28.05.2018
Das Ende der Killermücken
Essay von Matan Shelomi
Millionen Menschen sterben jährlich an Krankheiten, die von Mücken übertragen werden. Wäre es möglich und richtig, die gefährlichsten Arten gezielt zum Aussterben zu bringen?
Mücken: Können wir sie loswerden, und was würde passieren, wenn wir das täten? Als Entomologe werde ich das immer wieder gefragt. Was hat es mit den Moskitos auf sich? Welche Rolle spielen Mücken im Ökosystem? Sollten wir alle Mücken loswerden? Könnten wir alle Mücken loswerden? Wie werden wir alle Mücken los? Versucht jemand, alle Mücken loszuwerden? Warum sind wir nicht alle Mücken losgeworden? ... und so weiter und so fort. Zusätzlich zu den Mücken bekomme ich dieselben Fragen auch in Bezug auf Fliegen und Kakerlaken, Wanzen und Flöhe und Nicht-Insekten wie Zecken. Ich will alle Fragen beantworten und beziehe mich dabei auf die Mücken, weil für die anderen Insekten grundsätzlich das Gleiche gilt.
Es ist merkwürdig zu hören, dass Leute dafür sind, ein Aussterben zu bewirken, anstatt es zu verhindern, oder? Dieser Hass lässt sich nicht allein dadurch erklären, dass die Moskitos lästig sind. Stechmücken sind für Menschen das tödlichste Tier der Welt, den Menschen selbst eingeschlossen. Sie verbreiten Krankheiten wie Malaria, Gelbfieber, Dengue, Chikungunya, West-Nil-Virus und Zika-Virus, die mehr Todesfälle verursachen als Krieg und Totschlag zusammen. Die Beseitigung dieser Krankheiten würde Millionen von Leben retten und auch viel Leid und Behinderung beseitigen. Ohne die Moskitos würden diese Krankheiten aufhören zu existieren. Aber warum ist das so?
Müssen wir alle Stechmücken töten?
Nein, weil nicht alle schlecht sind. Stechmücken oder Moskitos gehören zur Familie Culicidae und es gibt über 3500 Arten von ihnen! Die Weibchen legen Eier in der Regel in Stillwasser, alles von einem flachen Teich bis zu einem Blumentopf, einem Vogelbad oder einer Pfütze. Die Larven leben im Wasser, essen Mikroben und kleine Partikel oder Algen. Sie verpuppen sich im Wasser und die erwachsene Mücke taucht schließlich aus der Wasseroberfläche auf und fliegt davon.
Was essen erwachsene Mücken? Die meisten sind Vegetarier. Sie trinken Blütennektar, Pflanzensaft und Fruchtsäfte, aber kein Blut. Das Töten dieser Arten ist nicht notwendig. Es ist sogar kontraproduktiv. Die mehr als 90 Arten einer harmlosen Gattung, Toxorhynchites, wegen ihrer Größe im Englischen auch „Elephant Moskito“ genannt, sind ein Verbündeter unserer Sache: Ihre Larven essen andere Moskitolarven! Da sie nützlich sind, sollten wir sicherstellen, dass alle Methoden, die wir verwenden, um schlechte Mücken zu töten, diese sanften Riesen unbeschadet lassen.
„Anopheles gambiae auszurotten, würde Millionen Menschenleben retten.“
Von den Moskitos, die Blut saugen, ernähren sich nur wenige (etwa 200) von Menschen. Andere stechen nur Vögel oder Eidechsen oder kleinere Säugetiere, und viele von denen, die Menschen stechen, würden anderes Blut vorziehen. Von denen, die sich von Menschen ernähren können, übertragen nicht alle menschliche Krankheiten. Und selbst bei den Arten, die es tun, sind nicht alle Stämme effiziente Überträger (Vektoren). Auch übertragen die einzelnen Arten jeweils nur bestimmte Krankheiten. Z.B. wird Plasmodium, der Protozoenparasit, der Malaria verursacht, fast ausschließlich durch Mücken der Gattung Anopheles verbreitet. Von den etwa 460 Arten von Anopheles-Mücken, können nur rund 100 tatsächlich die fünf Arten von Plasmodium übertragen, die Menschen infizieren [von über 200 Arten von Plasmodium, die andere Tiere infizieren]. Von diesen 100 sind nur drei oder vier Dutzend effektiv genug, um ein Risiko für Menschen darzustellen, und nur eine Handvoll von diesen bevorzugt tatsächlich Menschen als Blutquelle, und nur fünf übertragen Plasmodium falciparum, den gefährlichsten Malariaerreger, der für die schlimmsten Symptome und die meisten Todesfälle verantwortlich ist. Von diesen stellt Anopheles gambiae das größte Problem dar. Wenn man also die Malaria besiegen will, kommt es nur auf einige wenige Arten an. Priorität hätte Anopheles gambiae. Diese einzige Art (streng genommen ist es ein Artenkomplex) auszurotten, würde Millionen Menschenleben retten.
