Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Keine resistenten Schädlinge

23.09.2003


Trotz des großflächigen Anbaus von Bt-Pflanzen in den USA haben sich bisher offenbar keine Schadinsekten mit einer Resistenz gegen das Bt-Toxin entwickelt. Zu diesem überraschenden Ergebnis kamen wissenschaftliche Untersuchungen im Auftrag es US-amerikanischen Landwirtschaftsministeriums.


Auf der Suche. Bei der BBA in Darmstadt werden systematisch Maiszünsler gezüchtet. (Foto: frisch geschlüpfte Larven) Man hofft, die Mechanismen der Resistenzentwicklung gegen Bt-Toxin besser zu verstehen. Doch erst müssen resistente Larven gefunden werden - keine leichte Aufgabe.



Seit über acht Jahren werden in den USA großflächig gentechnisch veränderte Mais- und Baumwollpflanzen angebaut, die resistent sind gegen bestimmte Schadinsekten. Diese Eigenschaft geht auf das Bt-Toxin zurück, dessen aus einem Bodenbakterium stammendes Gen auf die Pflanzen übertragen wurde.



Man hatte erwartet, dass die jeweiligen Schädlinge - etwa Maiszünsler oder Baumwollkapselwurm - früher oder später Resistenzen entwickelten und damit gegenüber dem Bt-Toxin unempfindlich würden. Damit könnte die Bt-Strategie unwirksam werden.

Doch eine gerade veröffentlichten Studie, unter Leitung von Bruce Tabashnik an der Universität Arizona in Tucson und der der Cornell Universität (Geneva, New York) durchgeführt, bestätigte die Erwartungen nicht: In keinem einzigen Fall wurden resistente Schädlinge beobachtet.

Tabashnik zeigte sich selbst überrascht. Der Entomologe sagte, niemand habe erwartet, dass nicht einmal ein minimaler Anstieg der Resistenz zu beobachten sein werde.

Aktuelle Untersuchungen in China liefern ein ähnliches Bild. Dort hatte man in den vergangenen fünf Anbaujahren überprüft, ob durch den Bt-Baumwollanbau resistente Formen des Baumwollkapselwurmes entstehen. Auch hier zeigten sich keine Anzeichen dafür. Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zu verschiedenen, bisher jedoch wissenschaftlich nicht bestätigten Berichten über das Auftreten von Insekten mit Resistenzen gegenüber Bt-Pflanzen.

Unter Feldbedingungen wurde bisher nur bei der Kohlmotte eine erhöhte Resistenz gegen Bt-Toxine festgestellt - verursacht durch den Einsatz von konventionellen Bt-Präparaten, die seit über fünfzig Jahren als biologisches Pflanzenschutzmittel im Ökolandbau eingesetzt werden. Resistente Formen dieses Schädlings wurden erstmals Anfang der 90er Jahre auf den Philippinen gesichtet. Inzwischen werden sie in Nordamerika und Asien regelmäßig beobachtet.

Damit deutet sich an, dass Bt-Kulturpflanzen länger genutzt werden können als erwartet. Als 1996 die ersten Bt-Pflanzen auf den Feldern standen, ging man davon aus, dass innerhalb der nächsten fünf bis acht Jahre resistente Populationen der jeweiligen Schadinsekten entstehen müssten. Damit wäre die Wirksamkeit des Bt-Konzepts stark eingeschränkt gewesen. Aber auch der Biolandbau, der konventionelle Bt-Präparate in Form von Sprays benutzt, hätte eine für ihn wichtige Bekämpfungsmethode von Schadinsekten verloren, zu der es kaum Alternativen gibt.

Refugienflächen: Wenig Chancen für resistente Schädlinge

In den USA sind die Farmer verpflichtet, in Nachbarschaft zu den Bt-Feldern auch Felder ohne Bt-Pflanzen zu bestellen. Die Anlage solcher Refugienflächen gilt dort als die wichtigste Maßnahe, um die Entstehung Bt-resistenter Schädlinge zu vermeiden und ihre Ausbreitung zu verzögern. Diese Flächen sorgen dafür, dass "normale", nicht-resistente Schädlinge überleben, die sich dann - falls vorhanden - mit resistenten Schädlingen im benachbarten Bt-Maisfeld paaren können.

