Bildung + Gesellschaft

<p>Crispr-Cas muss in der Pflanzenzüchtung reguliert werden, fordert Christoph Then, denn es ist mit unerwarteten biologischen Eigenschaften zu rechnen.</p>
<p>Die neuen Gentechnikverfahren können nicht, wie oft behauptet, den Methoden konventioneller Züchtung gleichgesetzt werden. Um wünschenswerte Eigenschaften zu erzielen, werden in der herkömmlichen Züchtung die bestehenden Populationen nach entsprechenden Merkmalen durchsucht, Pflanzen oder Tiere weiter vermehrt und miteinander gekreuzt, um eine optimale Kombination der Erbinformationen zu erreichen. Speziell bei Pflanzen sind dabei zusätzliche Tricks möglich, um die biologische Vielfalt zu erhöhen. So wird Saatgut in Kontakt mit bestimmten Chemikalien gebracht, welche die natürliche Mutationsrate beschleunigen. Man spricht dann von Mutagenese-Züchtung. Derartige ungezielte Verfahren kommen bereits seit Mitte des 20. Jahrhunderts zum Einsatz. Dabei bleiben die natürlichen Mechanismen der Vererbung und Genregulation erhalten. Die Ergebnisse der Mutagenese-Züchtung sind nicht völlig zufällig – sie folgen den Mechanismen der Evolution, der Vererbung und der Genregulation. Sie vergrößern die genetische Vielfalt; bestimmte Eigenschaften werden aber nicht gezielt herbeigeführt. Erst durch Kreuzung und Selektion werden diejenigen Pflanzen und Tiere aus der Vielfalt herausgezüchtet, bei denen die erwünschten Eigenschaften deutlich genug ausgeprägt sind. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig und wird von vielen Kontrollen und Auswahlprozessen durch die Züchter begleitet.</p><p>Dagegen wird in der Gentechnik versucht, bestimmte Eigenschaften direkt zu verändern. Die dabei eingesetzten Verfahren umgehen die natürlichen Regeln von Evolution, Vererbung und Genregulation und können deswegen schneller sein als herkömmliche Züchtung. Unterschiede zur konventionellen Züchtung existieren dabei auf mehreren Ebenen. Einige Beispiele: Speziell Pflanzen haben oft ein redundantes Genom. Gensequenzen mit der gleichen Geninformation werden durch Verfahren der konventionellen Züchtung und Mutationszüchtung in der Regel nicht gleichzeitig verändert. Beim Genome Editing werden alle Gensequenzen und -cluster mit der gleichen Geninformationen auf einmal verändert. Das kann bei manchen Genen und bei großen Genomen wie dem Weizen einige Dutzend Genorte auf einmal betreffen.</p><p>Im Erbgut existieren besonders konservierte Bereiche, in denen es natürlicherweise keine oder nur selten Zufallsmutationen gibt und die sich evolutionär über lange Zeiträume wenig verändern. Für diesen Schutz bestimmter Genregionen sind unter anderem epigenetische Prozesse ausschlaggebend. Doch auch diese besonders geschützten Bereiche sind der Veränderung durch Crispr-Cas grundsätzlich zugänglich.</p><p>Insgesamt gilt: Genome Editing unterliegt nicht im selben Ausmaß den natürlichen Mechanismen der Genregulation wie die herkömmliche Züchtung. Grundsätzlich hängen die Risiken von gentechnisch veränderten Organismen keineswegs nur davon ab, ob und welche neuen Gene eingefügt werden. Auch die Entfernung von Gen-Kopien und spezielle Muster von genetischen oder epigenetischen Veränderungen beeinflussen die biologischen Eigenschaften von Pflanzen auf andere Weise als bei der herkömmlichen Züchtung. Im Resultat können auf diese Weise Pflanzen und andere Organismen entstehen, die sich nicht nur in ihrer Genstruktur, sondern auch in ihren unerwarteten biologischen Eigenschaften und ihren Risiken deutlich von denen aus konventioneller Züchtung unterscheiden. Daraus ergibt sich eine besondere Vorsorgepflicht gegenüber einer Freisetzung entsprechender Organismen oder ihrer Verwendung in Lebensmitteln.</p><p>Christoph Then ist Geschäftsführer von Testbiotech. Der promovierte Tierarzt beschäftigt sich seit über 20 Jahren mit Gen- und Biotechnologie und war unter anderem für Greenpeace tätig. Testbiotech befasst sich industrieunabhängig mit der Risikobewertung gentechnisch veränderter Organismen.</p><div><img src="https://media.graphcms.com/SvEbyDxAQlqvhewT4oie">

