Wann wir endlich … Fleisch essen, für das kein Tier mehr leiden muss

Fleisch aus dem Labor: Daran tüfteln Forscher schon eine ganze Weile. 2013 wurde der erste Labor-Burger vorgestellt und seitdem tut sich … nichts. Warum dauert das so lange? Bild: Toby Melville/Reuters.

In-vitro-Fleisch

Wann wir endlich … Fleisch essen, für das kein Tier mehr leiden muss

Fleisch aus dem Labor: Daran tüfteln Forschende schon eine ganze Weile. 2013 wurde der erste Labor-Burger vorgestellt und seitdem tut sich … nichts. Warum dauert das so lange?

25. November 2020

Darum geht’s:

In-vitro-Fleisch gilt als eine Alternative, um den weltweiten Fleischkonsum abzudecken

Seit 2013 die Nachricht vom ersten im Labor gezüchteten Hackfleisch-Burger die Runde machte, wird Laborfleisch immer wieder als der Heilsbringer schlechthin angepriesen: Damit sei das Problem des Welthungers gelöst. Und endlich gebe es echtes Fleisch ohne Tierleid. Neben dem Argument, dass es irgendwann die Tierqualen in der Massentierhaltung beenden könnte, gilt auch die Umweltentlastung als Argument für Laborfleisch.

Der Wirbel um in vitro gezüchtetes Fleisch – so heißt das in der Fachsprache – ist groß. Und schaut man sich das Marketing verschiedener Start-ups an, die an dem künstlich gezüchteten Fleisch arbeiten, entsteht der Eindruck, dass die Produkte kurz vor der Marktreife stehen. Dass es schon bald ganz normal sein könnte, neben dem Hacksteak vom Rind und dem pflanzlichen Imitat auch das Hacksteak aus dem Labor an der Kühltheke zu finden.

Darum müssen wir drüber sprechen:

Es wird noch dauern, bis wir Laborfleisch auf den Tellern haben

Es ist schwierig, genau zu sagen, auf welchem Entwicklungsstand sich die Forschung in Sachen Laborfleisch befindet. Firmen, die daran arbeiten, geben aus Gründen des Geschäftsgeheimnisses wenig über ihre Forschung bekannt. „Die Patente werden immer erst eine ganze Weile nach ihrer Einreichung öffentlich“, sagt der Zellbiologe Kai Fiedler vom Max-Planck-Institut für Biologie des Alterns. „Aktuell kann ich mir die Patente von Anfang 2019 ansehen. Seitdem könnten natürlich schon Fortschritte erzielt worden sein.“

Die Frage ist, wie groß diese Fortschritte sind. Die Erkenntnis, dass sich Fett- und Muskelzellen in der Petrischale züchten und dann zu einem Hackburger verarbeiten lassen, war 2013 schon ein kleiner Durchbruch. Doch seitdem bewegt sich die Entwicklung nur in kleinen Schritten vorwärts, sagt Silvia Woll. Sie ist Technikphilosophin am Karlsruher Institut für Technologie und beschäftigt sich seit ein paar Jahren mit dem Nutzen und der Realisierbarkeit von In-vitro-Fleisch. „Wenn man fragt, wann wir das überhaupt essen können, hört man von den Forschern, die daran arbeiten meist: in zwei bis fünf Jahren“, sagt sie. „Das waren vor fünf Jahren schon zwei bis fünf Jahre und heute sind das immer noch zwei bis fünf Jahre. Ehrlicherweise muss man sagen: Wir wissen nicht, wann solche Produkte wirklich auf den Markt kommen können.“

Ein kleiner Vorstoß soll jetzt einem Unternehmen aus den USA gelungen sein. Die Produkte des Laborfleisch-Herstellers „Eat Just“ mit Sitz in San Francisco sollen laut einer Meldung im „Guardian“ erstmals zum Verkauf zugelassen worden sein – allerdings erst mal nur in Singapur. Die „Chicken Bites“ des Unternehmens sollen in einem Restaurant in Singapur verkauft werden. Auch hier sind die Produktionsbedingungen noch nicht weit genug, um einen Verkauf über Supermärkte stemmen zu können. Für den Anfang soll das Laborfleisch außerdem erheblich teurer sein als normales Hähnchenfleisch. Wie teuer genau, ist aber unklar.

