Insektenplage bekämpfen: Männchen als Waffe gegen Weibchen
Wissenschaftler haben eine neue Methode zur biologischen Schädlingsbekämpfung entwickelt, bei der männliche Insekten genetisch verändert werden, um giftige Proteine in ihrer Samenflüssigkeit zu produzieren.
Wissenschaftler entwickeln genetische Methode zur Bekämpfung von Mückenplagen.
Foto: PantherMedia / mrfiza
Gefahr durch Mückenplagen
Mückenplagen stellen nicht nur eine Belästigung dar, sondern können auch erhebliche gesundheitliche Risiken bergen. Viele Mückenarten sind Überträger von gefährlichen Krankheitserregern wie dem Zika-Virus, Dengue-Fieber, West-Nil-Virus oder Malaria. Diese Infektionen können schwere Erkrankungen hervorrufen und in einigen Fällen sogar tödlich verlaufen. Besonders in tropischen und subtropischen Regionen sind Mücken ein bedeutendes Gesundheitsrisiko, weshalb Präventionsmaßnahmen wie Mückenschutz und die Bekämpfung von Brutstätten entscheidend sind, um die Ausbreitung dieser Krankheiten zu verhindern.
Allein das Dengue-Virus verursacht jedes Jahr 390 Millionen Infektionen und gilt mittlerweile als die weltweit häufigste durch Vektoren übertragene Virusinfektion.
Bei blutsaugenden Mücken wie Aedes aegypti und Anopheles gambiae stechen nur die Weibchen. Zur Bekämpfung von Insekten werden oft giftige Substanzen in die Umwelt freigesetzt. Chemische Pestizide können aber nicht zwischen Männchen und Weibchen unterscheiden und töten beide. Dabei werden auch andere Arten, einschließlich Nützlinge, und ganze Ökosysteme geschädigt. Zudem werden Insekten immer häufiger resistent gegen die verwendeten Pestizide.
Genetische Biokontrolle als Alternative
Von daher könnte die genetische Biokontrolle eine vielversprechende Alternative zu Pestiziden sein. Es gibt viele genetische Biokontrollansätze, bei denen genetisch veränderte Organismen eingesetzt werden, um Schädlingspopulationen gezielt zu kontrollieren. Diese Methoden befinden sich in unterschiedlichen Entwicklungsphasen. Alle aktuellen Technologien, die auf Paarung basieren, setzen jedoch veränderte Männchen frei, die das Geschlechterverhältnis verändern oder die Fortpflanzung der Nachkommen beeinträchtigen. Dadurch können die gepaarten Weibchen weiterhin Schaden anrichten, zum Beispiel Krankheiten übertragen. Außerdem erfordern alle genetischen Biokontrolltechnologien (GBT) derzeit mindestens eine Generation, um Auswirkungen auf die Zielpopulation zu haben, und oft dauert es noch viel länger, bis der Schaden durch einen Schädlingsausbruch gemildert wird.
Die „toxischen Männchen“-Technik (TMT)
Eine neue Methode nutzt nun den Fortpflanzungsakt, um das Gift gezielt in die Körper der Insekten zu bringen. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen haben das Erbgut von männlichen Insekten so verändert, dass sie in ihrem Sperma ein Gift produzieren. Dieses gelangt während der Paarung ins Weibchen, ohne dem Männchen zu schaden. „In dieser Studie zeigen wir eine intragenerationelle genetische Biokontrolle, bei der die Paarung mit modifizierten Männchen die Lebensspanne der Weibchen verringert“, schreiben die Forschenden um Maciej Maselko von der Macquarie University in Sydney in der Fachzeitschrift Nature.
Die Forschenden fügten das Erbgut der Drosophila-Männchen so an, dass sie Giftstoffe produzieren konnten, die sie aus einer Seeanemone oder der Brasilianischen Wanderspinne entnommen hatten. Weibliche Drosophila, die sich mit diesen veränderten Männchen paaren, lebten kürzer. Denn: nach der Paarung sterben die weiblichen Insekten, die Krankheiten übertragen, durch die Toxine. Und: Es kam zu 40 bis 60 % weniger Mückenstichen.
Mit anderen Worten: In dieser Studie wird die „toxischen Männchen“-Technik (TMT) vorgestellt. Dabei werden Schädlinge genetisch so verändert, dass sie in einem Teil ihres Körpers ein Gift produzieren. Dieses Gift wird nicht in das Blut des Männchens freigesetzt, sondern bleibt in einem speziellen Bereich. Wenn sich ein Weibchen mit einem solchen Männchen paart, kann das Gift in ihren Fortpflanzungsbereich gelangen und ihre Lebenserwartung verringern. Die Wirkung des Giftes ist schnell und hängt davon ab, wie viel Gift übertragen wird. Diese Methode wurde zuerst mit der Fruchtfliege Drosophila getestet.
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