19.01.2005

Forschung Live

Trauermückenlarven und Bt-Mais

„Die Entwicklungsverzögerung lässt sich nicht wegdiskutieren“

Trauermückenlarven brauchen eine längere Zeit bis zur Verpuppung, wenn sie gentechnisch veränderten Bt-Mais der Sorte Mon810 Novelis zu fressen bekommen. Dieser Effekt setzt sich in der Nahrungskette fort. Auch Käferlarven, die mit Mon810 Bt-gefütterten Trauermückenlarven ernährt wurden, zeigten eine Entwicklungsverzögerung. Das hat eine Arbeitsgruppe der Biologischen Bundesanstalt (BBA) in Braunschweig herausgefunden. Auf das in der Pflanze gebildete Bt-Toxin lässt sich das allerdings nicht eindeutig zurückführen. Wolfgang Büchs, der das Projekt leitete, sieht darin einen Effekt, der mit der Nahrungsqualität dieser Sorte zu tun hat.

Trauermückenlarven leben in den oberen Bodenschichten und sind an der Zersetzung abgestorbener Pflanzenreste beteiligt. Drei Jahre lang hat eine Arbeitsgruppe der BBA untersucht, ob sich Bt-Mais in seiner Wirkung auf diese Tiere von konventionellen Maissorten unterscheidet. Die Frage war, gibt es signifikante, d.h. auffällige Unterschiede, die die Artengemeinschaft der Zersetzer stören und das Agrarökosystem insgesamt beeinflussen könnten?

Fraßstudien: Entwicklungsverzögerung

In Laborversuchen wurden Trauermückenlarven mit Pollen oder Pflanzenteilen verschiedener Maissorten gefüttert. In die Untersuchung einbezogen waren zwei gentechnisch veränderte Bt-Mais-Sorten, Mon810 Novelis und Bt176 Valmont, sowie die jeweiligen isogenen Ausgangssorten Nobilis (mit und ohne Insektizidbehandlung) und Prelude. Zusätzlich wurde noch die konventionelle Sorte Eurostar getestet.

Es wurde eine ganze Reihe von Einflussfaktoren untersucht: die Sterblichkeit, die Dauer bis zur Verpuppung, die Verpuppungsrate, die Dauer bis zum Schlupf und die Schlupfrate.

Eines der Ergebnisse hebt Wolfgang Büchs besonders hervor: Es zeigte sich nämlich, dass Trauermückenlarven, die mit Streu von gentechnisch verändertem Bt-Mais der Sorte Mon810 gefüttert wurden, länger brauchten bis zur Verpuppung.

„Die Zeit bis zur Verpuppung ist ein sehr wichtiger Parameter“, erläutert Wolfgang Büchs, „es ist davon auszugehen, dass eine lange Zeitdauer bis zur Verpuppung ein ökologischer Nachteil ist.“ Die Tiere seien im weichhäutigen Larvenstadium angreifbarer sowohl durch Pilzkrankheiten, als auch durch räuberische Insekten oder Parasitoide. Je länger das Larvenstadium dauere, um so ungünstiger sei dies also für die Population.

In der auf den Entwicklungszyklus der Insekten bezogenen Hierarchie der untersuchten Parameter liege die Zeit bis zur Verpuppung außerdem am Anfang. „Wenn es hier bereits eine gravierende Störung gibt, dann nützt es nichts, wenn danach die Schlupfraten hoch sind. Das kann einen negativen Effekt wie z.B. eine längere Dauer bis zur Verpuppung dann nur in Grenzen ausgleichen.“

In einem zweiten Schritt wollten die Wissenschaftler wissen, ob sich eine solche Wirkung in der Nahrungskette fortsetzt. Sie haben die mit Mon810 gefütterten Trauermückenlarven zwei typischen natürlichen Feinden der Larven, nämlich dem Laufkäfer Poecilius cupreus und dem Kurzflügelkäfer Atheta coriaria, als Nahrung angeboten. Zum Vergleich bekamen die Käferlarven auch Trauermückenlarven zu fressen, die nur mit isogener Maisstreu aufgezogen worden waren. Es zeigte sich, dass Käferlarven, die mit Mon810-gefütterten Trauermückenlarven ernährt wurden, ebenfalls mehr Zeit bis zur Verpuppung benötigten.

„Kartoffelchips-Effekt“

Erstaunlicherweise fraßen sowohl die Trauermückenlarven mehr von der Bt-Kost als auch die Käferlarven mehr Bt-gefütterte Trauermückenlarven.

Diese Kombination, dass die Tiere mehr fressen und trotzdem etwa länger brauchen bis zur Verpuppung, bezeichnet Wolfgang Büchs als „Kartoffelchips-Effekt“. “ Sie fressen mehr und schneller, werden dadurch aber nicht gesünder oder erhöhen ihre Fitness, es bringt physiologisch offenbar nichts. Sie zeigen im Gegenteil eine Entwicklungsverzögerung.“

Ursache Bt-Toxin?

Auffallend ist, dass die zweite getestete Bt-Sorte, Bt176 Valmont, keine entwicklungsverzögernde Wirkung bei den Trauermückenlarven zeigte. Und das obwohl der Gehalt an Bt-Toxin bei dieser Sorte höher liegt als bei Mon810. Es gibt demnach keinen Zusammenhang zwischen der beobachteten Wirkung und dem absoluten Toxin-Gehalt verschiedener Bt-Mais-Sorten.

„Mon810 scheint eine geringere Nahrungsqualität zu haben. Welche Rolle das Toxin dabei spielt, kann man bisher nicht beantworten“, sagt Wolfgang Büchs. Nach seiner Auffassung ist aber auch nicht entscheidend, ob Auswirkungen durch das Toxin oder andere Faktoren verursacht werden. Für die Bewertung interessiert ihn die Pflanze als Ganzes. Auch bei Pflanzenschutzmitteln werden nicht nur die Auswirkungen der Wirkstoffe bewertet, sondern die Effekte der im Feld ausgebrachten Zubereitung, der „Formulierung“ des Mittels. Genauso müsse auch bei GVO’s vorgegangen werden: Hier sei die „Formulierung“ die Pflanze in ihrer Gesamtheit, in der sie mit ihrer Umwelt in Wechselwirkungen tritt.

„Auch bei konventionellen Sorten könnte es ähnliche Effekte geben“, betont Wolfgang Büchs, „man müsste mit den Sorten grundsätzlich kritischer umgehen, insbesondere was ihre ökosystemaren Effekte betrifft“.

Es sind im wesentlichen zwei Schlussfolgerungen, die er aus diesen Ergebnissen zieht:

• Es ist wichtig, mehr als nur eine Bt-Mais-Sorte und ihre isogenen Partner vergleichend zu untersuchen, um nicht Wirkungen vorschnell auf das Bt-Toxin zurückzuführen.
• Es ist zu bedenken, ob nicht konsequenterweise auch konventionelle Sorten in ein fallspezifisches anbaubegleitendes Monitoringmit einbezogen werden sollten. Herkömmliche Sorten werden bislang nur nach Anbau- und Ertragskriterien geprüft, obwohl sie ähnliche Auswirkungen auf das Ökosystem haben können wie gentechnisch veränderte Sorten.

Ein Trend, der sich umkehrt

Anders als bei den Fraßversuchen unter definierten Laborbedingungen wurde im Freiland nur die Bt-Maissorte Mon 810 mit ihrer isogenen Partnersorte - wieder mit und ohne Insektizidbehandlung - verglichen.

Für drei der untersuchten Parameter war im Verlauf der drei Untersuchungsjahre eine Trendumkehr zu bemerken. Im ersten Jahr fand sich in der Bt-Variante die größte Artenvielfalt, die höchste Schlupfrate und die höchste Zersetzungsleistung. In den Folgejahren kehrte sich dieser Trend jedoch um.

„Das einzig Greifbare, was hier auffällt, ist, dass im zweiten Jahr die Mon810 Bt-Maisstreu eine 2,5fach höhere Toxinmenge enthielt als im Jahr davor“, kommentiert Wolfgang Büchs seine Beobachtungen. Und: „Das könnte hier der beginnende Chips-Effekt sein, dass sich durch Verlängerung der Entwicklungsdauer die Artenhäufigkeit vermindert.“

Aber Wolfgang Büchs ist vorsichtig mit der Interpretation dieser Ergebnisse. Die Trendumkehr sei zwar erkennbar, aber eine Projektdauer von drei Jahren sei viel zu kurz, um die im Rahmen der Freilanduntersuchungen beobachteten Effekte wissenschaftlich exakt belegen zu können.

„Wir können nur ein Ausrufezeichen setzen und auf Trends und Tendenzen hinweisen, die bei einem anbaubegleitenden Monitoring intensiver beobachtet werden müssen.“