Einige andere Gattungen tragen andere Krankheitserreger, nämlich Arboviren (kurz für „Arthropod-Borne Viruses“, arthropodengetragene Viren). Viele Arten in der Gattung Aedes, aber vor allem Aedes aegypti und Aedes albopictus, übertragen Arboviren wie Dengue-Virus, Gelbfiebervirus, Zika-Virus, Chikungunya-Virus, West-Nil-Virus, La Crosse-Virus und einige Tierviren wie den Western-Equine-Enzephalomyelitis-Virus. Viele dieser Viren werden auch von Arten in der Gattung Culex verbreitet, die auch Vogelmalaria verbreitet, und die Gattung Culiseta, die selten Menschen beißt, und auch Ochlerotatus (es gibt Kontroversen über diesen Gattungsnamen, auf die ich hier nicht weiter eingehe). Die Gattung Haemagogus verbreitet Gelbfieber und einige seltenere Viren namens Mayaro und Ilheus Viren. Die Gattung Mansonsia kann einige Arboviren verbreiten, ist aber wichtiger für die Verbreitung von Rundwürmern, die in Asien und dem Pazifik Filiariase verursachen. Die anderen Gattungen umfassen auch Rundwurm-übertragende Arten, verantwortlich für die Ausbreitung des Herzwurms bei Hunden und anderen Tieren sowie lymphatische Filiariase und Elephantiasis beim Menschen.
„Wir müssen nicht alle Mücken töten. Nur die Überträgerarten.“
Warum sind einige Arten bessere Vektoren als andere? Die Antwort ist: Weil Moskitos nicht nur Krankheiten übertragen, sondern auch selbst krank werden. Wenn Mücken infiziertes Blut aufnehmen, wird ihr eigener Mitteldarm infiziert. Die Erreger vermehren sich im Mitteldarm und dringen dann in die Körperhöhle ein, wo sie schließlich die Speicheldrüsen infizieren. Der ganze Prozess dauert je nach Krankheit bis zu zwei Wochen. Wenn die Mücken ihr nächstes Opfer stechen, wird der Erreger mit dem Speichel übertragen. Dies ist ein Grund, warum das Aids-Virus HIV nicht von Stechmücken übertragen wird: HIV kann nicht den Mücken-Mitteldarm infizieren und wird einfach verdaut. Verschiedene Moskitoarten können gegen bestimmte Krankheitserreger immun sein, einen resistenten Mitteldarm oder resistente Speicheldrüsen haben oder einfach nur an natürlichen Ursachen sterben, bevor der Erreger seinen Replikationszyklus vervollständigen und die Speicheldrüsen erreichen konnte. Infizierte Stechmücken haben manchmal kürzere Lebensspannen, so dass die Evolution die Krankheiten in Schach hält: Sie können die Moskito nicht töten, bevor sie mit der Inkubation fertig sind und in einen neuen Wirt injiziert wurden.
Fazit: Wir müssen nicht alle Mücken töten. Nur die Überträgerarten.
Wozu sind Moskitos nützlich?
Dienen Stechmücken einem anderen Zweck als der Ausbreitung von Krankheiten? Haben die Überträgerarten eine Funktion, wegen der man sie bewahren sollte?
Beginnen wir mit den Larven. Sie leben im Wasser und tragen dazu bei, dass es sauber bleibt, indem sie abgestorbenes Material vertilgen. Aber das tun auch viele andere Organismen, die keine Krankheitsüberträger sind. Moskitolarven fressen nichts Wichtiges ... außer die Toxorhynchites-Larven, die andere Moskitolarven fressen, und wir haben bereits gesagt, dass wir diese Gattung verschonen werden.
Wer ernährt sich von den Mückenlarven? Andere aquatische Larven, wie Libellennymphen, sowie einige Schildkröten und große Kaulquappen und Fische. Die berühmtesten Fraßfeinde der Moskitolarven sind Gambusia affinis und Gambusia holbrooki, besser bekannt als Moskitofische. Sie sind in den USA einheimisch und werden häufig in Teichen und Becken zur Mückenregulierung eingesetzt, wobei einige Regierungen die Fische in der Annahme, dass sie die Moskitolarven bevorzugen werden, kostenlos verteilen. Dies hat in einigen Teilen der Welt Wunder bewirkt, vor allem in der Nähe der russischen Stadt Sotschi, früher ein Malaria-Hotspot. Im Jahr 2010 wurde dort eine Statue des Fisches errichtet.
„Gambusia ist kein zuverlässiger Verbündeter in der globalen Mückenauslöschungskampagne.“
Allerdings sind die Annahmen falsch und der gemeine Name eine irreführende Bezeichnung. G. holbrooki bevorzugt eigentlich Plankton, Algen und Detritus (die gleichen Nahrungsmittel wie Larvenmücken) und nimmt nur zur Not mit Wirbellosen wie Moskitolarven vorlieb. G. affinis ist da schon besser und in der Lage, täglich das halbe bis eineinhalbfache des eigenen Körpergewichts an Moskitos zu verputzen. Allerdings können auch diese nicht allein von Mücken leben, sondern brauchen auch Plankton und andere Insekten, um normal zu wachsen. Trotz ihres Namens bilden Mücken nur einen kleinen Teil ihrer normalen Ernährung. Schlimmer noch, sie sind extrem aggressiv gegenüber anderen Fischen, die selbst oft genauso effektiv beim Essen von Mücken sind. In Australien haben eingeführte Moskitofische in den 1920er- und 1930er-Jahren einheimische Fische und Frösche attackiert oder verdrängt und so dezimiert, dass die Zahl der Mücken anstieg, weil sie insgesamt weniger Fraßfeinde hatten. Dass die Fische und Frösche und die heimischen Insekten, die von den Moskitofischen getötet oder gegessen wurden, selbst wichtige Arten waren, die jetzt vom Aussterben bedroht waren, bedeutete, dass die Einführung von Gambusia selbst dann eine schlechte Idee gewesen wäre, wenn sie die Mücken effektiv bekämpft hätten. Sotschi blieb dieses Desaster erspart, weil es dort nicht viele einheimische Tiere gab, die von dem Moskitofischen bedroht gewesen wären. Möglicherweise hätte die Einführung eines anderen Fisches, eines Welses oder sogar eines Goldfischs, dort genauso gut funktioniert. Auf jeden Fall ist Gambusia kein zuverlässiger Verbündeter in der globalen Mückenauslöschungskampagne. Andererseits brauchen wir uns keine Sorgen um den Verlust von Fischen zu machen, wenn die Mückenlarven nicht mehr da sind, da kein Fisch (oder anderes Tier) ausschließlich von ihnen abhängig ist.
