, er komen geen schadelijke giffen meer in het milieu terecht, en werkt zowel voor insecten die ziektes overbrengen (zoals dengue en malaria) als voor gewasplagen. Het Britse Hogerhuis vond in 2015 de in Groot-Brittannië ontwikkelde techniek zo aantrekkelijk, dat ze het een morele plicht achtte zo snel mogelijk met veldexperimenten te beginnen. Hierbij werd de EU Regelgeving voor genetisch gemodificeerde insecten en passant als ‘woefully inadequate’ bestempeld.

Genetisch gemodificeerde insecten zouden een oplossing kunnen zijn voor gewasplagen, maar ook voor malaria. De malariamug en diens parasiet zijn nog altijd de meest dodelijke combinatie uit het de natuur, gelet op het aantal slachtoffers dat er jaarlijks door te betreuren valt.

Maar behalve een kans zijn genetisch gemodificeerde insecten ook een risico: niemand weet wat het op grote schaal reduceren van populaties muggen, kevertjes en vliegen uiteindelijk doet met het ecosysteem waar ze deel van uitmaken. Als de gevolgen desastreus blijken, wie is er dan verantwoordelijk?

De maden van de uienvlieg kunnen grote schade aan de oogst aanrichten.
De uienvlieg (lijkt op de gewone huisvlieg), legt zijn eitjes in de stengels of bol van ui-achtigen. Met behulp van de Steriele Insecten Techniek wordt de uienvlieg in Nederland bestreden.

Bioraffinage

In de veeteelt gaat werkelijk niets verloren. Een geslachte kip wordt tot op het laatste stukje bot gebruikt. Als kipfilet en kippendij, in de kroket. Botjes vinden hun weg in bijvoorbeeld lijm, bindmiddel en gelatine. In de landbouw is dat soms wat lastiger: is de plant eenmaal ontdaan van het eetbare gedeelte, dan is er niet altijd een bestemming voor wat achterblijft.

Veel landbouwrestmateriaal wordt uiteindelijk stro, veevoer en afdekmateriaal om gewassen te beschermen tegen vorst. Het kan ook altijd nog bijgemengd worden in een afvalverbrandingsinstallatie, of composteren. Maar dat levert allemaal niet alleen weinig op, onderzoekers vinden het ook verkwisting van de stoffen die erin zitten. Veel gewassen bevatten lignine, hemicellulose en cellulose. Dat zijn allemaal verbindingen van koolstof en waterstof, en ze geven een plant stevigheid.

In principe kunnen deze verbindingen omgezet worden in suikers en suikers weer in ethanol. Dat proces in de vingers krijgen is alleen niet zo makkelijk: de stoffen die stelen en stengels houtig maken, laten zich maar moeilijk omzetten in iets anders. Desondanks vindt er onderzoek naar bioraffinage plaats, om meer opbrengst van hetzelfde landbouwareaal te halen en te voorkomen dat gewassen voor biobrandstof concurreren met voedselgewassen. Een gewas als maïs of graan is met behulp van bioraffinage immers beide.

Keuzes: wat vind je belangrijk

Gaat het om de voedselproductie, dan kun je natuurlijk principieel bezwaar tegen biotechnologie hebben. Daar valt echter tegenin te brengen dat veredeling en fokkerij al veel langer bestaan, en dat dat een heel scala aan gewassen, boerderijdieren en kleine huisdieren heeft opgeleverd die in het wild geen schijn van kans zouden hebben. En daar is weer tegenin te brengen dat er een verschil in orde van grootte is: die planten en dieren zouden in principe ook langs natuurlijke weg hebben kunnen ontstaan, terwijl GGO’s toch echt uit het lab moeten komen.

Er zijn dus kansen en sterktes van biotechnologische landbouw en veeteelt aan de ene kant, en bedreigingen en zwaktes aan de andere kant. Kansen en sterktes zijn dat het landbouwareaal veel beter benut zou kunnen worden en de grotere zekerheid dat je van een akker ook onder minder gunstige omstandigheden een goede opbrengst kunt oogsten.

Bedreigingen en zwaktes zijn het onvermijdelijke risico op vermenging met de natuurlijke populatie en de mogelijke gevolgen daarvan op lange termijn voor ecosystemen. Verder lijkt biotechnologie bij voedselproductie een eenvoudigere oplossing dan deze in werkelijkheid is. Door verhalen over superzalm lijkt het wel alsof het een peulenschil is om plant en dier naar goeddunken aan te passen – maar de realiteit blijkt vaak net iets weerbarstiger.