</div><p></p><p>„Pro und Contra“ wird von der GDCh-Fachgruppe Seniorexperten Chemie betreut. Jörn Müller koordiniert die Beiträge.</p>

Artikel

Pro & Contra Crispr‐Cas: Es ergibt sich eine besondere Vorsorgepflicht

Crispr-Cas muss in der Pflanzenzüchtung reguliert werden, fordert Christoph Then, denn es ist mit unerwarteten biologischen Eigenschaften zu rechnen. Die neuen Gentechnikverfahren können nicht, wie oft behauptet, den Methoden konventioneller Züchtung gleichgesetzt werden. Um wünschenswerte Eigens...

<p>Laien finden Chemie oft schwierig, Schüler entwickeln Fehlvorstellungen von chemischen Modellen, und manchmal reden auch Biochemiker und Anorganiker aneinander vorbei. Der Schlüssel ist die Sprache, die gerade Fachleute oft nicht bewusst genug verwenden.</p>
<p>Als Chemiker fragen wir uns immer wieder, warum Laien, Schüler, aber auch Kollegen aus benachbarten Gebieten an unseren Texten scheitern: Was soll an einer Aussage wie „Ethanol wird zu Essigsäure oxidiert“ schwierig sein? Andererseits scheitern wir selbst gelegentlich an Texten aus anderen Teilgebieten der Chemie und fragen uns, insbesondere sobald wir den Inhalt verstanden haben, warum der Autor das nicht einfacher ausdrücken konnte. Was diesem Phänomen zugrunde liegt, beschreibt die Fachsprachenforschung als Kommunikationskonflikt: Eine ausdifferenzierte Fachsprache erhöht neben der Genauigkeit die Abgrenzung zu Laien.</p><figure><img src="https://media.graphcms.com/HcAnrhWCTrOHsxJN6Esw"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Ob die Schülerin gerade über den fünfbindigen Kohlenstoff nachdenkt? Oft liegt es nicht nur am chemischen Modell selbst, wenn Lernende und Laien es nicht verstehen. Foto: Africa Studio – <a href="https://stock.adobe.com" target="_blank">stock.adobe.com</a></figcaption></figure>
<h2>Angemessene Sprache</h2><p>Die Chemie und ihre Teildisziplinen brauchen einen spezifischen Fachwortschatz, das steht außer Frage. Interessant ist jedoch, wie man diese Form der Sprachverwendung beschreiben kann und was sich aus dieser Bestandsaufnahme ergibt.</p><p>Ein Ansatzpunkt zur Lösung des skizzierten Kommunikationsproblems ist die angemessene Sprache, die sich an Kontextbedingungen orientiert, also an der Leserschaft, dem Sachzusammenhang und der Kommunikationssituation.<sup>1,2)</sup> Ein Text zum Energiebegriff muss und soll in einer Fachzeitschrift für physikalische Chemie anders formuliert sein als in einem Schulbuch. So müssen in Fach- und Lehrtexten gängige Fachbegriffe und Formulierungen eingeführt werden – seien sie sprachlich noch so komplex. Angemessene Sprache ist daher nicht immer leicht oder einfach; wenn ein Autor möglicherweise schwierige sprachliche Strukturen – die es oft erst zu identifizieren gilt – bewusst verwendet, dann muss dies explizit und konsistent geschehen.</p><p>Da Sprache in vielen Bereichen der Kommunikation fachlicher Inhalte unterschätzt wird, lohnt es, hier aufmerksam zu sein und als Lehrer und Autor sprachsensibel zu agieren.</p><p>Einige Beispiele zeigen, welche Schwierigkeiten auftreten können, die Fachleute unter Umständen gar nicht erkennen. Solche Verständnisprobleme werden von Fachleute nicht bewusst oder absichtlich verursacht, sondern eben weil sie neben inhaltlichem über fachsprachliches Wissen verfügen.</p><h2>Die Wortebene</h2><p>Das erste, was Fachleuten und Laien bei Fachsprache auffällt, ist das fachspezifische Vokabular, also einzelne Wörter, die Fremdwörter sein können (Ethanol zum Beispiel). Über die Notwendigkeit, solche Begriffe zu erklären, besteht kaum Zweifel. Untersucht man Texte mit chemischem Inhalt mit sprachwissenschaftlichen Methoden, zeigen sich oft weitere Aspekte, die dem Autor nicht bewusst sind.