Bildung + Gesellschaft

Kurioses, Erstaunliches, &Uuml;berraschendes &mdash; was vor 50 Jahren in den &bdquo;Nachrichten aus der Chemie&ldquo; stand, die damals noch &bdquo;Nachrichten aus Chemie und Technik&ldquo; hie&szlig;en.

Vor 50 Jahren

<h2 type="main">(Geld-)Not macht erfinderisch</h2>Wie das erste Dezemberheft der Nachrichten aus Chemie und Technik im Jahr 1974 meldete, eignen sich Marienkäfer als lebende Detektoren für Luftverschmutzung. Einem Zoologen des Cardiff College zufolge würde sich bei steigender Luftverschmutzung das schwarzgetupfte Rot der Insekten in völliges Schwarz verwandeln. Einfaches Zählen der Insekten würde also reichen, denn dieser Test sei nach Meinung des Zoologen ebenso zuverlässig wie Untersuchungen mit teuren Geräten.<img alt="image" src="https://media.graphassets.com/AnEJfYJhQOqtJLQlnK3I">In einer Entfernung von 8 km waren nur 8,3 Prozent der Marienkäfer schwarz.Heute dienen zur Untersuchung der Luftqualität etwa Lasersensoren, die Licht auf die Partikel in der Umgebungsluft werfen. Dieses Licht wird gestreut und von einem Detektor erfasst, der daraus die Feinstaubkonzentration ermittelt.Noch mehr Erstaunliches aus den Blauen Blättern von früher lesen Sie in der GDCh-App: <url href="http://gdch.app/category/vor-50-jahren"><a href="https://gdch.app/category/vor-50-jahren" target="_blank">gdch.app/category/vor-50-jahren</a></url>

Meldung

Frühe Umweltanalytik

(Geld-)Not macht erfinderischWie das erste Dezemberheft der Nachrichten aus Chemie und Technik im Jahr 1974 meldete, eignen sich Marienkäfer als lebende Detektoren für Luftverschmutzung. Einem Zoologen des Cardiff College zufolge würde sich bei steigender Luftverschmutzung das schwarzgetupfte Rot...