Ist In-vitro-Fleisch echtes Fleisch?

Um zu verstehen, warum es so kompliziert ist, Laborfleisch in Massen zu produzieren und schließlich in die Supermarkt-Regale zu bringen, müssen wir uns anschauen, wie es überhaupt entsteht.

Die Grundlage: Stammzellen

Wer außerhalb eines lebenden Organismus Gewebe züchten will, benötigt dazu grundsätzlich Stammzellen. Das können menschliche Stammzellen sein, aus denen man heute schon kleine Gewebezusammenhänge im Labor züchten kann. Oder auch tierische Stammzellen, die unter anderem für die Herstellung von in-vitro-Fleisch benötigt werden.

Die Stammzellen müssen einem Tier per Biopsie entnommen werden. Das heißt, Forschende müssen beispielsweise einem Rind eine Gewebeprobe aus dem Muskel entnehmen, um an die Muskelstammzellen des Tieres heranzukommen. Diese Stammzellen sind in der Lage, neue Muskelzellen zu bilden. Sie produzieren also neues Gewebe.

Das Futter: eine Nährlösung

Neues Gewebe produzieren können Stammzellen auch außerhalb des Tierkörpers, wenn die richtigen Bedingungen dafür geschaffen werden: Die Zellen brauchen eine sterile Umgebung, die so warm ist, wie es im Körper des Tieres wäre. Außerdem brauchen sie Nahrung.

Diese Nahrung wird ihnen über ein Nährmedium zugeführt, in dem sie wachsen. Dieses Nährmedium ist angereichert mit allem, was die Zellen brauchen: Zucker, Fette, Wachstumsfaktoren und andere Proteine. Die Zellen liegen also in einer kleinen Schale, komplett umspült von der Nährlösung. Durch ihre Zellwände nehmen sie alle Nährstoffe auf, die sie brauchen, um zu leben, sich zu vermehren und sich zu einem Gewebe zusammenzusetzen.

Das Ergebnis: echtes Fleisch

Würde man die Laborfleisch-Zellen und die Zellen aus einem geschlachteten Tier nebeneinanderlegen und vergleichen, könnte man nicht sagen, welche Zelle woher stammt. Dass das Laborfleisch am Ende auch schmeckt wie echtes Fleisch, steht und fällt mit dem Verhältnis von Fett zu Muskel. Aber wenn auch die Mischung stimmt, sind beide nicht mehr auseinanderzuhalten.

Steaks und Filets sind die größte Herausforderung

Das Laborfleisch, das bisher zu einem Burger zusammengesetzt wurde, war Hackfleisch. Unstrukturiertes Fleisch sagen Fachleute auch dazu. Es ist also nicht im großen Verbund zu einem Organ zusammengewachsen, stattdessen wurden hier Gewebestücke zusammengemischt.

Das ist also möglich: Hackfleisch aus der Petrischale. Anders sieht es aus, wenn man einen ganzen Muskel im Labor wachsen lassen möchte. Für ein Stück Steak zum Beispiel. Da kommen verschiedene Herausforderungen zusammen:

  1. Das Gewebe muss dreidimensional wachsen, am besten entlang einer Struktur, die ein Skelett nachahmen würde. Die müsste lebensmittelverträglich sein oder vielleicht sogar essbar, damit man sie nicht wieder herausholen muss.
  2. Im Gewebe müssten Strukturen die Zellen stabilisieren, damit sie unter dem Gesamtgewicht nicht zerdrückt werden oder ihre Nährstoffzufuhr abgeschnürt wird. „Da ist übrigens spannend, dass sich im Weltraum leichter Muskelfleisch züchten lässt“, sagt Silvia Woll. „Die Schwerelosigkeit entlastet die Zellen und lässt eine bessere Nährstoffverteilung zu.“ Die NASA hat entsprechende Experimente durchgeführt.
  3. Es müsste Kanäle geben, die Nährstoffe tief ins Gewebe transportieren, wie es sonst die Blutgefäße leisten. Während die Zellen fürs Hackfleisch in der Nährlösung schwimmend ernährt werden, würde der Muskel dicker und dicker. Die Nährlösung könnte mit der Zeit nicht mehr zu den inneren Zellen vordringen.
  4. Die Muskelzellen müssten konstant trainiert werden, damit sie Masse annehmen. Es gibt bereits Methoden, um Muskelzellen mit mechanischen oder elektrischen Reizen zu stimulieren. Aber ob das im großen Maßstab heute schon funktioniert, ist unklar.