</p><p>Bleiben wir dafür zunächst auf der Wortebene und betrachten den Prozess der Wortbildung aus zwei Stämmen: eine Komposition wie Mineral-Säure. Sie ist im Deutschen das produktivste Wortbildungsmuster. Im Allgemeinen ist der letzte Bestandteil solcher Zusammensetzungen deren Kern, er bestimmt die Gesamtbedeutung – so bezeichnet „Rotwein“ einen speziellen Wein, „weinrot“ einen speziellen Rotton.</p><h2>Komposita und Klarheit</h2><p>Dass die Bedeutung von Komposita, gerade bei unbekannten Bildungen, durchaus komplex ist, verdeutlicht ein scheinbar klares Substantiv wie Kräuteressig: Beide Bestandteile sind aus der Alltagssprache bekannt. Aber: Ist das ein aus Kräutern gewonnener Essig; ein Essig, mit dem man Kräuter würzen kann; ein nach Kräutern schmeckender Essig; eine Essig-Kräuter-Mischung oder etwas ganz anderes? Im konkreten Fall ist die Mehrdeutigkeit vermutlich noch relativ gering (die einzelnen Konzepte überschneiden sich) und im Satzzusammenhang leicht auflösbar.</p><p>Anders kann dies sein bei neuen und für den Verstehensprozess besonders wichtigen Bildungen wie etwa dem Doppelmolekül. In einem zufällig ausgewählten Schulbuch<sup>3)</sup> geht es im Abschnitt zur Essigsäure um die assoziative Bindung von zwei Essigsäuremolekülen zu Dimeren. Die Autoren verwenden jedoch das vermeintlich anschauliche Kompositum Doppelmolekül; dies ist aber nicht ein Molekül mit kovalenten Bindungen (was Schüler mit dem Molekülbegriff assoziieren könnten), sondern es sind zwei gemeint – die vermeintliche Vereinfachung kann ihrerseits Fehlvorstellungen und damit Verständnisprobleme verursachen.</p><p>Ein ähnlicher Fall ist Traubenzucker. Beide Bestandteile des Kompositums sind aus der Alltagssprache bekannt, jedoch geht es in chemischen Texten bei Verwendung dieses Wortes meist nicht um den in Trauben enthaltenen Zucker, sondern um das Monosaccharid Glucose. Werden solche Zusammenhänge nicht konsistent und explizit erläutert, können Fehlvorstellungen entstehen, die weniger fachlichen, sondern vor allem sprachlichen Ursprungs sind. Und dies gilt offensichtlich nicht nur für zusammengesetzte Wörter aus der Fachsprache im engeren Sinne, etwa Racematspaltung, sondern auch für eher alltagssprachliche oder im weiteren Sinne fachsprachliche Strukturen.</p><h2>Sätze: Passivkonstruktionen und Handelnde</h2><p>Fachsprache offenbart sich nicht nur in bestimmten Wörtern, sondern auch in den Sätzen. Typisch für Bildungs- wie Fachsprache sind Passivkonstruktionen wie „Der Trockenschrank wird geöffnet“. Welche sprachlichen Schwierigkeiten auftreten können, zeigt sich beispielhaft an „oxidieren“ in „Ethanol wird oxidiert“. Aus chemischer Sicht bedeutet dieser Satz, dass Ethanolmoleküle Elektronen abgeben. Worin die Schwierigkeit der Formulierung liegen kann, wird deutlich, wenn man die Semantik von Passivkonstruktionen im Deutschen betrachtet: In einem Aktivsatz wie „Thomas öffnet den Trockenschrank“ ist Thomas der Handelnde, er kontrolliert die vom Verb bezeichnete Handlung, der Trockenschrank ist das von dieser Handlung veränderte Objekt. Passivkonstruktionen wie „Der Trockenschrank wird geöffnet“ nennen den Kontrolleur nicht. Die Handlung wird semantisch abstrakter.</p><h2>Üblich oder wissenschaftlich?