Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ökologisch verträgliche Schädlingsbekämpfung

27.04.2015

Biologen wollen Hormonsystem von Schadinsekten stören

Insekten und durch sie übertragene Krankheiten verursachen in der Landwirtschaft rund 40% aller Ernteeinbußen. Der weltweit steigende Bedarf an Nahrungsmitteln erfordert deshalb immer effektivere Methoden der Schädlingsbekämpfung; bis 2017 werden die Kosten für Insektizide auf rund 65 Milliarden US-Dollar ansteigen.

Gleichzeitig gibt es einen dringenden Bedarf an ökologisch verträglicheren Insektiziden, die Schadinsekten ins Visier nehmen, andere Lebewesen aber verschonen. Ein internationales Konsortium von Forschern, zu denen auch die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Reinhard Predel vom Institut für Zoologie gehört, will neue ökologisch verträglichere Insektizide entwickeln, die gezielt gegen schädliche Insektenarten eingesetzt werden können.

Horizont 2020, das EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation, stellt in diesem Zusammenhang 7 Millionen Euro für das Projekt nEUROSTRESSPEP zur Verfügung. Die Forscher möchten artspezifische Entwicklungen im Hormonsystem erkennen, um dieses System gezielt mit künstlich hergestellten hormonähnlichen Substanzen beeinflussen zu können.

Für diesen Ansatz wurde die strukturell variabelste Gruppe von Hormonen, die Neuropeptide, ausgewählt. Das Projekt startet im Juni und ist auf vier Jahre angesetzt.

„Wir haben hier im Kölner Biozentrum hervorragende Bedingungen für Strukturaufklärungen und benötigen nur einzelne Insekten, um die bis zu 100 Neuropeptide einer Art aufzuklären, erklärt Reinhard Predel seine Beteiligung am Projekt. „Diese Forschungsfragen fallen genau in unser Tätigkeitsgebiet.“ Die untersuchten Schädlinge umfassen u.a. Motten, Heuschrecken, Blattläuse, Fliegen und Käfer. Sie schädigen die Ernte durch Fraß oder die Verbreitung von Viren.

Traditionell verwendete Insektizide wirken als Gifte unspezifisch auf verschiedenste Insektenarten und auch Spinnen. Trotz der chemischen Bekämpfung überleben gewöhnlich einige Exemplare der Schädlinge und oft bilden sich Resistenzen. Die natürlichen Feinde der Schadinsekten aber trifft es zuweilen schlimmer, denn es gibt sie in viel geringerer Zahl.

Die Folge: In der nächsten Generation kommt es dann schon deshalb wieder zu einer Massenvermehrung der Schädlinge, weil sie nicht mehr bejagt werden. „Unser Ziel ist, den Organismus der Schadinsekten in seiner Fitness herabzusetzen“, sagt Predel. „Das verhindert eine Massenvermehrung.“ Andere Insekten würden nicht betroffen, erklärt er: „Das betrifft dann nur die Tiere, auf die man es abgesehen hat. Das Gleichgewicht zwischen Räuber und potentiellem Schädling bleibt stabil und auch für uns nützliche Insekten wie Honigbienen sind nicht betroffen.“

Um künstliche Neuropeptide nachzubauen, müssen die Wissenschaftler die natürlichen Vorbilder finden, so Predel: „Wir untersuchen, ob es bei diesen Insekten spezialisierte Systeme gibt, die nur für diese Tiere typisch sind. Kurz: Wir nutzen die Spezifika der Tierarten als Angriffsstellen.“ Dafür bieten sich die Neuropeptide besonders an. Bei ihnen gibt es von Tierart zu Tierart oft unterschiedliche und damit artspezifische Sequenzen.

Wenn diese Neuropeptid-Systeme ausgemacht worden sind, sollen strukturähnliche Botenstoffe künstlich generiert und so stabilisiert werden, dass sie von den Insekten nicht mehr schnell abgebaut werden können. „Wenn diese künstlichen Hormone nicht abgebaut werden, dann ergibt sich eine Destabilisierung im Organismus. Wasserhaushalt, Fortpflanzung und Futteraufnahme werden gestört“, erklärt der Wissenschaftler.

Die Kölner Neurobiologen stehen dabei ganz am Anfang der Arbeitskette des internationalen Konsortiums. „Wir checken Spezifika im Hormonsystem der Schädlinge und gleichen die Daten mit dem von Nutzinsekten wie zum Beispiel Honigbienen ab, um sicher zu gehen, dass diese Substanzen da nicht vorkommen.“ Die Erkenntnisse werden dann an die anderen Gruppen weitergegeben, welche die Funktion der ermittelten Hormone im Detail untersuchen, strukturähnliche Substanzen synthetisieren, Applikationsmöglichkeiten testen und Möglichkeiten der kommerziellen Nutzung prüfen.

Zum Schluss kommen die Tiere noch einmal nach Köln. „Wir überprüfen dann noch einmal, ob sich nach Applikation der künstlichen Hormone erkennbare Veränderungen im natürlichen Hormonsystem der Schadinsekten nachweisen lassen. Andere Arten sollten diese Veränderungen dann nicht zeigen.“

An nEUROSTRESSPEP, das von der Universität Glasgow koordiniert wird, nehmen 12 Partner aus Wissenschaft, Politik und Industrie teil: Katholieke Universiteit Leuven, Universitat Gent, The Agricultural Research Organisation of Israel, Stockholms Universitiet, Universität zu Köln, University of Leeds, The Scottish Government, Forestry Commission Research Agency, University of Cape Town, Bruker Daltonik GmbH, Pirbright Institute LBG, Oxitec Limited und Knowledge Transfer Network Limited.

Kontakt: Professor Reinhard Predel
Universität zu Köln
Zoologisches Institut
Neurobiologie/Tierphysiologie
Tel.: 0221/470-5817
E-Mail: reinhard.predel@uni-koeln.de

Gabriele Rutzen | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-koeln.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Plant3, Zukunftsstrategie für Landwirtschaft, Fischerei und Weiterverarbeitung in Nordosdeutschland
25.05.2018 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Die letzten Urwälder Europas
25.05.2018 | Humboldt-Universität zu Berlin

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics