Lässt sich die Natur steuern?

Biologische Möglichkeiten und ökologischen Folgen

Greift der Mensch gezielt in die Natur ein, kann das fatale Auswirkungen haben. Die künstliche Ansiedlung von Pflanzen und Tieren zieht oft ungeahnte negative ökologische Folgen mit sich. Harmlose Pflanzen oder Tiere können in einem neuen Lebensraum zur Plage werden und nicht selten verheerenden Schaden anrichten.

Darstellung: Genfähre
Darstellung: Genfähre Quelle: ZDF

Die Dramatik der Lage wird klar, wenn man die Geschwindigkeiten möglicher Invasionen vergleicht: Containerschiffe sind eine Milliarde mal schneller als die natürliche Ausbreitung durch Kontinentalplattenbewegung. Die natürliche Evolution braucht für ein paar Spezies Millionen von Jahren, durch Schiffe werden 20 neue Arten pro Jahr übersiedelt. Die Evolution wird einfach überrollt. Die Forschung arbeitet auf Hochtouren, um einige der schlimmsten Probleme, die dadurch bereits entstanden sind, zu beheben. Doch auch das geschieht nicht ohne neue Risiken. Ein Beispiel dafür findet sich in Afrika.

Von der Zierpflanze zur Plage

Die Elefanten dort haben eine neue Leibspeise: Wasserhyazinthen. Sie sind saftig, nahrhaft und im Überfluss vorhanden. Ihrer Schönheit wegen hatte man die Wasserhyazinthe in den Siebzigerjahren als Zierpflanze eingeführt. Doch das wahre Gesicht des aggressiv wachsenden Grünzeugs erkannte man zu spät. Die Folgen sind katastrophal. Eine der am schlimmsten betroffenen Regionen ist der Lake Victoria.

Elefant inmitten von Wasserhyazinthen.
elefant Text 5 Quelle: ZDF

Die Menschen hier sind vom Fischfang abhängig. Jetzt ist ihr Lebensunterhalt in Gefahr: Die aus Südamerika eingeführte Wasserpflanze erobert den See wie eine biblische Plage. In nur zehn Jahren nach ihrem ersten Auftreten, ist fast die gesamte Uferregion durch die Wasserhyazinthen zugewachsen. Die Fischer gelangen nicht mehr ins offene Wasser, einige Fischbestände verschwanden nahezu, weil die Pflanze ihre Laichgründe überwuchert hat.

Biologische Schädlingsbekämpfung

Die Eindringlinge bedrohen sogar direkt das Leben der Menschen: Ihre dichten Wurzelteppiche sind hervorragende Brutstätten für die Krankheitsüberträger von Malaria und Bilharziose. Versuche, der grünen Pest mit PS-strotzenden Mähmaschinen beizukommen, sind vergebens. Rüsselkäfer sind nun die Hoffnungsträger. Sie sollen das Problem jetzt endlich lösen. Rüsselkäfer sind die natürlichen Feinde aus der Heimat der Wasserhyazinthen, Südamerika.

Die dichten Wurzelteppiche der Wasserhyazinthen lösen sich den Einsatz von Rüsselkäfern langsam auf. Bleibt zu koffen, die Käferpopulation ist nicht das nächste Problem.
Hyazinthen Text 5 Quelle: ZDF

Mit Käfern infizierte Pflanzen werden in die Matten eingebracht. Für die Insekten ein Schlaraffenland, denn sie ernähren sich ausschließlich von Wasserhyazinthen. Die Methode hat Erfolg. Nach und nach verschwinden die Pflanzenmatten. Doch die Forscher lassen die Käferpopulation nicht aus den Augen. Es wäre nicht das erste Mal, dass der Einsatz von natürlichen Feinden unerwünschte Folgen hat.

Fehlgeschlagene Mission

Erfahrungen aus Australien lassen die Wissenschaftler wachsam bleiben. Das Paradebeispiel für das Scheitern biologischer Schädlingsbekämpfung ist die Aga-Kröte. Einst wurde sie hoffnungsvoll zur Bekämpfung eines Schädlings eingeführt. Doch es kam alles ganz anders. Um 1930 kämpfte man in Australien mit Zuckerrohrkäfern, die die Ernten drastisch dezimierten. Dann berichtete eine Studie aus Puerto Rico von Erfolgen mit einem Feind des Zuckerrohrkäfers: Der Aga-Kröte.