Was ist mit erwachsenen Mücken?
Sie sind Nahrung für eine noch größere Vielfalt von Lebewesen, von Fischen und Fröschen über Salamander und Eidechsen, Venusfliegenfallen bis zu Vögeln und Fledermäusen, ganz zu schweigen von anderen Insekten. (Allerdings nicht für „Mückenhengste“, oder „Pferdemücken“ deren englischer Spitzname „Moskito-Falken“ wohl andeuten soll, dass sie sich von Mücken ernähren. Tatsächlich handelt es sich um Schnaken (Familie Tipulidae), die nicht nur keine Mücken essen oder Blut trinken, sondern aufgrund ihrer kurzen Lebensspanne überhaupt keine Nahrung aufnehmen.) Gefressen werden erwachsene Mücken von Libellen und Kleinlibellen, die zudem auch ihre aquatischen Nymphen, die aquatischen Moskitolarven und Puppen essen. Sie sind die lebenslangen Todesengel der Moskitos.
Könnten diese natürlichen Fraßfeinde verwendet werden, um Mücken auszurotten, und würden die Beseitigung der Mücken ihnen schaden? Nein und nein. Wieder ist die Mücke nicht das einzige Beutetier. Ein gutes Beispiel ist die Purpurschwalbe Progne subis, ein ziemlich hübscher, insektenfressender, amerikanischer Singvogel, der gemeinhin im Rahmen der biologischen Mückenbekämpfung gefördert wird, aber möglicherweise überschätzt wird. Mehrere Studien haben ihr Fressverhalten untersucht und festgestellt, dass Mücken nur einen kleinen Teil ihrer Nahrung ausmachen. Entsprechend hatten Freisetzungen von Purpurschwalben keine großen Effekte auf lokale Moskitopopulationen (obwohl einige widersprüchliche Studien existieren). Und ebenso wie Gambusia kann auch die Purpurschwalbe die Situation verschlimmern, weil sie andere räuberische Insekten wie Libellen und zudem auch Käfer und Bienen frisst. Auch Libellen fressen außer Stechmücken, Zuckmücken, Kriebelmücken, Gnitzen, und anderen Fliegen ebenfalls Honigbienen und Schmetterlinge. Das gleiche gilt für Fledermäuse, bei denen Stechmücken weniger als ein Prozent der Nahrung ausmachen können. Wen wundert’s: Mücken sind winzig, kaum was dran, während ein dicker Käfer oder eine mollige Motte einen sehr viel nahrhafteren Snack darstellen.
„Gibt es einen Teil der Welt, wo Mücken ein vorherrschendes Insekt sind? Ja: die Arktis.“
Was wäre, wenn diese alternativen Nahrungsquellen nicht existierten? Gibt es einen Teil der Welt, wo Mücken ein vorherrschendes Insekt sind? Ja: die Arktis. Während die meisten Insekten das warme Wetter bevorzugen und die Tropen die größte Insektenvielfalt insgesamt haben, hat die arktische Tundra tatsächlich die größten Moskitoprobleme der Welt, denn das Land dort ist eine perfekte Brutstätte für Moskitos. Der Boden ist den ganzen Winter fast gefroren, aber im Sommer taut er auf und macht ganze Felder zu einem gigantischen Nährboden für Moskitos. Mückenschwärme erreichen in diesen Regionen biblische Ausmaße und bilden dicke, dunkle Wolken von Insekten. Wissenschaftler glauben, dass die Moskitos ein kritischer Teil der Nahrung der Vögel in diesen Regionen sind ... aber andere sind anderer Meinung und behaupten, dass einheimische Zuckmücken (verwandte Fliegen aus der Familie der Chironomidae) tatsächlich den größeren Teil der Nahrung einheimischer Vögel ausmachen und die Lücke, die die Stechmücken hinterließen, füllen würden. So sind die Vögel der Arktis die wahrscheinlichsten und vielleicht einzigen Lebewesen, die mit den Mücken eine große Nahrungsquelle verlieren könnten. Glücklicherweise sind die dominierenden Moskitospezies in der Arktis Aedes impiger und Aedes nigripes, die beide keine menschlichen Krankheiten übertragen. Wenn also unser Ziel ist, gegen Überträgerarten zu kämpfen, könnten wir die Arktis außen vor lassen.
Wie steht es um die Bestäubung?
Werden irgendwelche Pflanzen von Moskitos bestäubt? Ja, viele, z.B. die Goldrute, aber die meisten von ihnen werden auch von anderen Insekten bestäubt. Es gibt ein paar Pflanzen, die bevorzugt von Moskitos bestäubt werden. Das heißt aber nur, dass andere Insekten sie bestäuben können, aber Moskitos es am häufigsten und effizientesten erledigen. Es sind alles Orchideen, vor allem solche aus kälteren Gefilden. Ein Beispiel ist Platanthera obtusata, die stumpfblättrige Orchidee, die in der Arktis gefunden wurde. Sie wird von meist weiblichen Aedes-Mücken sowie ein paar Motten bestäubt. Sie zieht Mücken an, indem sie einen schwachen Duft abgibt, der dem menschlichen Körpergeruch sehr ähnlich ist. Die verwandte Platanthera flava wird auch von Aedes primär und kleinen Motten sekundär bestäubt. Andere Platanthera-Arten werden in erster Linie von anderen Insekten und nur nachrangig von Mücken bestäubt. Oder sie sind meist selbstbestäubend und benötigen selten Insektenhilfe. Und bei einigen weiteren Orchideenarten verhält es sich ähnlich. Der Verlust einiger dieser Orchideen wäre also ein Risiko bei Ausrottung der Mücken. Allerdings ist keine der Orchideen für das Ökosystem selbst wichtig, noch sind sie für den Menschen wichtig: Die Welt wird sich ohne sie weiterdrehen. Das soll nicht heißen, dass das Aussterben von Orchideen kein ernstzunehmendes Problem ist. Aber das Problem der von Mücken übertragenen Krankheiten ist durchaus schlimmer.