Wann können wir mit Laborfleisch rechnen?

In den USA haben das Department of Agriculture (USDA) und die Food and Drug Administration (FDA) bereits Rahmenbedingungen geschaffen, um Fleisch aus dem Labor regulieren zu können.

In der EU würde In-vitro-Fleisch vermutlich unter die Regulierung von „Novel Foods“ fallen. Hier würde aber ohne ein marktreifes Produkt ohnehin keine Zulassung erteilt werden. Gäbe es ein marktreifes Produkt könnte die Zulassung auch ein paar Jahre dauern.

Von daher ist es schwer zu sagen, wann wir Laborfleisch auf unseren Tellern erwarten dürfen. Das hängt ganz davon ab, wann das Fleisch tatsächlich im großen Stil hergestellt werden kann.

Immerhin: Die Preisprognosen sind schon mal stark gesunken. Während der erste Burger 2013 noch mehr als 300.000 US-Dollar teuer war, bewegen sich Schätzungen von heute auf einem Level von 11 bis 12 Dollar pro Burgerpatty – sofern es zur Massenproduktion kommt.

Aber:

Bei Tierleid und Umweltbelastung verspricht Laborfleisch mehr, als es halten kann

Lange Zeit war die wirksamste Nährlösung für Stammzellen: Kälberserum, das aus dem Blut ungeborener Kälber gewonnen wird (der vollständige Name lautet deshalb “fetales Kälberserum”). Dafür muss die trächtige Kuh geschlachtet und ihr noch lebender Fötus herausgeschnitten werden. Anschließend wird dessen Blut aus dem noch schlagenden Herzen abgenommen. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die Föten dabei Schmerzen empfinden.

Die Organisation „Ärzte gegen Tierversuche“ schrieb 2017, dass weltweit etwa 800.000 Liter fetales Kälberserum verwendet wurden. Allerdings kam es nicht nur für Laborfleisch zum Einsatz, auch in anderen Bereichen der Stammzellforschung wurde und wird das Serum benutzt. Pro Kalb wird ungefähr ein halber Liter Blut gewonnen. Gehen wir von 800.000 Litern Serum aus, die pro Jahr benötigt werden, müssen dafür ein bis zwei Millionen Föten sterben.

Pflanzliche Alternativen zum Kälberserum

Heute ist man etwas weiter. Einige Forschungseinrichtungen versuchen das Kälberserum wegzulassen oder gegen pflanzliche Alternativen auszutauschen. Auch in-vitro-Fleisch-Unternehmen probieren Alternativen aus. Derzeit scheinen bestimmte Pilzextrakte und Nährmedien auf Algenbasis vielversprechend.

So wären also nur noch die Stammzellen als tierische Komponente im Laborfleisch enthalten. Immerhin: Für ihre Entnahme kann das Tier am Leben bleiben und es ist in der Regel mit einem Stich ins Gewebe getan. Komplett tierleidfrei ist diese Methode aber auch nicht. Es müssen trotzdem noch Tiere für die Stammzellentnahme gehalten werden – wenn auch viel weniger als in der Fleischproduktion aus geschlachteten Tieren. Und die Gewebeprobe ist auch eine Verletzung des Tieres – wenn auch geringfügig im Vergleich zu den Strapazen, die Tiere in der Massentierhaltung erdulden müssen.

Ist Laborfleisch gut für die Umwelt?

Die Aufzucht, Versorgung und schließlich auch die Schlachtung von Tieren erfordern enorme Ressourcen. Entwickelt sich der Fleischkonsum weltweit so weiter wie zurzeit, wird unsere Erde den Bedarf nicht mehr abdecken können. Eine Hochrechnung des USDA Foreign Agricultural Service sagt voraus:

  • Im Jahr 2020 werden schätzungsweise rund 255,7 Millionen Tonnen Schweine-, Rind- und Hühnerfleisch weltweit verzehrt werden.
  • 2021 dürften es der Schätzung zufolge 262,3 Millionen Tonnen sein.
  • Industrieländer liegen vorne, doch auch andere Länder holen auf.