</h2><p>Wie verhält es sich nun beim „oxidieren“? Im Satz „Ethanol wird oxidiert“ wird demnach Ethanol als ein von der Handlung verändertes Objekt gekennzeichnet. Diese Sichtweise – Ethanol ist von der Handlung verändert, während etwas Nicht-Genanntes diese Handlung verursacht oder kontrolliert – ist fachlich nicht immer angemessen. Aus der Perspektive des Oxidationsmittels mag eine solche Ausdrucksweise grundsätzlich passend erscheinen, das ist im vorliegenden Satz jedoch nicht explizit genannt. Da Oxidationsreaktionen immer an Reduktionen gebunden sind, ist es ohnehin schwierig, hier von „Verursacher“ zu sprechen, obwohl die sprachliche Konstruktion eine derartige Interpretation möglich macht.</p><p>Das heißt nicht, dass Leser ausschließlich aus sprachlichen Gründen falsche Vorstellungen entwickeln, aber durch den hohen Abstraktionsgrad können auch auf dieser Ebene Missverständnisse entstehen.</p><p>Es gibt hier keine Pauschalrezepte – Passivstrukturen sind nicht grundsätzlich schlecht. Passiv sollte aber im skizzierten Sinne angemessen verwendet werden, also dann, wenn Passiv gemeint ist – und nicht nur, weil es vermeintlich wissenschaftlicher klingt.</p><p>Da in Texten mit chemischem Inhalt die Ausdrucksweise „etwas wird oxidiert“ durchaus üblich ist, könnte man sie auch explizit thematisieren oder auf Materialien zur Klärung von Schwierigkeiten auf der sprachlichen Ebene verweisen.</p><h2>Satzstrukturen</h2><p>Betrachten wir die Satzstrukturen noch etwas genauer. Im Wikipedia-Artikel zu Ethanol,<sup>4)</sup> der im Jahr 2018 am häufigsten abgerufenen Seite mit chemischem Inhalt, heißt es etwa: „Als schmerzstillende und Empfindungslosigkeit hervorrufende Narkosemittel wurden alkoholhaltige Tränke bereits im Altertum verwendet“. Auffällig ist hier neben der Passivkonstruktion „wurden … verwendet“ das komplexe Attribut (Beifügung) „schmerzstillende und Empfindungslosigkeit hervorrufende“ zum Substantiv „Narkosemittel“. In dieser Konstruktion kann man wiederum zwei Satzkonstruktionen erkennen: „Das Narkosemittel ruft Empfindungslosigkeit hervor“ und „Das Narkosemittel stillt den Schmerz“.</p><p>Der folgende Satz enthält gleich zwei unterschiedliche Attributtypen: „Der Sauerstoff der Oxidationsreaktion stammt dabei aus dem als Lösungsmittel verwendeten Wasser.“ Die erste markierte Attributkonstruktion erscheint aus fachlich kompetenter Perspektive zunächst eindeutig: „der Sauerstoff der Oxidationsreaktion“.</p><p>Nimmt man an, dass der Leser das Wesen einer Oxidationsreaktion zwar grundsätzlich verstanden hat, so stellt sich hier dennoch die Frage, wie dieser Prozess mit Sauerstoff zusammenhängt: Sind Sauerstoffmoleküle Produkt, Edukt, Katalysator? Betrachtet man allein die sprachliche Struktur des Satzes, ist alles möglich. Auch die zweite Attributkonstruktion kann genauer betrachtet werden: „als Lösungsmittel verwendeten Wasser“. Wie hängen Sauerstoff und Wasser hier zusammen: Reagiert Wasser zu Sauerstoff oder umgekehrt? Oder ist bereits Sauerstoff im Wasser gelöst? Die beschriebenen Konstruktionen erhöhen die Komplexität des beschriebenen Sachverhalts enorm. Hier zeigt sich erneut die Verzahnung von sprachlicher Ausdrucksweise und fachlichen Konzepten. Damit wird auch klar, wie sie fachliche Lernprozesse erschweren.</p><h2>Strukturen und Formeln</h2><p>Ein weiterer wichtiger Aspekt chemischer Fachtexte sind Strukturformeln, die auch „Sprache“ sind: Sie enthalten Buchstaben und Zahlen und sind Teil der Kommunikation chemischer Inhalte. Im Wikipedia-Artikel zu Ethanol finden sich acht verschiedene Strukturformeln des Ethanolmoleküls (Abbildung S. 11). Keine ist fachlich falsch; sie nehmen unterschiedliche Besonderheiten des Ethanolmoleküls in den Blick. In diesem Artikel stehen sie jedoch unkommentiert nebeneinander. Fachleute wissen über die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Darstellungen.</p><figure><img src="https://media.graphcms.com/4JXMeQkQ02xOwOCayP9s"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Alle bedeuten das Gleiche, sehen aber unterschiedlich aus: Formeldarstellungen von Ethanol bei Wikipedia.<sup>4)</sup></figcaption></figure>
<p>Auch Laien sprechen gelegentlich von „rechtsdrehender Milchsäure“, vermuten also, dass Spiegelungen und Drehungen eine Auswirkung haben können. Sie werden aber alleine gelassen in der Vermutung, dass alle Strukturformeln für das gleiche Ethanol stehen.</p><p>Die Lösung sollte nicht sein, sich auf eine einzige Formel zu fokussieren und die anderen zu verbieten – es kommen ja alle Formeln und Darstellungsweisen vor. Es gilt vielmehr ein Bewusstsein beim Schreiben zu entwickeln, ob eine neue Struktur jetzt hilfreich oder angemessen ist, und gegebenenfalls zu erläutern, was diese Struktur zeigt. Grundlose Veränderungen in der Darstellung – wie Drehungen, was häufig vorkommt – sollte ein Autor hingegen vermeiden. Auch Strukturformeln erfordern eine erhöhte sprachliche Sensibilität.</p><h2>Verstehen und Verständnis fördern</h2><p>Die Art der sprachlichen Darstellung führt zu bestimmten fachlichen Vorstellungen. So trivial das auf den ersten Blick scheinen mag, so sehr kann sprachsensibles Handeln das Verständnis fördern und dazu beitragen, dass wir verstehen, woran eben dieses Verständnis scheitert.</p><p>Wie die vorherigen Bemerkungen deutlich machen, kodiert die sprachliche Vermittlung von fachlichen Inhalten nicht nur bestimmte Denk- und Arbeitsweisen sowie Fachstrukturen, sondern enthält auch häufig unbewusst primär sprachliche Problempunkte für Leser.</p><p>Eine solche sprachliche Perspektive auf Texte bedeutet selbstredend Arbeit für Autoren, und vermutlich wird es den optimal verständlichen Text nie geben. Sie bietet dennoch Chancen und Perspektiven für die Vermittlung von Fachinhalten, sowohl in der schulischen als auch der wissenschaftlichen und alltäglichen Kommunikation. Im besten Falle profitieren nämlich beide Seiten – Fachleute wie Laien.</p><h2>Der Autor</h2><p>Jonas Konstantin Romstadt hat in Oldenburg Deutsch und Chemie für das Lehramt an Gymnasien studiert. Im Januar beginnt er in Niedersachsen mit dem Vorbereitungsdienst. Bei dem Beitrag unterstützt haben ihn der Professor für organische Chemie Jürgen Martens und die Professorin für deutsche Sprache Nanna Fuhrhop, beide an der Uni Oldenburg.</p><div><img src="https://media.graphcms.com/lzOmo2jjR5ylBjYQvvm4">

</div><p></p><h2>AUF EINEN BLICK</h2><p>Wenn ein Fachfremder einen Text über Chemie nicht versteht oder fehlinterpretiert, kann das am sprachlichen Aufbau des Textes liegen.</p><p>Fachleuten sind missverständliche Formulierungen und Mehrdeutigkeiten in ihren Texten oft nicht bewusst.</p><p>Einen verständlichen Fachtext zu verfassen, sei es für Schüler, sei es für Kollegen aus Nachbardisziplinen, bedeutet mehr Arbeit als gedacht.</p>
<ul><li>
<sup>1 </sup>M. Kienpointner, Aptum 2005, 1, 193–286</li><li>
<sup>2 </sup>B. M. Bock, trans-kom 2015, 8, 79–102</li><li>
<sup>3 </sup>A. Fischedick, H. Fleischer, V. Hofheinz et al., Fokus Chemie – Sekundarbereich II, Cornelsen, Berlin 2018</li><li>
<sup>4 </sup><a href="https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ethan" target="_blank">de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ethan</a> ol&amp;oldid=188602314 (Stand 15.05.2019)</li></ul>


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Pro & Contra Crispr‐Cas: Es ergibt sich eine besondere Vorsorgepflicht

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