Im Jahr 1974 wurde Roundup zugelassen. Zeit, an den 50. Geburtstag des ersten Glyphosat-Produkts zu erinnern. Angesichts zunehmender Kritik hielt sich die Feierlaune allerdings in Grenzen.Jahrhundert-Herbizid“, sagen die einen, für andere ist es schlicht ein „hochgradig gefährliches Pestizid“.1,2) Gemeint ist <link href="#nadc20244145056-fig-0001">Glyphosat, chemisch genauer: N-(Phosphonomethyl)glycin. Vor 50 Jahren führte Monsanto Roundup ein, das erste Produkt mit dieser Substanz. Vor allem Landwirte, Gärtner und Kommunen in aller Welt machten es bald zum meistbenutzten Herbizid überhaupt.<figure xml:id="nadc20244145056-fig-0001"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/dhPSWENQrWfsQiju4Urh"><figcaption><label>Abb.1: </label>N-(Phosphonomethyl)glycin, bekannt als Glyphosat.</figcaption></figure></figure>Vor allem in den 1990er-Jahren gab es einen Boom. Zum einen, weil außerhalb der USA Patentrechte ausliefen und viele Hersteller zum Teil günstigere Produkte anboten. Zum anderen erlaubten ab 1996 glyphosattolerante Nutzpflanzen, die Substanz noch häufiger einzusetzen.Seit gut einem Jahrzehnt ist die Euphorie allerdings etwas getrübt: wegen zunehmender Unkrautresistenzen, toxikologischer Bedenken und juristischer Verfahren. Vielleicht wurde der fünfzigste Geburtstag deswegen in Deutschland kaum gefeiert – auch nicht von Bayer, das im Jahr 2018 Monsanto und damit die Marke Roundup übernahm.<h2 type="main">Ein Zufallsfund</h2>Die herbizide Wirkung von Glyphosat wäre um ein Haar gar nicht entdeckt worden – so klingt es zumindest in einem Interview für die Reihe „Oral History“ des Science History Institute in Philadelphia aus dem Jahr 1994. Darin merkt Glyphosat-Erfinder John E. Franz lachend an, er hätte die Arbeiten an Aminomethylphosphonsäure-Substanzen Anfang 1970 fast beendet, nachdem lange zuvor schon seine gesamte Abteilung das Gebiet für tot erklärt hatte.3) Der Monsanto-Chemiker arbeitete zu der Zeit einem Kollegen zu, der nach einem neuen Herbizid insbesondere gegen mehrjährige Unkräuter suchte. Jahrelang war an tertiären Aminomethylphosphonsäure-Verbindungen getüftelt worden. Diese nutzte Monsanto bereits als Wasserenthärter und Komplexbildner, und es gab eine intern entwickelte Syntheseroute. Die herbizide Wirkung dieser Verbindungen war allerdings viel zu schwach, um kommerziell interessant zu sein. Doch dann hatte Franz eine letzte Idee: Warum es nicht einmal mit sekundären Aminomethylphosphonsäure-Verbindungen versuchen? Er synthetisierte vier Vertreter. Eine davon überraschte sofort mit hoher Wirksamkeit – sie ist heute als Glyphosat bekannt. Der Rest ist Geschichte: In weniger als vier Jahren entwickelte Monsanto Roundup, das im Jahr 1974 erstmals auf den Markt kam, auch in Europa.Was Franz zunächst nicht wusste: N-(Phosphonomethyl)glycin war kein neues Molekül. Schon seit 1950 hatten verschiedene Unternehmen damit Versuche gemacht – Cilag soll es als Antibiotikum getestet haben, später war es ein Kandidat als Chelatbildner und Wasserenthärter –, aber nirgendwo kam es zur Vermarktung.4) Besondere Ironie: Um 1960 forschte Stauffer Chemical an dem Molekül und damit sogar ein Akteur, der im Pflanzenschutz aktiv war. Doch das US-Unternehmen stieß nicht auf die herbizide Wirkung.3) So blieb der Erfolg Monsanto vorbehalten.<h2 type="main">Nichtselektiver Mechanismus</h2>Wie Glyphosat wirkt, wurde erst in den frühen 1980er-Jahren geklärt: Die Substanz hemmt 5-Enolpyruvylshikimat-3-phosphat-Synthase (EPSPS). Dieses Enzym ist in Pflanzen an einem Schlüsselschritt bei der Synthese aromatischer Aminosäuren beteiligt und damit an der Entstehung wichtiger Hormone und Pflanzenmetabolite.4) Durch seine Wirkweise ist Glyphosat ein nichtselektives Totalherbizid und wirkt gegen alle Ungräser und Unkräuter. Weil es aber auch Kulturpflanzen eingehen lässt, ließ es sich im Ackerbau zunächst nur vor der Aussaat einsetzen. Ein direkter Kontakt mit Blättern von Nutzpflanzen hätte zu deren Absterben geführt.Der Anwendungsspielraum wurde größer, als in Bakterien Gene für eine glyphosatresistente EPSPS-Form gefunden wurden. Mit diesen ließen sich Kulturpflanzen so modifizieren, dass ihnen die Substanz wenig anhaben konnte. Monsanto vermarktete auf dieser Basis ab dem Jahr 1996 unter der Marke Roundup Ready glyphosattolerante Sorten vor allem von Raps, Sojabohnen, Baumwolle und Mais. Landwirte konnten nun auch im bestellten Feld mit Roundup gegen Unkraut vorgehen.Dieses Prinzip hatte allerdings zur Folge, dass Anwender vielerorts ihr Unkraut praktisch vollständig mit Glyphosat kontrollierten. Dies begünstigte die Entwicklung und Ausbreitung resistenter Unkrautvarianten: Im Jahr 2023 galten weltweit 59 Unkrautarten als resistent gegen den Wirkstoff (<link href="#nadc20244145056-fig-0002">Weltkarte).5) In vielen Regionen wird Glyphosat daher heute mit anderen Wirkstoffen kombiniert.