Roboter als Bestäuber: Forscher gestalten Blüten für Maschinen um

Schreitet das Insektensterben weiter voran, könnte das fatale Folgen haben. In Deutschland sind laut WWF über 84 Prozent der Nutzpflanzenarten von Insekten abhängig. Als Plan B bringen Forschende immer mal wieder Roboter ins Spiel. Sie könnten, so die Idee, in Zukunft das Bestäuben übernehmen. Manche sind so klein wie Bienen und können fliegen. Andere, die am Boden mitarbeiten, haben einen Arm aus Stahl und erreichen Menschengröße.

Das Ziel: Pflanze an die Technik anpassen

Womöglich reicht es allerdings nicht, nur weiter an den Maschinen zu feilen. Denn oft liegt die sogenannte Narbe – das weibliche Fortpflanzungsorgan der Pflanzen, auf die ein Samen treffen muss – recht versteckt im Inneren der Blüten. Die Pflanzen an die Technik anzupassen, ist daher das Ziel von Forschenden der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking. Bei Tomaten und Soja sei dies schon gelungen, berichteten sie kürzlich im Fachblatt Cell.

„Wir haben die Blüten für Maschinen umgestaltet“, sagt Cao Xu, einer der Autoren. Mit dem Verfahren, das sie GEAIR (Genome Editing with Artificial-Intelligence-based Robots) tauften, wollen sie vor allem ein „lange bestehendes Problem der Hybridzüchtung“ lösen. Bei Hybridzüchtungen werden zwei genetisch möglichst unterschiedliche Elternlinien gekreuzt. Das liefert eine Pflanzengeneration, die besonders robust ist und höhere Erträge liefert.

Welche Vorteile die Bestäubung per Roboter bringt

„Menschenhände können diese Blumen bestäuben, aber zu einem hohen Preis“, erklärte Xu. Die manuelle Bestäubung von Tomaten beispielsweise verschlinge über 25 Prozent der Kosten. Zudem seien nicht nur die versteckten weiblichen Fortpflanzungsorgane ein Problem, sondern auch die männlichen, die zu einer Selbstbestäubung führen können.

Um die Pflanze robotergerecht umzugestalten, griffen die Forschenden aus China zur Genschere CRISPR-Cas9, ein präzises Gen-Editierungswerkzeug. Damit bearbeiteten sie unter anderem die sogenannten B-Klasse-MADS-Box-Gene von Tomaten, die die Blütenentwicklung regulieren.

Treffsicher wie ein Mensch

Als Ergebnis erhielten sie Pflanzen, die sowohl männlich-steril waren, als auch hervorstehende Narben – das ist der oberste Teil des Fruchtstempels – hatten, wodurch sie für Roboter leicht zugänglich sind. Auch mit Soja gelang die genetische Blütenumgestaltung. Der einarmige GEAIR-Bestäubungsroboter identifiziere reife Blüten und lege Pollen genauso treffsicher ab wie ein Mensch, heißt es in der Studie.

Ein Argument gegen mehr Naturschutz sind die neuen Technologien natürlich nicht, allein schon weil sie nur unter kontrollierten Bedingungen funktionieren können. Cao sieht dennoch großes Potenzial: „Wir gestalten Nutzpflanzen neu, um KI und Robotik zu erschließen, und diese Technologien steigern unsere Fähigkeit, bessere Nutzpflanzen schneller zu züchten.“

Dieser Beitrag ist zuerst bei t3n.de erschienen.

(anh)