Weichwanzen – Nicht jede Maissorte ist bekömmlich

Stapelweise Petrischalen, darin Stücke von Maisblättern. Erst beim näheren Hinsehen entdeckt man die winzigen Tierchen, die das Innere der Plastikdosen bevölkern: Weichwanzen, in allen Altersstufen. Eva Schultheis von der RWTH Aachen versorgt die Tiere mit frischem Blattmaterial. Während ihres gesamten Lebenszyklus haben die Wanzen ausschließlich Blätter einer von vier verschiedenen Maissorten im Angebot, darunter gentechnisch veränderter Bt-Mais. Der Fraßversuch soll zeigen, ob Bt-Mais die Wanzen schädigt.

Eva Schultheis hat für den Fraßversuch lebende Weichwanzen der Art Trigonotylus caelestialium auf dem Maisversuchsfeld eingefangen und nach Aachen gebracht. „Da man nicht weiß, wie alt die eingefangenen Tiere sind, ihre Entwicklung nicht protokolliert wurde, haben wir den Fraßversuch dann mit den ersten Eigelegen dieser Tiere begonnen.“ Eva Schultheis öffnet vorsichtig eine der Dosen, bestückt sie mit neuem Maismaterial und besprüht die Unterseite des Deckels mit Wasser. Ausreichende Versorgung mit Feuchtigkeit ist wichtig, da der Mais sonst austrocknet.

Vier Maissorten werden in dem Versuch eingesetzt, es sind die gleichen Sorten, die auch auf dem Maisversuchsfeld wachsen: Gentechnisch veränderter Bt-Mais, die so genannte isogene Sorte, die zur Erzeugung des gentechnisch veränderten Maises verwendet wurde, und zwei weitere konventionelle Sorten. Die Vermutung ist, dass auch verschiedene konventionelle Sorten sich möglicherweise in ihrer Nahrungsqualität für die Insekten unterscheiden.

Zwanzig Tiere pro Maissorte werden in einem so genannten „Life-Cycle-Test“ während ihres gesamten Lebenszyklus genau beobachtet und dokumentiert. Wann schlüpfen die Tiere und wie hoch ist die Schlupfrate, wie lange brauchen sie, bis sie erwachsen sind, wie viele Eier werden abgelegt, wie viele Tiere sterben? „Beim letzten Häutungsschritt haben wir eine besonders hohe Sterblichkeit beobachtet“, Eva Schultheis nimmt mit dem Pinsel vorsichtig ein totes Tier aus der Schale. „Man muss sehr genau überprüfen, woran die Wanzen gestorben sind. Möglicherweise ist Schimmel in der Dose, man könnte ein Tier auch versehentlich verletzt haben, all das muss genau protokolliert werden.“

Dominierende Art auf dem Feld
Trigonotylus caelestialium, die Reisblattwanze, wurde schon in einem vorherigen Forschungsprojekt als Modellorganismus ausgewählt. Es hatte sich gezeigt, dass diese Wanzenart die dominierende Art in der Wanzengemeinschaft des Maisversuchsfeldes war und sehr häufig vorkam. „Außerdem lässt sich mit den Tieren gut arbeiten, sie lassen sich als Einzelorganismen untersuchen und sogar wiegen.“ ergänzt Eva Schultheis. Als Modellorganismus eignet sich die Wanze aber auch deshalb, weil sie, wissenschaftlich ausgedrückt, „exponiert“ ist, d.h. sie nimmt viel des in Bt-Mais gebildeten Bt-Proteins auf. Sie frisst das Zwischenblattgewebe, das Mesophyll, der Maisblätter. Bei Tests im Labor ließ sich bis zu einem Sechstel dessen, was im Blatt gemessen wurde, noch in den Tieren nachweisen.

Im Freilandversuch geht es darum, das Vorkommen und die Artenzusammensetzung einzelner Insekten in den verschiedenen Maisvarianten zu vergleichen. Verteilt auf insgesamt 40 Parzellen wachsen auf dem Feld die vier verschiedenen Maissorten. Einige Parzellen der isogenen Sorte wurden außerdem mit einem Insektizid behandelt. Insekten, die wie die Weichwanze T. caelestialium in der so genannten Krautschicht der Maispflanzen leben, werden an drei Zeitpunkten innerhalb festgelegter Feldabschnitte mit Keschern gefangen. Außerdem wird sechs bis acht Wochen lang je eine Klebetafel pro Parzelle aufgestellt und jeweils eine Woche im Feld belassen. 2010 ist das dritte und letzte Versuchsjahr.

T. caelestialium war den Wissenschaftlern schon in einem Vorläuferprojekt nach Auswertung aller Insektenfänge besonders aufgefallen. Zu bestimmten Zeitpunkten im Jahr wurden in einer der konventionellen Sorten sieben bis zehnmal so viele dieser Tiere gefunden wie in der anderen. Und das in allen drei Jahren. Ein Unterschied zwischen Bt-Mais und isogener Sorte fand sich hingegen nicht, so dass alles darauf hindeutet, dass den Wanzen nicht jede Maissorte gleich gut bekommt.

Auch auf dem derzeitigen Maisversuchsfeld kommt die Reisblattwanze sehr häufig vor. Der derzeitige Versuch ist zwar noch nicht komplett ausgewertet, aber auch hier ist die Tendenz eindeutig. Es zeigen sich bislang wiederum Sortenunterschiede, aber kein Einfluss des gentechnisch veränderten Bt-Maises.

Gelungene Zucht
Eva Schultheis unterhält neben dem Fraßversuch auch eine Wanzenzucht. In der Zucht werden die Tiere nur auf isogenem Maismaterial gehalten. Bei konstanten 25 Grad, einer Luftfeuchtigkeit von 70 Prozent und einem Tag-Nacht-Rhythmus von 16 zu acht könnte es gelingen, die Tiere ohne Winterruhe ganzjährig von Generation zu Generation zu bringen. Sie werden gebraucht, um spezielle Tests zu machen. So wird zurzeit untersucht, wie die Insekten am Blatt fressen und welche Fraßspuren sie hinterlassen. Das könnte Aufschluss darüber geben, welchen Einfluss die Oberflächenstruktur eines Maisblattes darauf hat, ob die Wanzen es mögen bzw. gegenüber Blättern anderer Sorten bevorzugen oder eher meiden. Um zu testen, wieviel Bt-Protein die Wanzen aufnehmen, werden sie auf Bt-Mais gehalten und der Bt-Protein-Gehalt in den Tieren gemessen.

Nach dem Schlupf häuten sich die Weichwanzen mehrere Male bis sie schließlich ohne sich zu verpuppen zu erwachsenen, „adulten“ Tieren herangewachsen sind. Haben sie die Geschlechtsreife erreicht, bekommen sie zusätzlich zur Maiskost Weizenkeimlinge, in deren Sprossachsen die Weibchen ihre Eier ablegen können. Vorsichtig öffnet Eva Schultheis mit der Pinzette einen Weizenkeimling und wird fündig. Drei Eier in etwas dunklerem grün als der Keimling und von daher kaum mit bloßem Auge zu erkennen, liegen dicht nebeneinander. Bis zu 25 Eier kann ein Eigelege umfassen.

Über zwei Generationen läuft der Fraßversuch nun schon, genug für eine erste Zwischenbilanz. Wie im Feldversuch auch, bekommt den Wanzen auch hier eine der konventionellen Sorten nicht so gut wie die übrigen Maissorten. Gentechnisch veränderter Bt-Mais scheint keinen Einfluss zu haben.