Die Refugien-Strategie funktioniert jedoch nur dann, wenn die Resistenzgene rezessiv und nicht dominant vererbt werden: Schadinsekten wären nur dann widerstandsfähig gegen Bt-Toxin, wenn zwei dieser rezessiven Resistenzgene - eines vom Vater, eines von der Mutter - im Erbgut vorhanden sind. Paart sich ein resistentes Tier (mit zwei Resistenzgenen) aus dem Bt-Feld mit einem nicht-resistenten Tier (ohne Resistenzgen) aus den Refugienflächen, entstehen ausschließlich Nachkommen mit einem Resistenzgen. Diese sind weiterhin gegen das Bt-Toxin empfindlich und sterben, wenn sie vom Bt-Mais fressen. Die Zahl resistenter Tiere bleibt so langfristig auf niedrigen Niveau.

Die Annahmen, auf denen das Refugienkonzept basiert, haben sich als richtig erwiesen: Alle bisher im Labor bei Schadinsekten gefundenen starken Resistenzen beruhen auf rezessiven Genen.

Als weitere Sicherungsmaßnahme sollen Bt-Pflanzen das Bt-Toxin in weitaus höheren Mengen enthalten, als es zum Abtöten nicht-resistenter Insekten erforderlich wäre. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass zumindest auch die moderat resistenten Tiere noch sterben und sich in einer Schädlingspopulation nicht anreichern können.

Resistenzgene - kein Vorteil, sondern Last

Wichtig für den langfristigen Erfolg der Refugienstrategie ist auch, dass die Resistenzgene für die Tiere eine "Last" sind, wenn diese in herkömmlichen Feldern ohne Bt-Pflanzen leben. So könnten vorhandene Resistenzgene bei ihren Träger etwa eine geringere Vermehrungsrate oder höhere Anfälligkeit gegenüber Krankheiten verursachen . Eine derart reduzierte Fitness führt dazu, dass in konventionellen Feldern und Refugienflächen Tiere mit Resistenzgenen sich weniger stark vermehren können als ihre Artgenossen ohne Resistenzgene. Auch diese Voraussetzung scheint in vielen Fällen erfüllt. Tabashnik hatte zeigen können, dass Bt-Resistenzgene etwa bei der Kohlmotte zu einer deutlich verringerten Fitness führt.

Für Fred Gould, Insektenforscher an der North Carolina State University, drängt sich nach den Ergebnissen der Studie die Frage auf: "Sehen wir Resistenzen deshalb nicht, weil die amerikanische Umweltbehörde EPA ein Hoch-Dosis-Refugien-Verfahren beim Anbau von Bt-Pflanzen vorschreibt, oder hätten wir von vorneherein niemals ein solches Resistenzmanagement gebraucht?"

Neue Konzepte gegen Resistenzentwicklung

Doch für eine Abkehr vom bisherigen Konzept scheint es indes noch zu früh. Die Entwicklung von Resistenzen ist ein grundlegender und kaum abzuwendender Prozess. Insekten haben eine enorme Anpassungsfähigkeit. Nahezu gegen jeden Wirkstoff, der in der Vergangenheit zur ihrer Bekämpfung eingesetzt wurde, entwickeln sich über kurz oder lang Resistenzen. Bekannt sind heute über fünfhundert Insektenarten mit Resistenzen gegen ein oder mehrere konventionelle Insektizidwirkstoffe.

Wie schnell das auch bei Bt-Toxinen eintreten kann, deuten Laborexperimente an: Sechzehn verschiedenen Insektenarten haben dabei in relativ kurzer Zeit Resistenzen erworben: zehn verschiedene Falter-, zwei Käfer- und vier Fliegenarten. Darunter befanden sich auch gefürchtete Baumwoll- und Maisschädlinge wie der Kapselwurm oder der Maiszünsler.

Auch Tabashnik hält das Resistenzproblem daher trotz der positiven Erfahrungen beim Anbau von Bt-Pflanzen weiterhin für eine reale Gefahr. Aus diesem Grund wird über neuen Strategien zur Vermeidung der Resistenzentwicklung nachgedacht.
  • Bt-Pflanzen könnten künftig Bt-Toxine zeitlich begrenzt oder nur in bestimmten Pflanzenteilen produzieren. Auf diese Weise kann der Selektionsdruck auf die Insekten erheblich reduziert werden. Bei den heute angebauten Bt-Pflanzen wird das Toxin noch in allen Pflanzenteilen und über die ganze Anbausaison hinweg gebildet.

