Käfer, die sich zu Tode pinkeln, könnten die Schädlingsbekämpfung von morgen sein

Verschiedene Käferarten haben sich seit der Antike durch die Getreidespeicher gefressen und die Nahrungsmittelproduktion weltweit geschwächt.

Jetzt haben Forscher der Universität Kopenhagen einen besseren Weg gefunden, diese winzigen Schädlinge gezielt zu bekämpfen und zu beseitigen. Anstatt giftige Pestizide zu verwenden, die der Artenvielfalt, der Umwelt und der menschlichen Gesundheit schaden, wollen die Forscher die größte Stärke der Käfer gegen sie einsetzen – ihren genau geregelten Mechanismus des Flüssigkeitsausgleichs.

Bis zu 25 Prozent der weltweiten Nahrungsmittelproduktion gehen jährlich durch Insekten, vor allem Käfer, verloren. In den letzten 500 Millionen Jahren haben sich Käfer erfolgreich rund um den Globus ausgebreitet und an das Leben angepasst und machen heute eine von fünf Tierarten auf der Erde aus. Doch schon im alten Ägypten sind diese zähen kleinen Käfer in die Kornkammern eingedrungen und haben uns Menschen das Leben schwer gemacht, indem sie unsere Ernten zerstörten.

Infolgedessen gehen die Nahrungsmittelproduktion und der reichliche Einsatz von Pestiziden heute Hand in Hand. Ein großer Teil dieser Pestizide schädigt die Artenvielfalt, die Umwelt und die menschliche Gesundheit. Da verschiedene Pestizide auslaufen, werden neue Lösungen benötigt, um Schädlinge gezielt zu bekämpfen und auszurotten, ohne Menschen oder nützliche Insekten wie Bienen zu schädigen.

Genau daran arbeiten Forscher des Fachbereichs für Biologie der Universität Kopenhagen. Als Teil einer breiteren Anstrengung, in naher Zukunft „ökologischere“ Methoden zur Bekämpfung von Schadinsekten zu entwickeln, haben die Forscher entdeckt, welche Hormone die Urinbildung in den Nieren von Käfern regulieren.

„Zu wissen, welche Hormone die Urinbildung regulieren, eröffnet die Möglichkeit, Verbindungen zu entwickeln, die den Käferhormonen ähnlich sind und zum Beispiel bewirken können, dass die Käfer so viel Urin bilden, dass sie an Dehydrierung sterben“, erklärt Associate Professor Kenneth Veland Halberg von der biologischen Fakultät der Universität Kopenhagen. Er fügt hinzu:

„Es mag zwar ein wenig bösartig erscheinen, aber es ist nichts Neues, dass wir versuchen, Schädlinge zu besiegen, die die Nahrungsmittelproduktion zerstören. Wir versuchen einfach, es auf eine intelligentere, gezieltere Weise zu tun, die die Umgebung stärker berücksichtigt als herkömmliche Pestizide.“

„Das Verständnis der Urinbildung bei Käfern ist ein wichtiger Schritt, um in Zukunft gezieltere und umweltfreundlichere Schädlingsbekämpfungsmittel zu entwickeln. Wir sind jetzt dabei, Spezialisten für Proteinchemie einzubeziehen, die uns bei der Entwicklung eines künstlichen Insektenhormons helfen können. Aber es liegt noch ein gutes Stück Arbeit vor uns, bevor eine neue Form der Schädlingsbekämpfung das Licht der Welt erblickt“, schließt Associate Professor Kenneth Veland Halberg.

Fakten:

•     Die Studie zeigt, dass Käfer ihre Nierenfunktion grundlegend anders regulieren als alle anderen Insekten. Diese Unterschiede können potenziell ausgenutzt werden, um den Flüssigkeitshaushalt von Käfern tödlich zu stören, ohne andere Insekten zu beeinträchtigen.
•     Die Forschungsergebnisse zeigen, dass sich diese einzigartige Nierenfunktion vor etwa 240 Millionen Jahren entwickelt hat und dass der Mechanismus eine bedeutende Rolle beim außergewöhnlichen evolutionären Triumph der Käfer gespielt hat.
•     Ungefähr jede fünfte bekannte Tierart auf der Erde ist ein Käfer. Während bisher 400.000 Arten beschrieben wurden, geht man davon aus, dass es insgesamt weit über eine Million Käferarten gibt.
•     Die Forscher verwendeten den Roten Mehlkäfer (Tribolium castaneum) als Testart für die Studie, weil er ein gut sequenziertes Genom hat, das den Einsatz eines breiten Spektrums genetischer und molekularbiologischer Werkzeuge ermöglicht.
•     Die Forscher brachten den Käfer zum Urinieren, indem sie ein Hormon injizierten, von dem die Wissenschaftler inzwischen wissen, dass es die Urinbildung bei Käfern reguliert.
•     Weizenkäfer, verwirrte Mehlkäfer, Colorado-Kartoffelkäfer und andere Käfer- und Insektenarten dringen jedes Jahr in bis zu 25 Prozent der weltweiten Nahrungsmittelversorgung ein.
•     Das Problem tritt besonders in Entwicklungsländern auf, wo der Zugang zu effektiver Schädlingsbekämpfung begrenzt oder nicht vorhanden ist.
•     Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit Forschern der Universität von Edinburgh, Schottland, und der McMaster University, Kanada, durchgeführt.

•     Die Studie wurde soeben in der Fachzeitschrift PNAS https://doi.org/10.1073/pnas.2023314118 veröffentlicht.

Quelle

Universität Kopenhagen 2021 | Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)