Risiken der Ausrottung von Stechmücken
Wie Sie bemerkt haben, gibt es bei Mücken keine Schlüsselarten. Kein Ökosystem hängt von irgendeiner Mücke bis zu dem Punkt ab, dass es zusammenbrechen würde, wenn sie verschwinden würde. Eine Ausnahme könnte die Arktis sein, aber die Arten dort sind keine Krankheitsüberträger und können in Ruhe gelassen werden.
„Kein Ökosystem würde zusammenbreche, wenn die Mücke verschwände.“
Zugegeben, wir machen hier Annahmen. Wir wissen ganz bestimmt nicht alles darüber, wie Moskitos mit allen anderen Lebewesen in ihrer Umgebung interagieren, und es mag etwas geben, das wir übersehen. Es könnten unbeabsichtigt andere Arten aussterben. Es könnte auch sein, dass die Lücke (technisch eine ökologische Nische), die von Stechmücken zurückgelassen wird, von etwas noch Unliebsamerem gefüllt wird, wenn auch wahrscheinlich nicht einem Krankheitsüberträger. Das schlimmste Szenario ist, dass eine Überträgermücke eine andere ersetzt. Und das wahrscheinlichste Szenario ist, dass Moskitos durch Mücken einer anderen Familie ersetzt werden. Sie haben auch aquatische Larven und die Weibchen von einigen (Gnitzen oder Bartmücken, Familie Ceratopogonidae) saugen auch Blut, einige auch beim Menschen. Ihre Stiche jucken etwa eine Woche lange, ein paar übertragen auch Krankheiten bei Mensch und Tier, allerdings nicht Malaria oder Gelbfieber, soweit wir wissen. Aber die meisten anderen Mücken sind völlig harmlos, einschließlich aller Zuck-, Tanz- und Schwarmmücken (Familie Chironomidae), die nicht stechen können. (Man sieht, warum der Begriff „Mücken“ so wenig hilfreich ist.) Die Kombination von weniger Stechmückenkonkurrenten und möglicherweise weniger Fraßfeinden von Mücken könnte eine Explosion der Gnitzenpopulationen bedeuten. Auf der anderen Seite können die Fraßfeinde, die jetzt auf Stechmücken angewiesen sind, mehr Gnitzen fressen, was dazu führt, dass die Populationen nach einer Weile ein stabiles Gleichgewicht erreichen.
Ein weiterer überraschender Weg, wie Stechmücken das Ökosystem beeinflussen können, kommt wieder aus der Arktis. Moskitos kontrollieren die Wanderungen von Karibus (Rangifer tarandus caribou). Ihre massiven Herden in Kanada sind immer in Bewegung, um Nahrung zu finden, aber im Sommer wandern sie viel mehr, legen größere Entfernungen zurück und bewegen sich in höher gelegene Gebiete. Manchmal vermeiden sie die besten Futterplätze, weil sie versuchen, die gigantischen Schwärme Moskitos zu meiden, die die Arktis im Sommer plagen. Das dauernde Laufen und wenige Fressen führt dazu, dass sie weniger Fett ansetzen, als sie für die kalten Winter brauchen würden, was oft den Tod bedeuten kann. Das Ausrotten der Stechmücken würde die historischen Wanderrouten der Karibus verändern und zu nicht vorhersehbaren Konsequenzen führen. Andererseits sind die Karibu-Populationen, vor allem, weil ihre Lebensräume zerstört wurden, von früher Hundertausenden auf heute nur noch einige 1000 Tiere geschrumpft. Wenn sie sich wieder vermehren würden, wäre das also eher eine positive Sache. Die Stechmücken sind für die Karibus ein echtes Problem. Während starker Ausbrüche können sie bis zu einem Liter Blut pro Woche verlieren. Wenn man sie fragen würde, stimmten sie bestimmt für die Ausrottung der Mücken. Und wegen ihrer Anzahl und ihres Herdentriebs würden sie gewiss in großer Zahl zur Wahl erscheinen.
