Welche historische, biologische, wirtschaftliche und kulturelle Bedeutung hat Mais?
Die Geschichte der Maispflanze und ihre Kultivierung ist gleichzeitig eine Geschichte von Mensch und Kultur. Diese große Leistung der Menschheit im Bereich der Nutzbarmachung hält immer noch Geheimnisse und Möglichkeiten für die Zukunft bereit.
Was ist Mais?
Der moderne Kulturmais ist eine einjährige Pflanze, die eine Wuchshöhe von bis zu 3 m erreicht. Sie trägt sowohl männliche als auch weibliche Blüten und an jeder Pflanze bilden sich maximal zwei Kolben vollständig aus. Der wissenschaftliche Name lautet Zea mays. Zea bedeutet schlicht “Dinkel” oder “Spelt” und mays kommt vom spanischen “maíz”, das sich aus der indigenen Bezeichnung “mahiz” entwickelt hat.
Während der Ursprung der Maispflanze in Mittelamerika (Mexiko) liegt, ist sie heutzutage auf der ganzen Welt in subtropischen und gemäßigten Klimazonen mit einer Anzahl von 5000 verschiedenen Arten verbreitet. Durch die Auslese gewünschter Eigenschaften konnte die Pflanze sich an verschiedene klimatische Bedingungen anpassen. Zu Beginn der Erfolgsgeschichte in Europa wurde Mais als Zierpflanze verwendet, dann als Futtermittel und schließlich ab dem 19. Jahrhundert mit der Entstehung des Zuckermais als Grundnahrungsmittel für die ärmeren Bevölkerungsschichten. In Industrienationen wird Mais immer noch fast ausschließlich als Futtermittel für Tiere und als Energierohstoff verwendet (Biokraftstoff, Biogas).
Wie hat sich der Mais entwickelt?
Genetiker und Archäologen legten die Entwicklung des modernen Mais aus seinem Vorgänger auf einen Zeitpunkt vor etwa 9000 Jahren im tropischen Tiefland des heutigen Südmexiko fest. Der wilde Vorfahre, ein unscheinbares Wildgras namens Teosinte, war und ist in Mittelamerika heimisch. Mittlerweile gilt diese Verwandtschaft als beinahe zweifelsfrei belegt: Die Blüten von Teosinte und Mais lassen sich kaum unterscheiden, die beiden Pflanzen weisen dieselbe Chromosomenzahl auf und es kann immer noch ohne Probleme mit den beiden Arten gezüchtet werden.
Ihr Aussehen unterscheidet sich jedoch stark voneinander. Während Mais die bekannten runden Kolben mit zahlreichen Kornreihen aufweist, sind die Früchte des Teosinte kürzer, besitzen nur wenige Reihen und sechs bis neun kleine Körner.
Die Urtypen, aus denen sich der moderne Mais entwickelt hat, existieren immer noch und kommen in Mexiko und Guatemala vor. Dazu zählen die Arten Zea mays subsp. parviglumis und Zea mays subsp. mexicana, wobei erstere einen größeren Beitrag zu den heutigen Arten geleistet hat.
Eine im Jahr 2018 veröffentlichte Studie rollte die Domestikationsgeschichte von Mais erneut auf, indem sie mittels Genomanalysen die Verbreitung der einzelnen Linien in Südamerika und die damit zusammenhängenden genetischen Änderungen untersuchte. Die Wissenschaftler fanden auf diese Weise heraus, dass die Domestikation nicht nur von einem, sondern mindestens zwei Orten ausging.
Auch für zukünftige Zuchtbemühungen halten alte Landrassen aus Mittel- und Südamerika noch das eine oder andere Potential bereit. Ein Wissenschaftlerteam analysierte 2017 4500 Landrassen und entdeckte über 1000 Gene, die einen Einfluss auf den bevorzugten Wuchsort haben. Damit eröffnen sich Möglichkeiten für die Anpassung von Mais an sich ändernde Umweltbedingungen.
Wie verbreitete sich der Mais auf der Welt?
Über einen langen Zeitraum verbreiteten sich die domestizierten Arten des Mais in den Amerikas, bis mit Beginn der Neuzeit die Europäer in Mittel- und Südamerika landeten.
Christoph Kolumbus brachte die ersten Maiskörner von seiner zweiten Expedition 1496 nach Spanien, wo der europäische Erfolgszug der Pflanze begann. Von dort verbreitete er sich über den gesamten Mittelmeerraum bis in die Türkei, die wegen des intensiven Anbaus bald namensgebend für den Mais wurde (“Türkischkorn”).
Der Mais verbesserte die Ernährungssituation in der ärmeren Bevölkerung erheblich. Er gedieh prächtig in wärmeren Regionen und schloss durch die Ernte in den Sommermonaten eine Versorgungslücke. Im Norden konnte er erst Mitte des 20. Jahrhunderts nach der Entwicklung einer kälteunempfindlicheren Sorte angebaut werden.
Wie steht es um die kulturelle Bedeutung der Nutzpflanze?