  • Bt-Pflanzen könnten mehrere unterschiedliche Bt-Toxine produzieren oder zusätzlich zu einem Bt-Toxin eine ganz andere Toxinklasse. Dass ein Insekt gleich gegen zwei oder drei unterschiedliche Wirkstoffe Resistenzen entwickelt, ist sehr unwahrscheinlich. So entwickelt das Agrobiotech-Unternehmen Monsanto Bt-Baumwollpflanzen, die zwei verschiedene Bt-Gene (cry IAC and cry 2Ab) enthalten.


| bioSicherheit
Weitere Informationen:
http://www.biosicherheit.de/aktuell/230.doku.html

Weitere Berichte zu: Bt-Pflanzen Bt-Toxin Insekt Resistenz Resistenzgen Schadinsekten Schädling

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Getreide, das der Dürre trotzt
19.09.2017 | Universität Wien

nachricht BMEL verstärkt Maßnahmen im Kampf gegen das Eschentriebsterben
11.09.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Im Focus: Hochautomatisiertes Fahren bei Schnee und Regen: Robuste Warnehmung dank intelligentem Sensormix

Schlechte Sichtverhältnisse bei Regen oder Schnellfall sind für Menschen und hochautomatisierte Fahrzeuge eine große Herausforderung. Im europäischen Projekt RobustSENSE haben die Forscher von Fraunhofer FOKUS mit 14 Partnern, darunter die Daimler AG und die Robert Bosch GmbH, in den vergangenen zwei Jahren eine Softwareplattform entwickelt, auf der verschiedene Sensordaten von Kamera, Laser, Radar und weitere Informationen wie Wetterdaten kombiniert werden. Ziel ist, eine robuste und zuverlässige Wahrnehmung der Straßensituation unabhängig von der Komplexität und der Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Nach der virtuellen Erprobung des Systems erfolgt nun der Praxistest, unter anderem auf dem Berliner Testfeld für hochautomatisiertes Fahren.

Starker Schneefall, ein Ball rollt auf die Fahrbahn: Selbst ein Mensch kann mitunter nicht schnell genug erkennen, ob dies ein gefährlicher Gegenstand oder...

Im Focus: Ultrakurze Momentaufnahmen der Dynamik von Elektronen in Festkörpern

Mit Hilfe ultrakurzer Laser- und Röntgenblitze haben Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching bei München) Schnappschüsse der bislang kürzesten Bewegung von Elektronen in Festkörpern gemacht. Die Bewegung hielt 750 Attosekunden lang an, bevor sie abklang. Damit stellten die Wissenschaftler einen neuen Rekord auf, ultrakurze Prozesse innerhalb von Festkörpern aufzuzeichnen.

Wenn Röntgenstrahlen auf Festkörpermaterialien oder große Moleküle treffen, wird ein Elektron von seinem angestammten Platz in der Nähe des Atomkerns...

Im Focus: Ultrafast snapshots of relaxing electrons in solids

Using ultrafast flashes of laser and x-ray radiation, scientists at the Max Planck Institute of Quantum Optics (Garching, Germany) took snapshots of the briefest electron motion inside a solid material to date. The electron motion lasted only 750 billionths of the billionth of a second before it fainted, setting a new record of human capability to capture ultrafast processes inside solids!

When x-rays shine onto solid materials or large molecules, an electron is pushed away from its original place near the nucleus of the atom, leaving a hole...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Höher - schneller - weiter: Der Faktor Mensch in der Luftfahrt

20.09.2017 | Veranstaltungen

Wälder unter Druck: Internationale Tagung zur Rolle von Wäldern in der Landschaft an der Uni Halle

20.09.2017 | Veranstaltungen

7000 Teilnehmer erwartet: 69. Urologen-Kongress startet heute in Dresden

20.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Drohnen sehen auch im Dunkeln

20.09.2017 | Informationstechnologie

Pfeilgiftfrösche machen auf „Kommando“ Brutpflege für fremde Kaulquappen

20.09.2017 | Biowissenschaften Chemie

Frühwarnsystem für gefährliche Gase: TUHH-Forscher erreichen Meilenstein

20.09.2017 | Energie und Elektrotechnik