Bedenkt man, dass wir viele Malariamücken in Teilen Europas, Nordamerikas, und Asiens ohne Schwierigkeiten ausgerottet haben, sind wirkliche Worst-Case-Szenarien unwahrscheinlich. Aber sie sind immer noch möglich. Jedes Aussterben oder Exstirpation (ein lokales Aussterben auf einer kleineren Fläche) birgt unvorhergesehene Risiken. Die Frage ist: Ist das Risiko, dass sich ein Ökosystem vielleicht verändert, so groß, dass man den Tod von Menschen in Kauf nehmen sollte. Und wenn ja, wie viele Menschenleben? Es geht hier nicht darum, ob wir Pandas retten sollen oder nicht, sondern um die Beseitigung der größten Killer, die die Menschheit jemals gekannt hat. Angesichts der Tatsache, dass Arboviren und Malaria derzeit Millionen töten oder krankmachen, wäre es nur gerechtfertigt, die Mücken nicht auszurotten, wenn dadurch ähnlich gravierende Konsequenzen erwachsen würden. Wir können nicht einen ganzen Regenwald vergiften, um Gelbfieber zu bekämpfen, denn Millionen von Menschen hängen von diesem Regenwald für Nahrung, Medizin, Holz, Beschäftigung, sauberes Wasser und saubere Luft ab. Die Heilung wäre schlimmer als die Krankheit und würde mehr Menschen beeinträchtigen. Wenn wir jedoch Aedes aegypti ausrotten und eine Salamanderart und eine Orchidee würden ebenfalls verschwinden, dann wäre das ein Handel, mit dem wir leben können. Und mit „wir“ meine ich die Millionen, die nicht mehr an Gelbfieber sterben werden. Das Aussterben von Salamander und Orchidee wäre tragisch, aber das Verschwinden des Gelbfiebers wird ein Triumph sein, der des Friedensnobelpreises würdig ist. Im Vergleich zum Aussterben des Dodos und des tasmanischen Tigers, von dem die Menschheit nicht profitierte und das daher bedauerlich ist, würden die Vorteile des Verschwindens von Ae. aegypti oder An. Gambiae auch die pessimistischsten Schadensschätzungen überwiegen.
Methoden der Moskitoregulierung
Da die Manipulation von Ökosystemen so knifflig ist, ist es wichtig, nicht zu grobe Methoden zu verwenden. Es ist schwer genug, die Auswirkungen des Tötens einiger Spezies vorherzusagen: Stellen Sie sich vor, dass Sie den Verlust aller Spezies, die versehentlich in dem Prozess getötet würde, einrechnen ... vorausgesetzt, wir könnten sie überhaupt vorhersagen! Pestizide scheiden daher schon einmal aus. Sie haben so genannte Nicht-Ziel-Effekte, beeinträchtigen also auch andere Organismen als die, auf die man es abgesehen hat. Außerdem funktionieren sie nicht in globalem Maßstab. Versprühen aus der Luft erwischt nicht die Mücken, die gerne im Haus stechen. Und der Einsatz von Öl oder Insektiziden kann nie all die winzigen möglichen Brutstätten erreichen – angefangen bei Baumhöhlen, über kleine Pfützen bis zu weggeworfenen Plastikflaschen und -tüten. Deshalb ist die Öffentlichkeitsbeteiligung in der Moskitoregulierung wichtig: Jeder muss seinen Teil tun, um die Brutstätten in den Hinterhöfen zu eliminieren. Wenn auch nur einer übersehen wird, werden die Steckmücken zurückkehren.
„Wir brauchen einen Autozid, bei dem die Art unwissentlich den eigenen Tod herbeiführt.“
Nein, wenn wir Moskitos weltweit ausrotten wollen, brauchen wir eine Methode, die artspezifisch, unaufhaltsam und unausweichlich ist. Etwas, das dafür entwickelt wurde, nur den Zielorganismus zu treffen und es ihm unmöglich zu machen, sich anzupassen oder eine Resistenz zu entwickeln. Wir brauchen einen Autozid, bei dem die Art unwissentlich den eigenen Tod herbeiführt. Ist so etwas möglich?
Es ist. Und es wurde auch schon realisiert. Die Neuwelt-Schraubenwurmfliege (Cochliomyia hominivorax) ist eine parasitäre Fliege, deren Maden das gesunde Gewebe von Warmblütern befallen. Auch Menschen sind betroffen, aber das größere Problem ist Vieh, bei dem die Würmer den Tod innerhalb von zehn Tagen verursachen können. In den 1950er-Jahren betrugen die Verluste in den USA aufgrund von Schraubenwurmfliegen über 200 Millionen US-Dollar pro Jahr. Etwas musste getan werden, aber Pestizide funktionierten nicht. Wissenschaftler studierten die Schraubenwurmfliege intensiv. U.a. wurde für 250.000 US-Dollar eine Studie durchgeführt, die sich auch mit dem Sexualleben von Schraubenwurmfliegen beschäftigte und von vielen US-Senatoren wegen angeblicher Verschwendung von Steuergeldern angeprangert wurde. So fand man heraus, dass weibliche Schraubenwürmer monogam sind und sich nur einmal im Leben paaren. Die Wissenschaftler Edward Knipling und Raymond Bushland stellten die Überlegung an, dass, wenn sich eine weibliche Schraubenwurmfliege und ein steriles Männchen paaren, aus ihren Eiern niemals Nachwuchs schlüpfen wird. Und da die Männchen sich wiederholt paaren, kann ein steriles Männchen mehrere Weibchen nicht-befruchten. Wenn also ein Ökosystem mit einer ausreichend großen Anzahl von sterilen Männchen überflutet wird, die keine Wirkung auf Rinder haben, weil Männchen weder Blut trinken noch Eier legen, werden sie die gesunden Männchen ausstechen, und die Zahl der fruchtbaren Paarungen und damit die Menge des Nachwuchses wird sich reduzieren. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, bis sich schließlich jedes Weibchen mit einem sterilen Männchen eingelassen hat. Dann ist der Punkt erreicht, an dem die gesamte Population für immer ausgelöscht ist.
