Die Natur beobachten – verstehen - verbessern
Forschung

Die Natur beobachten – verstehen - verbessern

Die Entwicklung eines neuen Pflanzenschutzmittels erfordert jahrelange Arbeit. Von der Idee bis zur Marktreife vergehen über 10 Jahre. Häufig holen sich Forscher ihre Inspiration aus der Natur. Die exakte Beobachtung von Lebewesen führt immer wieder zu innovativen Pflanzenschutzverfahren.

Sonntag, 5. April 2020

Das Wichtigste in Kürze:

  • Manchmal liefert die Natur selbst die besten Pflanzenschutzmittel.
  • Durch die Beobachtung der Natur holen sich Forscherinnen und Forscher immer wieder innovative Pflanzenschutzideen.
  • Die Zylinderputzer-Pflanze (Callistemon Citrinus) lieferte beispielsweise die Vorlage für ein wirksames Mittel gegen Unkraut.

Pflanzenschutzmittel sollten spezifisch und möglichst nur gegenüber bestimmten Schädlingen und Krankheiten wirken. Nutzpflanzen dürfen nicht beeinträchtigt werden und die Anwendung muss für Mensch und Umwelt sicher sein. Das sind sehr hohe Anforderungen an die Forscherinnen und Forscher der Industrie. Die Erforschung neuer Produkte und Methoden zum Schutz von Pflanzen ist sehr zeit- und kostenintensiv. Es dauert im Schnitt 12 Jahre, bis ein neuer Wirkstoff auf dem Markt zugelassen wird. Die Entwicklungskosten belaufen sich auf über 280 Mio. Dollar.


Beobachten

Eine wichtige Inspirationsquelle für die Wissenschaft ist die Beobachtung von natürlichen Produkten und Prozessen. Die Erkenntnis, dass sich gewisse Pflanzen und Lebewesen nicht gut miteinander vertragen, ist die Grundlage von vielen Pflanzenschutzmitteln. Im Jahr 1977 machte der kalifornische Chemiker Reed Gray in seinem Garten eine interessante Entdeckung. Er stellte fest, dass unter seinen Karminroten Zylinderputzer-Pflanzen (Callistemon Citrinus) fast kein Unkraut wuchs. Das liess sich alleine mit dem Schattenwurf nicht erklären.


Verstehen

Also nahm Gray Bodenproben und untersuchte sie im Labor. Es zeigte sich, dass die Zylinderputzer-Pflanzen eine Substanz produzierten, die hemmend auf das Wachstum von anderen Pflanzen wirkte. Die Substanz konnte mittels chemischer Analysen als Leptospermon identifiziert werden. Sie blockiert bei anderen Pflanzen die Produktion von Carotinoiden, die als Lichtschutz fungieren. Ohne Carotinoide bleichen Pflanzen durch das Sonnenlicht aus und gehen ein. Ein neues Mittel gegen Unkraut war entdeckt.


Verbessern

Doch die Sache hatte einen Haken: Man brauchte zum Schutz der Pflanzen sehr grosse Mengen an Leptospermon - bis zu 9kg pro Hektar. Man hätte also riesige Flächen mit Zylinderputzer-Pflanzen anbauen müssen, um die nötige Substanzmenge zu produzieren und zu vermarkten. Also nahm man die chemische Struktur von Leptospermon als Inspiration und begann unermüdlich ähnliche Verbindungen mit den gewünschten Eigenschaften zu synthetisieren. Elf Jahre nach Reed Grays erster Isolierung von Leptospermon, synthetisierten Forscherinnen und Forscher von Syngenta den strukturverwandten Wirkstoff Mestorion. Er war 50-100 Mal wirksamer als Leptospermon und sicher in der Anwendung. Inspiriert durch die Pflanze Callistemon Citrinus wurde 2001 das Pflanzenschutzmittel unter dem Namen CALLISTO® im amerikanischen und europäischen Markt eingeführt und seither stetig weiterverbessert.

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