Wie viel Ressourcen die Fleischproduktion benötigt, ist je nach Art des Fleisches verschieden. Während Schweine- und Geflügelfleisch etwas ressourcenschonender sind, schlägt Rindfleisch mit heftigen Zahlen zu Buche: Um ein Kilogramm zu produzieren, braucht es bis zu

  • 9 Kilogramm Getreide
  • 15.400 Liter Wasser
  • eine Nutzfläche von bis zu 49 Quadratmetern
  • und 22 Kilogramm Treibhausgase entstehen dabei.

Fleisch aus dem Labor käme wahrscheinlich mit weniger Ressourcen aus hinsichtlich der Landnutzung. Doch was die Produktion am Ende wirklich verbrauchen würde, wenn sie im großen Maßstab durchgeführt würde, ist nicht klar. „Wir müssten riesige Inkubatoren bauen, in denen massenhaft Fleisch reifen könnte“, sagt Silvia Woll vom Karlsruher Institut für Technologie. Denn die Zellen brauchen ja eine warme Umgebung, so warm wie im Körper des Tieres. Das Nährmedium müsste regelmäßig überprüft und ausgetauscht werden, damit die Nährstoffversorgung konstant bleibt und sich keine Bakterien oder Pilze bilden. „Ich wüsste nicht, dass sowas schon gebaut worden ist“, sagt Silvia Woll.

Daneben müsse man bedenken, dass Fleisch auch in vitro nicht von allein wächst.

Laborfleisch braucht Energie wie ein wachsendes Lebewesen

In einer Überblicksstudie aus 2019 hat eine Forscherin aus verschiedenen Modellrechnungen zusammengetragen, dass die Produktion von In-vitro-Fleisch am Ende ähnliche Mengen an Treibhausgasen verursachen könnte wie von Schweine- oder Geflügelfleisch. Und wahrscheinlich wären der Wasser- und der Energieverbrauch noch höher. Nur gegenüber Rind hätte In-vitro-Fleisch Vorteile.

Einer der Entwickler des In-vitro-Fleisches, der niederländische Pharmakologe Mark Post, sagt, dass die Herstellung einer Portion Laborfleisch effizienter sei als die herkömmliche Futterverwertung in Mastbetrieben: „Wir benötigen nur das Zweieinhalbfache an vegetarischem Input.“ Soll heißen: Um etwa ein Kilogramm Laborfleisch zu bilden, verbrauchen die Zellen zweieinhalb Kilogramm Nährstoffe aus pflanzlichen Quellen. Zum Vergleich: Für ein Kilogramm Rindfleisch werden neun Kilogramm Getreide benötigt.

„Wie viel Energie und andere Ressourcen letztendlich wirklich benötigt werden für die Fleischherstellung, können wir erst ermitteln, wenn die Produkte in Massen produziert werden und auf den Markt kommen“, sagt der Zellbiologe Kai Fiedler. „Aber bis jetzt ist nichts auf dem Markt.“

Und jetzt?

Die Idee von Laborfleisch ist gut, doch eigentlich sollten wir generell weniger Fleisch essen

Kurzes Fazit.

Im Labor gezüchtetes Fleisch steht Fleisch aus lebenden Tieren in nichts nach. Abgesehen vom Entstehungsprozess bekommt man am Ende identische Zellen, in gleicher chemischer Zusammensetzung. Laborfleisch ist also echtes Fleisch. Bisher schaffen Forschende es aber nur, unstrukturiertes Fleisch in vitro zu erzeugen. Also lose Zellverbände, die sie zu einem Hackpatty zusammenmischen können. Die Struktur eines Steaks oder eines Filets ist deutlich komplexer, vergleichbar mit einem Organ. Und dessen Nachahmung ist den Forschern noch nicht gelungen.