Diese Sterile Insektentechnik (SIT) wurde in den 1950er-Jahren mit Schraubenwurmfliegen unter Verwendung von Röntgenstrahlen (spätere Gammastrahlen und andere Techniken) getestet, um Fliegen, die im Labor in Massen auf Hackfleisch gezüchtet wurden, zu sterilisieren. Sie wurden im Puppenstadium gerade so stark bestrahlt, dass sie steril wurden, aber noch nicht zu sehr geschwächt, damit sie noch mit normalen Männchen konkurrieren konnten. Und es hat funktioniert. Durch die Freisetzung einer großen Anzahl von sterilen männlichen Fliegen über mehrere Wochen hinweg, konnte die Schraubenwurmfliege in den USA, dann Mexiko und weiter nach Süden vorrückend letztlich in ganz Nord- und Mittelamerika eliminiert werden. Als die Schraubenwurmfliege 1988 zufällig nach Libyen importiert wurde, konnte sie mittels steriler Männchen ab Dezember 1990 in weniger als einem Jahr wieder ausgelöscht werden. In Panama werden in regelmäßigen Abständen noch immer sterile Schraubenwurmfliegenmännchen freigesetzt, um so eine biologische Wand gegen alle Weibchen aus dem Süden zu bilden. So wurden der US-Viehwirtschaft Schäden von über 20 Milliarden Dollar erspart. Knipling and Bushland wurden 1992 mit dem World Food Prize ausgezeichnet. Ihr Erfolg wurde als „die größte entomologische Leistung des 20. Jahrhunderts“ bezeichnet.
„Eine alternative Strategie ist die zytoplasmatische Inkompatibilität, die komplexer klingt als sie ist.“
Die Prinzipien von SIT sind sinnvoll für die sichere Beseitigung von Überträgerarten, da es außer der Beseitigung der Mücke keine Auswirkungen auf die Umwelt gibt und jeweils nur gezielt eine Spezies Ziel der Maßnahme ist: SIT gegen Aedes aegypti hat weder Einfluss auf Aedes impiger, noch auf andere Gattungen von Moskitos, noch auf andere Insekten, geschweige denn Säugetiere oder Menschen. Bei vielen Moskitoarten sind die Weibchen monogam, daher könnte SIT prinzipiell funktionieren. Und da nur die vegetarischen männlichen Insekten freigesetzt werden, kann man Milliarden dieser Moskitos in einem Gebiet loslassen, und es wird keinen einzigen zusätzlichen Insektenstich geben. SIT wurde erfolgreich verwendet, um die Tsetse-Fliege (Glossina spp., der Überträger der afrikanischen Schlafkrankheit) in Teilen von Afrika zu beseitigen. Und es gab einige Versuche gegen Moskitos, die aber häufig scheiterten. Fast ein Jahr dauernde Bemühungen Anopheles quadrimaculatus in Florida zu beseitigen, hatten keine Wirkung, weil die sterilen Männchen einfach nicht mit den normalen konkurrieren konnten und nicht zur Paarung gewählt wurden. Ebenso war es bei Culex tarsalis in Kalifornien. Das Problem ist, dass die Strahlung Moskitos schwächen und/oder ihre Lebensdauer senken kann, so dass sie es nicht schaffen, bei den Weibchen zu landen. Nicht alle Insekten reagieren gut auf Bestrahlung, was die Arten, bei denen SIT eingesetzt werden kann, einschränkt.
Eine alternative Strategie ist die zytoplasmatische Inkompatibilität, die komplexer klingt als sie ist. Statt sie zu bestrahlen, infiziert man die Moskitos mit einem Bakterium namens Wolbachia, das in Insektenzellen lebt, einschließlich Eizellen und Spermien. Wenn Wolbachia-infizierte Spermien mit nicht infizierten Eizellen verschmelzen, stirbt das Ei. Garantiert. Culex quinquefasciatus wurde 1967 in der Stadt Okpo in Burma innerhalb von neun Wochen mit dieser Methode erfolgreich eliminiert. Allerdings funktioniert die Technik nicht, wenn die wilden Stechmücken auch mit Wolbachia infiziert sind: Wenn sowohl Ei als auch Sperma mit demselben Stamm infiziert sind oder auch wenn das Ei infiziert ist und das Sperma nicht, lebt der Embryo und wird ein neues Männchen oder Weibchen, deren Eier auch immun sind. Es löst auch nicht das Problem, dass die Aufzucht in großen Mengen in einer Anlage selbst belastend ist: Studien mit Anopheles gambiae zeigten, dass diejenigen die bei höheren Dichten gezüchtet wurden, sich weniger paaren als diejenigen, die in niedrigeren oder natürlichen Dichten gezüchtet wurden. Eine große Anzahl von Moskitos muss billig produziert werden, aber wenn man zu viel spart, sind die Mücken keine Konkurrenz für wilde Männchen und schaffen es nicht, sich zu paaren.
Es gibt noch ein Problem: Da wir nicht blutsaugende weibliche Moskitos freisetzen wollen, brauchen wir eine effektive Methode, um Weibchen im Labor aus dem bestrahlten Pool zu eliminieren, bevor sie freigesetzt werden. Leider ist das Geschlechterverhältnis für Mücken 50/50, so dass eine Art der Trennung von Männchen und Weibchen benötigt wird. Zunächst wurde mit sehr primitiven Methoden gearbeitet. Männliche und weibliche Moskitopuppen unterscheiden sich in Farbe und Größe. Sie wurden von Hand oder maschinell mit einem Sieb sortiert und dann nur die Männchen bestrahlt. Leider funktioniert das nicht für Anopheles-Mücken, denn die Puppengrößen überlappen sich. Außerdem ist es zu teuer. Man muss doppelt so viele Mücken großziehen, wie man freisetzen kann, und hat so auch die doppelten Kosten. Da eine große Anzahl von sterilen Männchen benötigt wird, sind diese hohen Kosten ein Problem für ein globales Vernichtungsprogramm.