In seiner ursprünglichen Heimat spielte der Mais eine große Rolle in den Mythen und dem Götterkult der indigenen Bevölkerung. Mais war für sie eine Gabe der Götter. Dementsprechend gab es verschiedene Maisgottheiten, die in Form von Statuen, Abbildungen und Opfergaben verehrt wurden. In der Ursprungstheorie der Mayas und Azteken glaubte man daran, dass die Götter den Menschen aus Mais formten.
Es wird angenommen, dass der Mais die Grundlage für die Entwicklung der mittelamerikanischen Hochkulturen bildete, da er den Menschen eine stabile Nahrungsgrundlage bot.
Die erste bekannte Maisdarstellung in der europäischen Kultur stammt von dem Spanier Burgmair, der 1518 die Offenbarung des Apostels Johannes auf der Insel Patmos mit zwei Maispflanzen versah. Seitdem wurde der Mais immer wieder, unter anderem als Symbol für Fruchtbarkeit, dargestellt, wie zum Beispiel im folgenden Gemälde von Arcimboldo aus dem Jahr 1591.
1542 wurde die Maispflanze erstmals in einem pflanzenkundlichen Buch über den Gebrauch, die Herkunft und die heilenden Eigenschaften von Pflanzen bildlich dargestellt, im “New Kreüterbuch” von Leonhart Fuchs. Hier wurde der Mais noch als “Türkisches Korn” bezeichnet, da man seine eigentliche Herkunft wohl vergessen hatte.
Was bringt uns die genetische Diversität des Mais?
Der Mais gehört zu den ältesten und wichtigsten Nutzpflanzen der Welt. Dementsprechend hat sich die Wissenschaft intensiv mit dem Genom der Pflanze beschäftigt, das 2009 erstmals vollständig sequenziert wurde. Es umfasst erstaunliche 32.000 Gene (mehr als beim Menschen) und besteht zu 85% aus Mitgliedern verschiedener Transposon-Familien. Transposons sind DNA-Sequenzen, die nicht an ihren Standort gebunden sind und zu einem anderen “springen” können. Sie sind teilweise für natürliche Mutationen und die damit zusammenhängende Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen zuständig.
Lange Zeit wurde sie für ihre Theorie belächelt, doch durch die verbesserten molekularen Techniken in den 70er und 80er Jahren wurde die Entdeckung schließlich bestätigt.
Hielt man das Vorkommen der springenden Gene am Anfang noch für einen Einzelfall, stellte sich mit der Zeit heraus, dass Transposons in allen Organismen zu finden sind. Beim Menschen besteht zum Beispiel die Hälfte des Genoms aus ihnen.
Mehr als 30 Jahre später, im Jahr 1983, erhielt Barbara McClintock für die Entdeckung der „springenden Gene” den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin. Sie war damit erst die dritte Frau, die einen nicht geteilten Nobelpreis in einem naturwissenschaftlichen Bereich erhielt.
Welche wirtschaftliche Bedeutung hat Mais heute?
Der Mais wird bereits seit Jahrtausenden vom Menschen kultiviert, um die besten Eigenschaften für verschiedene klimatische Bedingungen zu verstärken. So haben sich einige Sorten gebildet, die heute einen Großteil der weltweiten Maisproduktion ausmachen.
Dazu zählt zum Beispiel der Hart-Zahnmais, der ohne Zugabe von Wasser vermahlen und zu Cornflakes, Polenta, Keksen und Snacks, aber auch zu Tierfutter verarbeitet wird. Der Zuckermais fungiert als direktes Nahrungsmittel, indem er meist noch in Kolbenform verspeist wird. Da der Zucker hier nicht in Stärke verwandelt wird, entsteht ein süßlicher Geschmack. Stärkemais hingegen stellte in Süd- und Mittelamerika lange die Hauptnahrungsquelle dar und wird als Maisstärke in der industriellen Lebensmittelproduktion eingesetzt.
Mais enthält zahlreiche Mineralien und Vitamine, kann jedoch bei einseitiger Ernährung wegen der fehlenden essentiellen Aminosäuren zu Mangelerscheinungen führen.
Wie wird sich der Mais in Zeiten des Klimawandels entwickeln?
Der Mais zählt nach dem Weizen und vor dem Reis zu unseren wichtigsten Nutzpflanzen. Er ist eine von 5-7 Pflanzen, welche die gesamte Welt ernähren, wobei das Gros der Maissorten für Tierfutter (Silage) und die Energiegewinnung (Biogas) angebaut wird.
Durch den Klimawandel ändern sich die Voraussetzungen für den landwirtschaftlichen Anbau immer weiter. Gründe dafür sind Extremwetterereignisse wie Dürren, Hochwasser aber auch Schädlingsbefall durch sehr anpassungsfähige Insekten. Auch gegen Neophyten (nicht heimische Pflanzen und Tiere) müssen immer wieder neue Strategien gefunden werden.
Die Wissenschaft verspricht sich sehr viel von der Anpassung der Pflanzen durch Züchtung. Merkmale wie Trockenheitsresistenz, verbesserte Standfestigkeit und Qualität können gezielt gefördert werden. Hier kommt wieder das oben bereits erwähnte diverse Genom des Mais mit seinem hohen Anteil an Transposons ins Spiel. Diese Tatsache birgt viel Potential für die Vorbereitung der aktuellen Maissorten auf ein sich veränderndes Klima.
Übersetzung: Maja Bartl und Gerda Koch