Wann Laborfleisch in Massenproduktion zu bezahlbaren Preisen hergestellt werden kann, ist derzeit schwer vorauszusagen. Die Unternehmen, die daran arbeiten, rechnen in zwei bis fünf Jahren mit marktreifen Produkten, die dann zumindest in den USA verkauft werden könnten. Unabhängige Experten und Expertinnen sehen diese Prognose kritisch.

Erreichen Laborfleisch-Produkte irgendwann die Supermärkte, wird die nächste Frage sein, wie gut Verbraucher und Verbraucherinnen die Produkte annehmen: Wird In-vitro-Fleisch ein schickes Lifestyle-Produkt oder wird die Mehrheit der Menschen dazu greifen? Ekeln sie sich davor? Das muss sich noch zeigen.

2014 ist eine Untersuchung erschienen, in der zwei Forschende sich die Online-Kommentare bei einigen US-amerikanischen Medien näher angesehen haben, die über den ersten Labor-Hamburger berichtet haben. Sie wollten wissen: Wie reagieren die Leser und Leserinnen auf diese Innovation? Die Reaktionen waren mehrheitlich negativ, schreiben die Forschenden. Zwar hätten viele eingesehen, dass Lösungen nötig seien, um den weltweiten Fleischkonsum abzudecken. Aber selbst essen wollten die meisten das künstliche Fleisch nicht. Die Gründe waren Skepsis, dass das Laborfleisch überhaupt schmeckt, Ekel vor dessen Unnatürlichkeit und Angst vor möglichen Gesundheitsgefahren.

Grund zum Ekel gibt es eigentlich nicht: In-vitro-Fleisch ist nicht ungesünder als das Fleisch geschlachteter Tiere. Es ist aber auch nicht gesünder. Und der übermäßige Fleischkonsum in unserer Gesellschaft belastet nicht nur die Umwelt, sondern auch unsere Gesundheit. Weniger Fleisch zu essen käme uns generell zugute – das schließt Laborfleisch mit ein.

Saskia Gerhard
Hat in Labors gearbeitet und erst Chemie, dann Wissenschaftsjournalismus studiert. Kennt sich am besten mit Anatomie und Zellabläufen im Körper aus, arbeitet aber auch gern an anderen Medizin-, Umwelt- und Gesellschaftsthemen.

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Saskia Gerhard
Hat in Labors gearbeitet und erst Chemie, dann Wissenschaftsjournalismus studiert. Kennt sich am besten mit Anatomie und Zellabläufen im Körper aus, arbeitet aber auch gern an anderen Medizin-, Umwelt- und Gesellschaftsthemen.

3 Kommentare;

  1. Eine pflanzliche Nährlösung ist ja ein richtiger Schritt, aber eine Nährlösung auf Basis von Grünland werden die Wissenschaftler wohl kaum herstellen um die Stammzellen zu ernähren. Diese wird wohl eher aus hochwertigen pflanzlichen Komponenten hergestellt, die vom Acker kommen. Und genau hier liegt ja der große Vorteil von Wiederkäuern, sie verdauen Grünland und andere faserreiche Aufwüchse zu hochwertigen Lebensmitteln (Milch, Fleisch) und das auch ausschließlich auf Raufutterbasis. Man muss den Wiederkäuern nur wiederkäuergerecht ernähren, dann hat man einen großen ökologischen Vorteil. Zumal das Grünland vielfältige Kultur und Ökosystemdienstleistungen erbringt.

  2. Naja, zum Mond sind wir vor 50 Jahren(!) Geflogen. Eine Impfung geht nach unter einem Jahr in die Serienproduktion, da sollte es doch endlich gelingen, invitro Fleisch zu produzieren!

    1. Oder einfach Brückenseile aus Spinnenseide zu produzieren…

      Scherz beiseite, ist dir eigentlich nicht klar dass die von dir genannten Prozesse alle sehr unterschiedliche Herausforderungen darstellen? Insbesondere die Impfung mittels mRNA ist bereits seit Beginn dieses Jahrtausends in der Forschung ein Thema.

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Saskia Gerhard: Hat in Labors gearbeitet und erst Chemie, dann Wissenschaftsjournalismus studiert. Kennt sich am besten mit Anatomie und Zellabläufen im Körper aus, arbeitet aber auch gern an anderen Medizin-, Umwelt- und Gesellschaftsthemen.