Gibt es einen Weg, um sicherzustellen, dass nur Männchen produziert werden, oder einen Weg, um unnötige Weibchen früher zu töten? Ja, mit genetischen Geschlechtsstämmen (GSS), einer alten Technik, bei der ein dominant selektierbarer Marker – ein Gen, das seinen Besitzer in die Lage versetzt, eine ansonsten tödliche Belastung zu überleben – an das männliche Geschlechtschromosom gebunden wird. Ein erfolgreiches Beispiel ist das treffend benannte MACHO: ein Stamm von An. albimanus mit einem Insektizid-Resistenz-Gen, das an das männliche Chromosom gebunden ist (Moskitos haben meist ein XY-Sex-Bestimmungssystem wie Menschen, bei dem nur Männchen ein Y-Chromosom haben). Die Behandlung einer Charge von MACHO-Eiern mit Insektizid tötet 99,9 Prozent aller Weibchen. So konnten in El Salvador in den späten 1970er-Jahren eine Million Mücken pro Tag freigesetzt werden. Das Projekt scheiterte dennoch, da neue Moskitos aus benachbarten Regionen nachrückten. Man sieht: Welche Technik man auch immer wählt, der Ansatz muss global sein. Und leider kann GSS auch nicht das Problem lösen, dass die Strahlung die Männchen schwächt und weniger konkurrenzfähig macht.
„RIDL wird in den südlichen USA und Südamerika zur Bekämpfung von Moskitos eingesetzt, wo bereits massive Rückgänge bei den Dengue-Mücken erzielt werden konnten.“
Der neueste Ansatz überspringt die Bestrahlung insgesamt. Es heißt RIDL, kurz für Release of Insects carrying Dominant Lethals, erfunden vom Entomologen Luke Alphey. Bei RIDL werden die Männchen nicht bestrahlt, d.h. sie sind für die Partner genauso gesund und konkurrenzfähig wie wilde Männchen, aber sie produzieren auch lebensfähige Eier. Stattdessen tragen sie ein tödliches Gen, das ihren Larvennachwuchs sterben lässt, bevor er das blutsaugende Erwachsenenalter erreicht. Bei der aktuellen Form von RIDL handelt es sich um ein Gen namens tTAV (Tetracyclin repressible Activator-Variante), das ein ungiftiges Protein herstellt, das die Zellmaschinerie des Insekts verstopft, so dass keine weiteren Gene aktiviert werden und der Tod eintritt. Das System funktioniert nur in den Moskitozellen, und das Protein wird beim Verzehr abgebaut, so dass es bei Tieren, die die modifizierten Moskitos oder ihre Larven fressen, keinen Effekt gibt: Es ist ein völlig ungiftiges System. „Aber wie überleben diese Moskitos im Labor bis ins Erwachsenenalter?“, kann man fragen. Die Antwort ist Tetracyclin, ein weit verbreitetes Antibiotikum, das auch das Gegengift zu tTAV ist. In der Aufzuchtanlage werden sie mit diesem Gegengift gefüttert, damit sie bis ins Erwachsenenalter leben können. Aber in der Wildnis haben sie und ihre Nachkommen keine Chance. RIDL wird derzeit in den südlichen USA und Südamerika zur Bekämpfung von Moskitos eingesetzt, wo bereits massive Rückgänge bei den Dengue-Mücken erzielt werden konnten, und wird nun eingesetzt, um die Zika-Epidemie in Brasilien zu stoppen.
Eine neue Technik, die derzeit für die Mittelmeer-Fruchtfliege entwickelt wurde, aber vielleicht eines Tages für Vektormücken zur Verfügung steht, ist ein Weibchen-spezifische RIDL. In diesem System tragen Männer ein Gen für ein Protein, das in Abwesenheit des Gegengiftes nur Weibchen tötet. In diesem System produzieren Weibchen, die mit den modifizierten Männchen gepaart sind, tadellos lebensfähige Eier, aber die weiblichen Nachkommen sterben als Larven, und nur die männlichen Nachkommen überleben bis ins Erwachsenenalter. Diese Männchen tragen noch immer das veränderte Gen und paaren sich mit der inzwischen kleineren Population von Weibchen usw. In diesem Szenario braucht man die Männchen nur einmal freizusetzen, um eine Kettenreaktion zu starten, die in der Population wirkt und diese mit jeder Generation reduziert.
RIDL ist eine erstaunliche Strategie, die keine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt oder auf Nichtzielorganismen hat und den Menschen sogar vor der Arbeit mit Strahlung bewahrt. Leider handelt es sich dabei um eine genetische Veränderung, was bedeutet, dass die Moskitos technisch gesehen ein gentechnisch veränderter Organismus (GVO) sind, was wiederum heißt, dass die üblichen Verdächtigen aktiv werden und versuchen, sie zu stoppen. Einige erzählen die wildesten Lügen und die Medien sind entweder unfähig oder unwillig, Fakten von Fantasien zu unterscheiden. Die meisten Geschichten beschäftigen sich mit Moskitos, die die Menschen vor Ort stechen. Einige Artikel behaupten, die Moskitos impfen Menschen gegen Krankheiten, was erstaunlich wäre, wenn es wahr wäre, aber das ist es nicht. Andere behaupten, die Moskitos werden einen mutieren, wenn sie stechen, was ebenso lächerlich ist. Manche behaupten sogar, dass Mikrozephalie nicht durch das Zika-Virus, sondern durch die freigesetzten Moskitos verursacht wird. Die Tatsache, dass diese Menschen bereit sind, das sehr reale Problem der Zika-induzierten Mikrozephalie zu leugnen, um die Menschen von GVO abzuschrecken und ihre überteuerten Öko-Produkte besser zu verkaufen, ist eine wirklich üble Ausbeutung echten menschlichen Leids. Zum Glück wissen sie inzwischen, dass es eine wichtige Tatsache gibt, die fast jeden Fehler und jede Lüge gänzlich widerlegt, die über Insektenfreisetzungen verbreitet wird: Männliche Mücken stechen nicht. Sie trinken kein Blut, sondern meiden Menschen, und da nur männliche Moskitos freigesetzt werden, ist die Vorstellung, dass ein freigesetztes Insekt einem Menschen schaden kann, reine Fiktion.