<figure xml:id="nadc20244145056-fig-0002"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/ltssgFYSQLa5LcsGQlFm"><figcaption><label>Abb.2: </label>In diesen Ländern sind Glyphosatresistenzen bekannt. Grafik: <a href="https://weedscience.org" target="_blank">weedscience.org</a></figcaption></figure></figure><h2 type="main">Wegbereiter für pfluglose Bodenbearbeitung</h2>Abgesehen von den aufkommenden Resistenzen galt Glyphosat lange als völlig unproblematisch, ja segensreich. Die als nachhaltig bewertete No-till-Landwirtschaft etwa, die auf (fast) pfluglose Bodenbearbeitung und Direktsaat setzt und dabei auf potente Unkrautbekämpfung angewiesen ist, hat sich vor allem durch Glyphosat stark verbreitet.Der australische Unkrautexperte Stephen B. Powles, emeritierter Professor der University of Western Australia in Perth, spricht bis heute von Glyphosat als einer „Jahrhundertentdeckung“. Er verglich die Substanz angesichts ihres Beitrags zur Sicherung der globalen Ernährung einmal mit der von Penicillin für die menschliche Gesundheit.6) Bis heute hält Powles die Substanz, die er auf seinen eigenen Rapsfeldern einsetzt, „für umweltfreundlich, im Boden schnell abbaubar und sicher für Anwender“.Das freilich sehen nicht mehr alle so. Beispielsweise gilt Glyphosat inzwischen nicht mehr als bienenfreundlich, nachdem Effekte auf das Mikrobiom im Bienendarm entdeckt worden waren, die den Insekten zu schaffen machen.7) Und spätestens seit 2015 ist auch die Unbedenklichkeit für Menschen umstritten. Da hatte die an die WHO angeschlossene International Agency for Research on Cancer die Substanz als „wahrscheinlich krebserregend“ (Gruppe 2A) eingestuft und etwa auf eine gewisse Evidenz für einen Zusammenhang mit Non-Hodgkin-Lymphomen verwiesen, einer bösartigen Krebserkrankung des Lymphsystems.8)Dennoch gehen die meisten Behörden weltweit nach wie vor davon aus, dass es keinen Beweis für eine Kanzerogenität gibt. So kamen sowohl die EU-Behörde für Lebensmittelsicherheit (Efsa) im Jahr 2023 als auch die EU-Chemikalienagentur (Echa) im Jahr 2022 nach erneuter Prüfung zu dem Schluss, „dass eine Einstufung von Glyphosat als krebserzeugend nicht gerechtfertigt ist“.9) Entsprechend hat die EU Ende des Jahrs 2023 die Glyphosat-Zulassung als Herbizid bis zum Jahr 2033 verlängert.10)Auch Bayer hat weiterhin keine Bedenken bezüglich der Sicherheit von Glyphosat und kündigte an, diese Position „entschieden zu verteidigen“. Der Konzern ist in Rechtsstreitigkeiten verwickelt. Bis Januar 2024 seien 167 000 Ansprüche gegen die Bayer-Tochter Monsanto angemeldet worden, heißt es im aktuellen Geschäftsbericht.11) Viele davon betreffen Klagen von Krebspatienten, die ihre Erkrankung auf den Kontakt mit glyphosathaltigen Bayer-Produkten zurückführen. Allein im Jahr <link href="#nadc20244145056-fig-0003">2023 hat das Unternehmen zur Beilegung von Verfahren knapp 2,1 Milliarden Euro ausgezahlt, einen Großteil davon für Verfahren rund um Glyphosat. Ende 2023 beliefen sich die Rückstellungen für den „Verfahrenskomplex Glyphosat“ auf umgerechnet 5,7 Milliarden Euro.<figure xml:id="nadc20244145056-fig-0003"><figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/P1Z7ITabQG25NQlXQjyB"><figcaption><label>Abb.3: </label>In glyphosatbehandelten Feldern selten zu sehen: Beikräuter wie Mohn- oder Kornblumen. Bild: riebevonsehl / Adobe Stock</figcaption></figure></figure><h2 type="main">Deutsche Bahn hat Glyphosat ersetzt</h2>In einer Stellungnahme am 14. Dezember 2023 bezeichnete das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft die EU-Zulassungsverlängerung als „kritisch“. Viele Landwirte jedoch werteten die weitere Verfügbarkeit als gute Nachricht. Dennoch gibt es gerade in Westeuropa auch langjährige Anwender, die inzwischen aus Überzeugung die Finger von Glyphosat lassen. Die Deutsche Bahn etwa, lange Zeit größter Einzelverbraucher der Substanz in Deutschland, verzichtet nach eigenen Angaben seit 2023 vollständig auf das Totalherbizid. Sie hat damit einen im Jahr 2019 angekündigten Schritt umgesetzt. Noch drei Jahre zuvor brachte