Neue Konzepte gegen die Heerwurm-Plage: Die Vermehrung des Schädlings blockieren

Es ist eine Welt-Premiere: Brasilien hat erstmals einen gentechnisch veränderten Pflanzenschädling mit einem „selbstlimitierenden“ Gen zugelassen. Damit soll der aggressive Herbst-Heerwurm in Schach gehalten werden. Der invasive Schädling ist inzwischen nicht mehr nur ein Problem amerikanischer Landwirte. 2016 schaffte er den Sprung über den Atlantik und hat sich binnen kürzester Zeit auch in Afrika und Südostasien ausgebreitet. Mit verheerenden Folgen: Durch erhebliche Verluste bei der Maisernte ist die Existenz vieler Kleinbauern bedroht. Vor allem in vielen afrikanischen Ländern ist Mais ein Grundnahrungsmittel.

Brasiliens Landwirte haben in absehbarer Zeit ein weiteres Instrument in der Hand, um gegen den Herbst-Heerwurm (Spodoptera frugiperda) vorzugehen, der ihre Maisernten bedroht. Brasilen hat im April den Einsatz von gentechnisch veränderten (gv-)Heerwürmern der britischen Biotech-Firma Oxitec zugelassen. Es ist der erste gv-Pflanzenschädling weltweit.

Das Konzept funktioniert so, dass männliche Falter im Labor mit einem „selbstlimitierenden“ Gen ausgestattet werden. Werden diese dann in den Befallsgebieten freigesetzt und paaren sich mit Weibchen, führt dieses Gen dazu, dass die weiblichen Nachkommen sterben. Auf diese Weise soll die Population verringert und unter Kontrolle gehalten werden, um Ernteverluste zu begrenzen. Anders als beim umstrittenen Gene Drive, der das Potenzial hat eine Art komplett auszurotten, müssen die gv-Falter immer wieder aufs Neue ausgesetzt werden, sonst verliert sich das „Sterblichkeits-Gen“ in der Population wieder.

Oxitec verfolgt diesen Ansatz schon seit vielen Jahren vor allem bei krankheitsübertragenden Insekten wie der Tigermücke Aedes aegypti. Brasilien hat 2014 als erstes Land die kommerzielle Nutzung einer gentechnisch veränderten Tigermücke (OX513A) zugelassen, um Infektionen mit Krankheiten wie Dengue oder Zika einzudämmen. Auch weiteren Pflanzenschädlingen will Oxitec mit dem „selbstlimitierenden“ Gen zu Leibe rücken. So wurden bereits unter anderem die Kohlmotte, die Olivenfliege und der Baumwollkapselwurm damit ausgestattet.

Mit der vorliegenden Zulassung will Oxitec nun zunächst große Pilotprogramme in Brasilien durchführen, um weitere Daten darüber zu sammeln, wie wirksam der Einsatz der gv-Insekten ist und wie häufig sie auf den Feldern ausgesetzt werden müssten. Auch müssen noch Methoden getestet werden, wie die gv-Heerwürmer bereitgestellt werden können. Die „selbttlimitierende“ Schädlingskontrolle soll andere Bekämpfungsoptionen, die den Landwirten zur Verfügung stehen, vor allem insektenresistente Bt-Pflanzen und Insektizide, ergänzen. Modellierungen in einer aktuellen Studie des Unternehmens zeigen, dass die Freisetzung von OX513A-Heerwürmern sowohl die Heerwurm-Population deutlich verringern, als auch die Entwicklung von Resistenzen gegenüber Bt-Pflanzen verzögern kann.

In den Maisanbaugebieten Nord- und Südamerikas ist der Herbst-Heerwurm seit langem als bedeutender Schädling bekannt und gefürchtet. Er hat seinen Namen daher, dass die Raupen, nachdem sie ein Feld leer gefressen haben, in Gruppen weiterziehen. Seine Ausbreitungsfähigkeit ist enorm. Er bringt bis zu vier Generationen pro Jahr hervor, ein Weibchen kann bis zu zweitausend Eier ablegen. Die Falter nutzen bei ihren Flügen Winde und erreichen so Entfernungen von tausend Kilometern und mehr.

Heerwurm-Invasion in Afrika und Asien

Vor kurzem schaffte der Schädling den Sprung über den Atlantik. Anfang 2016 tauchte er erstmals auf dem afrikanischen Kontinent, in Nigeria, auf. Am wahrscheinlichsten ist, dass er durch internationalen Handel per Flugzeug oder Schiff eingeschleppt wurde, möglicherweise über den Import von Frischpflanzen.