„Selbst wenn wir nicht alle Vektormücken der Welt eliminieren, haben wir immerhin schon eine massive Delle in der Zahl der Todesopfer von Mücken übertragenen Krankheiten weltweit bewirkt.“
Werden wir mit diesen Techniken Pestizide und Insektizide für immer loswerden? Noch nicht ganz. Denken Sie daran, dass die Anzahl der freigesetzten Männchen die der wilden Männchen übersteigt. Egal, wie effizient wir sterile oder modifizierte Männchen züchten können, wenn die wilden Populationen zu hoch sind, werden diese Techniken niemals praktikabel sein. Stattdessen brauchen wir Pestizide, um die Wildpopulationen zunächst auf eine Schwelle zu senken, bei der SIT oder RIDL funktionieren. Wenn wir den gesamten Planeten von diesen Arten befreien wollen, müssten die Freisetzungen ihr gesamtes Verbreitungsgebiet abdecken, also eine Riesenfläche. Jedenfalls kommen wir voran, und selbst wenn wir nicht alle Vektormücken der Welt eliminieren, haben wir immerhin schon eine massive Delle in der Zahl der Todesopfer von Mücken übertragenen Krankheiten weltweit bewirkt.
Aber warten Sie, es gibt mehr! Es gibt eine Technik, die den Erreger eliminieren kann, ohne den Vektor oder die Umwelt in irgendeiner Weise zu schädigen und für die man keine Insekten freisetzen oder aufziehen muss. Zunächst möchte ich Ihnen die Chagas-Krankheit vorstellen, die durch das Protozoon Trypanosoma cruzi verursacht wird, das durch Raubwanzen in der Unterfamilie Triatominae übertragen wird, wobei die schwerwiegendsten Überträger Triatoma infestans und Rhodnius prolixus sind. Sie werden auch „Kusswanzen“ genannt, weil sie gerne in den Mund beißen, um Blut zu saugen. Sie haben zudem die schmutzige Angewohnheit, direkt nach dem Essen zu defäkieren, und wenn Menschen den Stich aufkratzen, kratzen sie den mit Parasiten befallenen Kot in die Wunde und infizieren sich selbst. Charmant und auch tödlich, denn die Chagas-Krankheit kann Symptome wie ein vergrößertes Herz verursachen.
Bei diesen Arten wurde SIT erprobt, aber die neue Technik heißt Paratransgenese. Anstatt das Insekt genetisch so zu modifizieren, dass es ein Protein bildet (Transgenese), modifiziert man eine symbiotische Mikrobe, die im Inneren des Insekts lebt. Im Falle von Rhodnius prolixus haben alle Tiere ein symbiotisches Bakterium, Rhodococcus rhodnii, das Vitamine für sie herstellt, die sonst in ihrer blutbasierten Ernährung fehlen. Gentechnisch veränderte Bakterien sind einfach zu handhaben, so dass Wissenschaftler transgene Symbionten entwickelt haben, die für das Trypanosom toxische Proteine produzieren. Wenn man Rhodnius etwas modifizierte Rhodococcus füttert, wird das Insekt immun gegen Trypanosoma cruzi und ist nicht mehr in der Lage, es zu übertragen. Das Bakterium kann in großen Mengen leicht produziert werden, um ein Problem mit der Insektenfreisetzung zu umgehen. Und das Beste: Die infizierten ausgewachsenen Raubwanzen geben das Bakterium an ihre Nachkommen weiter: Junge Triatomine fressen oft den Kot der Alten und impfen sich selbst mit dem Bakterium Rhodococcus (Die Bakterien können in unserem Blutkreislauf übrigens nicht überleben, sind für uns also weder schädlich noch nützlich). Das System ist sehr vielversprechend. Wenn Rhodnius-Kot, der mit modifizierten Rhodococcus infiziert ist, überall dort verteilt wird, wo Trypanosoma ein Problem ist, führt das letztlich dazu, dass nur der Parasit stirbt, während das Insekt am Leben bleibt und das Ökosystem überhaupt nicht beeinträchtigt wird. Die Paratransgenese könnte auch in anderen Zusammenhängen eingesetzt werden, und Wissenschaftler arbeiten daran, sie für andere Spezies zu entwickeln, etwa mit einem modifizierten Pilz, um Anopheles-Mücken immun gegen Malaria zu machen.
Sie haben jetzt eine klare Vorstellung von den vielen Aspekten, die es zu klären gilt, wenn man überlegt, ob eine Art beseitigt werden sollte oder nicht, und ob das überhaupt praktikabel ist oder nicht. Wenn Sie eine solche Frage für ein anderes Insekt, wie Flöhe oder Kakerlaken haben, können Sie die Frage vielleicht selbst beantworten! Fragen Sie sich selbst: Welche Spezies aus der Gruppe sind das eigentliche Problem? Was tun sie in der Welt? Sind Männchen und Weibchen ein Problem? Kann SIT funktionieren? Gibt es eine alternative Lösung zur Bekämpfung der Krankheit? Wenn Sie Fragen wie diese interessieren, denken Sie über eine Karriere in der medizinischen Entomologie, Epidemiologie, Genetik oder (natürlich) Medizin nach, und vielleicht bekommen Sie irgendwann den Nobelpreis.