die DB 70 Tonnen Glyphosat aus, um ihre Gleise bewuchsfrei zu halten. Inzwischen setzt man auf ein „nachhaltiges Vegetationsmanagement“. Dazu gehören etwa „die digitale Vegetationskontrolle, der Einsatz mechanisch-manueller Verfahren sowie die Nutzung von chemischen Verfahren, unter anderem auch mit Pelargonsäure“.12) Die wirkt allerdings nicht auf die Wurzeln und damit nicht so lange.Die Strategie der Deutschen Bahn dürfte vielen Deutschen gefallen. Denn ganz offenbar sorgt Glyphosat für gewisse Verunsicherung. Laut Bundesinstitut für Risikobewertung seien in Deutschland 45 Prozent der Menschen „beunruhigt oder sehr beunruhigt“ über Glyphosat in Lebensmitteln.13)Für den Australier Powles wird Glyphosat auf globaler Ebene weiterhin „eine Rolle in der Unkrautkontrolle spielen“, wenn auch aufgrund der Resistenz-Thematik nicht mehr ganz so dominant wie früher. Offizielle Zahlen gibt es nicht, aber der Experte sieht die globale Produktionsmenge bei rund einer Million Tonnen jährlich – und damit auf anhaltend hohem Niveau. Ein großer Teil kommt dabei längst aus China. Bemerkenswerterweise ist Glyphosat auch nach 50 Jahren der einzige Wirkstoff in der Herbizidklasse der EPSPS-Inhibitoren.<h2 type="main">Der Autor</h2>Karl Hübner, Jahrgang 1964, ist promovierter Chemiker und Journalist. Nach einer Industrietätigkeit im Labor eines mittelständischen Betriebs verlegte er sich vor über 25 Jahren auf das Schreiben und arbeitete bis Ende 2023 in einer Agentur für Unternehmenskommunikation. Seit 2024 ist Hübner vollberuflich Autor. Er hat eine Vorliebe für Themen mit historischer Komponente.<img alt="image" src="https://media.graphassets.com/El8LKAo4TtqUtqWWw7Ae"><ul class="references" cited="no" style="numbered" xml:id="nadc20244145056-bibl-0001"><li xml:id="nadc20244145056-bib-0001">1 S. O. Duke, S. B. Powles, Pest Manag. Science 2008, 64, 319–325</li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0002">2 Glyphosate, Monograph, 2016, PAN Asia Pacific, Penang, Malaysia</li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0003">3 Das Science History Institute in Philadelphia bietet auf seiner Website in seiner Oral-History-Serie ein gut zweieinhalbstündiges Interview mit Dr. John E. Franz aus dem Jahr 1994. Kurzlink: <url href="https://t1p.de/lmgl0"><a href="https://t1p.de/lmgl0" target="_blank">t1p.de/lmgl0</a></url></li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0004">4 V. K. Nandula, Glyphosate Resistance in Crops and Weeds: History, Development, and Management, John Wiley &amp; Sons 2010</li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0005">5 International Survey on Herbicide-Resistant Weeds, <url href="https://www.weedscience.org/Pages/SOASummary.aspx"><a href="https://www.weedscience.org/Pages/SOASummary.aspx" target="_blank">www.weedscience.org/Pages/SOASummary.aspx</a></url></li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0006">6 6. S. Powles, Proc. Nat. Acad. Sci. 2010, 107, 9955–56</li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0007">7 E.V.S. Motta, K. Raymann, N.A. Moran, Proc. Nat. Acad. Sci. 2018, 115, 10305–10</li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0008">8 IARC, Monograph 112: Some Organophosphate Insecticides and Herbicides 2017, WHO Press, Genf</li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0009">9 u.a. von der EFSA: <url href="https://t1p.de/jp2qx"><a href="https://t1p.de/jp2qx" target="_blank">t1p.de/jp2qx</a></url> sowie BfR-Mitteilung vom 6. Juli 2023: <url href="https://t1p.de/b6h9v"><a href="https://t1p.de/b6h9v" target="_blank">t1p.de/b6h9v</a></url></li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0010">10 EU-Kommission: <url href="https://t1p.de/qph6b"><a href="https://t1p.de/qph6b" target="_blank">t1p.de/qph6b</a></url></li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0011">11 Bayer-Geschäftsbericht: <url href="https://t1p.de/x2g4u"><a href="https://t1p.de/x2g4u" target="_blank">t1p.de/x2g4u</a></url></li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0012">12 integrierter Bericht 2023 der Deutschen Bahn: <url href="https://t1p.de/aekti"><a href="https://t1p.de/aekti" target="_blank">t1p.de/aekti</a></url></li><li xml:id="nadc20244145056-bib-0013">13 BfR-Verbrauchermonitor 2/2024: <url href="https://t1p.de/64x7p"><a href="https://t1p.de/64x7p" target="_blank">t1p.de/64x7p</a></url></li></ul>

Meldung

Frühe Umweltanalytik

(Geld-)Not macht erfinderisch

Überprüfung Ihres Anmeldestatus ...