Wie können wir die wachsende Weltbevölkerung ernähren?

Artturi Virtanen geht dieser Frage in seinem Lindau-Vortrag nach. Vor siebzig Jahren erhielt er den Chemie-Nobelpreis für eine verbesserte Methode zur Konservierung von Viehfutter.

Durch intensive Forschung gelang es Virtanen, die altbekannte Silage-Methode zu verbessern. Bei der Silage wird Grünschnitt luftdicht verpackt, den Pflanzenzucker bauen daraufhin Bakterien zu Säure ab, diese wiederum macht das Produkt haltbar. Das ganze Verfahren ähnelt der Herstellung von Sauerkraut, und genau wie dort bleiben wichtige Vitamine und auch Proteine erhalten. Das Verfahren ist jedoch recht kompliziert – das Futter kann zu nass sein, die falschen Bakterien können sich vermehren, und so weiter. Dadurch wird das Futter ungenießbar.

Kühe beim Fressen von Mais-Silage. Aus allen klein gehäckselten Pflanzen kann Silage-Futter hergestellt werden, wenn es vorher einen Tag trocknen konnte und anschließend luftdicht verpackt wird. Foto: Franzfoto, Wikimedia

Kühe beim Fressen von Mais-Silage. Aus jedem klein gehäckselten Grünschnitt kann Silage-Futter hergestellt werden, wenn es vorher mindestens einen Tag trocknen konnte und anschließend luftdicht verpackt wird. Foto: Franzfoto, Wikimedia

Virtanen erfand nun ein Verfahren, dem Grünschnitt von Anfang an starke chemische Säuren zuzusetzen. Jetzt konnte bei der Vergärung nichts mehr schiefgehen. Damit dieses saure Viehfutter wieder genießbar wurde, fügte er Kalk hinzu. Den Kühen schmeckte das so hergestellte Futter nicht nur, sie vertrugen es auch gut und gaben mehr und bessere Milch als ihre Artgenossen, die im Winter nur mit Heu gefüttert wurden. Diese Erfindung heißt AIV-Methode, nach den Initialen seines vollen Namens Artturi Ilmari Virtanen, und wird heute noch in Skandinavien verwendet, um sehr nassen Grünschnitt haltbar zu machen.

Auf der ganzen Welt wird die Silage-Methode verwendet. Man braucht hierfür keine speziellen Behälter: Plastikplanen reichen für luftdichte Ballen oder Halden. Foto: patpatpat, Wikimedia

Auf der ganzen Welt wird die Silage-Methode verwendet. Man braucht hierfür keine speziellen Behälter, Plastikplanen reichen für luftdichte Ballen oder abgedichtete Halden. Hier ein Stapel Silageballen in der Nähe von Basel. Foto: patpatpat, Wikimedia

Doch was motivierte einen finnischen Jungen aus ärmlichen Verhältnissen, nicht nur Chemie, sondern auch Mikrobiologie, Biochemie und Bodenchemie zu studieren? In all diesen Fächern forschte er nach Methoden, um die Ernährungssituation in Finnland und anderen Ländern zu verbessern. Es wird berichtet, dass vier seiner insgesamt sieben Brüder früh starben. Virtanen hatte sich in den Kopf gesetzt, herauszufinden, wie es zu dieser Tragödie kommen konnte. Er fand tatsächlich biochemische Hinweise für die schlechte Gesundheit seiner Geschwister: Sie litten vermutlich unter Vitamin-A-Mangel. Dieser Mangel führt zu einer erhöhten Kindersterblichkeit bei ganz normalen Infekten. Virtanen entdeckte sogar den Grund für diesen Mangel. Die Eltern hatten wenig Geld, deshalb kauften sie nur fettfreie Milch. Vitamin-A ist aber ein fettlösliches Vitamin und kommt zwar in Butter, nicht aber in fettfreier Milch vor. Nachdem er diesen Zusammenhang erkannt hatte, war er mehr denn je motiviert, die Ernährungssituation von Kindern durch hochwertige Milch zu verbessern.

Artturi Virtanen (1895-1973) auf dem Lindauer Nobelpreisträgertreffen 1958. Photo: LNLM

Artturi Virtanen (1895-1973) auf dem Lindauer Nobelpreisträgertreffen 1964. Photo: LNLM

Virtanen kam insgesamt fünf Mal nach Lindau (seine Vorträge auf Deutsch in der Lindau-Mediathek). In seinem Vortrag von 1961, „Die Ernährungsmöglichkeiten der Menschheit und die Chemie“, geht er optimistisch davon aus, dass die moderne Landwirtschaft in der Lage sein wird, die wachsende Weltbevölkerung satt zu kriegen: „Wenn die heutigen Errungenschaften der Wissenschaft wirksam in die Praxis umgesetzt werden, und die Forschungsarbeit gleichzeitig stark zu neuen Ergebnissen angespornt wird, erreicht man, dass die Kurve der Nahrungsmittelproduktion gut der Kurve des Bevölkerungswachstums folgt, und dass die Qualität der Nahrung auf weiten Gebieten besser wird.“