Daraufhin wurden 1935 die ersten hundert Kröten nach Australien verschifft und dort als Retter der Zuckerrohrfarmer gefeiert. Doch der Plan ging nicht auf. Die Kröten fraßen nicht die Käfer, die sie eigentlich vernichten sollten, dafür aber alles andere, was ihnen vor das Maul kam. Und sie vermehrten sich explosionsartig. Inzwischen sind es mehrere Millionen der Plagegeister, mehr als alle Tiere der 200 einheimischen Amphibienarten zusammen. Jährlich wächst die Population um 25 Prozent, und die "Krötenfront" rückt jedes Jahr um 40 Kilometer vor.

Genmanipulation gegen die Plage

Hinzu kommt, dass die Aga-Kröten hochgiftig sind. Deshalb haben sie kaum Fressfeinde in Australien. Wegen der toxischen und alles verschlingenden Kröten sind selbst Süßwasserkrokodile aus einigen Gegenden fast verschwunden. Bis heute wirken die Abwehrversuche recht hausbacken: Mit speziellen Mikrofonen werden besonders gefährdete Gebiete abgehorcht. Sie registrieren, ob sich schon der Ruf der Aga-Kröte unter die Tierlaute mischt. Ist die "Pest" angekommen, wird ein Kröten-Sonderkommando gebildet.

Freiwillige rücken nachts aus, um möglichst viele der verhassten Tiere zu fangen und sie durch Einfrieren zu töten. Lokal zeigen diese Bürgeraktionen gewisse Wirkung, doch eine flächendeckende Lösung des Problems ist das nicht. Es bleibt eine drängende Aufgabe für die Wissenschaft. Eine Chance, die Vermehrung der Kröten zu stoppen, sehen Forscher in der Kinderstube des Eindringlings. Während der frühen Entwicklung laufen komplexe Prozesse ab, die von Genen gesteuert werden. In diese Vorgänge wollen Wissenschaftler gezielt eingreifen, ohne andere Organismen in Mitleidenschaft zu ziehen. Die Idee ist, ein Gen, das aus der Kröte selbst stammt, zur "Waffe" zu machen.

Chancen und Risiken

Der vielversprechende Ansatz sieht konkret so aus: Kaulquappen bilden eine spezielle Form des roten Blutfarbstoffes, juveniles Hämoglobin, das sich von dem erwachsener Kröten unterscheidet. In dieser Phase ist der Blutfarbstroff der ausgewachsenen Tiere, das adulte Hämoglobin, für sie ein Fremdkörper. Mit einem eingeschleusten Gen lässt sich schon in den Kaulquappen die Bildung von adultem Hämoglobin auslösen. Vom Immunsystem als fremd eingestuft, wird es aber bekämpft. Die Kaulquappen bilden Antikörper gegen die fremden Blutzellen. Wächst die Kröte heran, bildet sie nur noch adultes Hämoglobin. Die lebenswichtigen Blutzellen werden aber nun kontinuierlich vom Immunsystem zerstört. So können sich aus den Jungtieren keine fortpflanzungsfähigen Kröten entwickeln.

Grafische Darstellung einer Genmanipulation.
Hämoglobin, TW, Text 5 Quelle: ZDF

Doch das Verfahren birgt ein noch nicht kalkulierbares Risiko: Um das Gen an seinen Wirkungsort zu bringen, braucht man eine "Genfähre": Ein Virus als Transportvehikel für das neue Erbmaterial. Dieses Virus wird dann in die Kröten gebracht und schleust die fremde DNS in die Zellen der Tiere ein. Das Virus könnte sich anschließend in der gesamten Population verbreiten und womöglich auch andere Organismen unbeabsichtigt infizieren. Noch ist das Virus für alle Amphibien Australiens gefährlich. Seine Freisetzung könnte den Weg für einen neuen Invasor bereiten - mit ungeahnten Folgen. Forscher arbeiten daher daran, das Virus durch Genmanipulation spezifisch für Aga-Kröten zu machen.

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