Als im Februar 2017 die Vereinten Nationen vor einer weiteren Ausbreitung warnten, waren es bereits sieben afrikanische Länder, die vom Befall durch den Schädling betroffen waren. Binnen kürzester Zeit konnte der Eulenfalter sich dann über mehr als 5000 Kilometer auf dem Kontinent weiter ausbreiten. 2018 war dann auch Indien erstmals betroffen und von dort aus in der Folge weite Teile Südostasiens, 2020 schließlich Australien. Der Eulenfalter bedroht die Existenz vieler Kleinbauern in Afrika und Asien. Mais ist vor allem in den afrikanischen Ländern südlich der Sahara eines der wichtigsten Grundnahrungsmittel. Die geschätzten Ernteverluste liegen zwischen 20 und 50 Prozent - wenn nichts gegen den Schädling unternommen wird.

Die FAO hat für 2020 bis 2022 eine „globale Aktion zur Kontrolle des Herbst-Heerwurms“ in 70 betroffenen Ländern gestartet. 500 Millionen US-Dollar sollen für das Schädlingsmanagement bereitgestellt werden, für Monitoring und Frühwarnsysteme, kontrollierten, möglichst umweltverträglichen Pestizideinsatz und biologische Schädlingskontrolle.

Bisher wird den Landwirten empfohlen, nur bei starkem Befall durch den Herbst-Heerwurm Eier und Larven möglichst früh mit Insektiziden zu besprühen. Ein Befall wird aber meist erst spät erkannt, nämlich dann, wenn die Larven die Pflanzen nach dem Fraß wieder verlassen. Für eine Bekämpfung ist es dann bereits zu spät. Flächig ausgebrachte Insektizide können nicht viel ausrichten, da die Larven im Innern der Pflanzen damit kaum in Kontakt kommen. Außerdem hat der Schädling schon vereinzelt Resistenzen gegen gängige Wirkstoffe entwickelt.

Anders als in Nord- und Südamerika ist insektenresistenter Bt-Mais für die Landwirte in den betroffenen Ländern Afrikas und Asiens bislang keine Option, da nicht für den Anbau zugelassen. Im Rahmen des Projektes Water Efficient Maize for Africa (WEMA) wurde ein gv-Mais entwickelt, der Trockentoleranz und eine Bt-Insektenresistenz kombiniert (Stacked Events). Dieser Mais hat sich in Freilandversuchen - u.a. in Uganda, Kenia und Mozambik - auch als resistent gegenüber dem Heerwurm erwiesen. Insbesondere in Ostafrika drängen Wissenschaftler die Regierungen seit Jahren, die Technologie zu unterstützen und die Zulassungsverfahren zu beschleunigen, damit der Mais den Bauern möglichst schnell zur Verfügung gestellt werden kann. Allerdings ist der Herbst-Heerwurm einer der Schädlinge, die in den USA, Brasilien und Argentinien die Insektenresistenz der Bt-Pflanzen bereits durchbrechen konnten. So wurde 2008 in Puerto Rico Bt-Mais TC1507 vom Markt genommen, weil er gegen resistente S. frugiperda-Larven nichts mehr ausrichten konnte.

Ob die gv-Heerwürmer von Oxitec auch für Kleinbauern in Afrika oder Asien eine Option bei der Bekämpfung des Schädlings sein könnten, ist vorerst noch fraglich. So müssten die in den jeweiligen Regionen vorkommenden Stämme des Insekts verändert werden. Noch ist unklar, wie oft die Tiere ausgesetzt werden müssten, um einen wirksamen Effekt zu erreichen. Ebenso ist noch nicht abschätzbar, was eine solche Bekämpfungsstrategie die Landwirte oder staatliche Institutionen kosten würde. Vor allem aber ist fraglich, ob gv-Insekten etwa in Afrika eine Zulassung bekommen würden. Bislang sind in gerade mal vier Ländern Afrikas gentechnisch veränderte Pflanzen für den Anbau erlaubt.

Im April 2021 erreichte der Herbst-Heerwurm erstmals auch Europa auf den Kanarischen Inseln. Bleibt abzuwarten, ob er sich hier weiter verbreitet und etabliert. Bei Kontrollen von frischem Gemüse und Schnittblumen werden in der EU immer mal wieder Heerwürmer entdeckt. Allerdings benötigen die Tiere für die Fortpflanzung Temperaturen von dauerhaft über zehn Grad, und bei Frost sterben alle Entwicklungsstadien ab. Dennoch hat die Pflanzenschutzorganisation für Europa und den Mittelmeerraum EPPO den Herbst-Heerwurm 2019 zu einem A1-Quarantäneschädling hochgestuft, was die höchstmögliche Gefahrenstufe darstellt.