Zum Zeitpunkt seines Vortrags Anfang der sechziger Jahre war die sogenannte „Grüne Revolution“ in vollem Gange: höhere Ernten durch einen verstärkten Einsatz chemischer Dünger, von Pflanzenschutzmitteln und durch die Mechanisierung der Landwirtschaft. Heute kennen wir zwar die Nebenwirkungen dieser Entwicklung, wie beispielsweise das Auslaugen und Versalzen der Böden, den Anbau von Monokulturen, die lokale Sorten verdrängen, oder den Einsatz giftiger Pestizide, um nur ein paar Probleme zu nennen. Gleichzeitig führte diese „Revolution“ zu einem beispiellosen Anstieg der Nahrungsmittelproduktion, der dazu beitrug, zumindest Teile der ständig wachsenden Weltbevölkerung zu ernähren.

Virtanen hat sich jedoch nicht nur mit der Konservierung von Grünfutter beschäftigt, er führte auch Versuche mit Viehfutter durch, das frei war von zugefügten Proteinen aus Knochenmehl oder Soja. Außerdem studierte er die symbiotischen Bakterien, die an Wurzeln leben und helfen, die Pflanze mit Stickstoff aus der Atmosphäre zu versorgen – ganz ohne den Zusatz chemischer Stickstoffdünger. Ferner entwickelte er eine patentierte Methode zur Haltbarmachung von Butter, indem er Dinatriumphosphat zur Säureregulation hinzufügte. Mit dieser Methode wurde Butter ein wichtiges finnisches Exportgut nach dem Zweiten Weltkrieg. Virtanen wird nicht nur als Ausnahme-Chemiker verehrt, er gilt auch als einer der Väter der modernen Lebensmittelchemie.

Finnische Briefmarke aus dem Jahr 1980 zur Erinnerung an Virtanens Erfolge. Copyright: Posti- ja telelaitos, Suomi

Finnische Briefmarke aus dem Jahr 1980 zur Erinnerung an Virtanens Erfolge. Copyright: Posti- ja telelaitos, Suomi

In seiner Nobelpreisrede im Dezember 1945 beklagte er jedoch, dass sich die chemische Industrie nur wenig für seine Ergebnisse interessierte: „Die Industrie ist gewöhnlich schnell dabei, den wissenschaftlichen Fortschritt umzusetzen und sogar zu fördern, mit ihrem Kapital und ihren technischen Möglichkeiten. Leider ist dieselbe Industrie wenig an einer biologischen Stickstoffbindung interessiert, weil diese einen Entwicklungsschritt ‘zurück zur Natur’ bedeuten würde.“ In den 1940er Jahren waren große Chemiefirmen tatsächlich mehr daran interessiert, in großem Stil Ammoniak für Kunstdünger mit Hilfe des Haber-Bosch-Verfahrens herzustellen – und weniger daran interessiert, biologischen Verfahren zu erforschen, die geringere Umsätze versprachen.

Wie lauten denn aktuelle Rezepte, um „die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren“? Hier gibt es unzählige Meinungen und Lösungsvorschläge, aber die Frontstellung zwischen „Big Agro“ auf der einen und „zurück zur Natur“-Lösungen auf der anderen Seite ist aktueller denn je. In dem noch immer aktuellen Weltagrarbericht von 2009 mit dem Titel „Agriculture at a Crossroads“ betont dieses hochkarätige Gremium die Bedeutung von Kleinbauern, von lokalen Sorten und Biodiversität für die Ernährungssicherheit, sowie ökologische Anbaumethoden für den Boden- und Umweltschutz. Gentechnisch verändertem Saatgut, das mit Saatgutpatenten einhergeht, und einem verstärkten Einsatz von Agrarchemie wird hingegen eine Absage erteilt. Möglicherweise war Artturi Virtanen schlicht seiner Zeit voraus.

Virtanen beim Bayerischen Frühstück der Lindauer Nobelpreisträgertagung 1964. Foto: LNLM

Virtanen beim Bayerischen Frühstück des Lindauer Nobelpreisträgertreffens 1964. Foto: LNLM

 Artturi Virtanen und der deutsche Biochemiker und Nobelpreis Adolf Butenandt verstehen sich offensichtlich exzellent auf dem Lindauer Nobelpreisträgertreffen 1961. Foto: LNLM


Artturi Virtanen und der deutsche Biochemiker und Nobelpreisträger Adolf Butenandt amüsieren sich auf dem Lindauer Nobelpreisträgertreffen 1961. Foto: LNLM

Virtanen gibt ein Autogramm auf dem Lindauer Nobelpreisträgertreffen 1964. Foto: LNLM

Virtanen gibt ein Autogramm auf dem Lindauer Nobelpreisträgertreffen 1964. Foto: LNLM

 

Susanne Dambeck

About Susanne Dambeck

Susanne Dambeck is a science writer in English and German, and author of several nonfiction childrens' books. A political scientist by training, she has worked in politics, television and as a biographer. Apart from scientific findings, she is interested in people and in storytelling in different languages.

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