Setzt mein Land Hühner und Enten zur Bekämpfung der Heuschreckenplage ein? Die wirkliche wissenschaftliche Heuschreckenbekämpfung ist eigentlich so

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Insektenpraktikant (PhD in Biologie)

Hersteller: China Science Expo

Ich glaube, die meisten von Ihnen haben von Heuschreckenplagen gehört. Was Sie vielleicht nicht wissen: Die Heuschreckenplage ist eine der schlimmsten Insektenplagen in der chinesischen Geschichte. Sie wurde neben Überschwemmungen und Dürren als eine der drei größten Naturkatastrophen aufgeführt und plagt das chinesische Volk seit drei- bis viertausend Jahren.

Heuschreckenplagen großen Ausmaßes gibt es in China heute fast keine mehr. Möchten Sie wissen, warum? Die Geschichte dahinter ist voller Wendungen. Lassen Sie es mich Ihnen einzeln erzählen.

Heuschreckenschwarm

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Die alte Methode der Heuschreckenbekämpfung ist ineffizient und zerstörerisch

In der Antike konnten die Menschen bei einer Heuschreckenplage die Tiere nur kontinuierlich töten, was ineffizient und nicht sehr effektiv war.

Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik in der heutigen Zeit gibt es immer mehr Möglichkeiten, Heuschrecken zu töten. Die wirksamste Methode, Heuschreckenschwärme zu töten, ist das Versprühen von Pestiziden aus Flugzeugen. Die im Bild unten gezeigte Szene zeigt eine Szene, in der diese Methode angewendet wird: Im Jahr 1953 besprühten amerikanische Flugzeuge und Piloten in Äthiopien im Rahmen der internationalen technischen Zusammenarbeit Heuschrecken, die in der Ogaden-Wüste die Ernte verschlangen, mit Pestiziden.

(Fotoquelle: Visual China)

Im letzten Jahrhundert wurden in vielen Gebieten in großem Umfang chemische Medikamente zur Heuschreckenbekämpfung eingesetzt. Zwar wurden kurzfristig gute Ergebnisse erzielt, doch führten diese auch zu Umweltverschmutzung und Schäden an der umliegenden ökologischen Umwelt. Daher wird diese Methode, Heuschrecken einfach mit chemischen Pestiziden zu töten, von chinesischen Wissenschaftlern nicht empfohlen.

Das Schlüsselglied zur Ausrottung der Heuschreckenplage

Wenn ich auf die jahrtausendealte Geschichte der Heuschreckenbekämpfung in meinem Land zurückblicke, haben chinesische Wissenschaftler in den 40 Jahren seit der Gründung der Volksrepublik China aus der Geschichte gelernt, ihre Intelligenz und Talente genutzt, Erfahrungen zusammengefasst, wissenschaftliche Präventions- und Kontrollmaßnahmen durchgeführt und zukunftsweisende ökologische Präventionsstrategien vorgeschlagen. Die durch Heuschrecken verursachten Schäden konnten endlich unter Kontrolle gebracht werden. Dies ist der Sieg, den die Werktätigen der chinesischen Nation in ihrem tausendjährigen Kampf gegen die Heuschrecken errungen haben.

Welche Methoden haben Wissenschaftler also eingesetzt, um die Heuschreckenplage zu bekämpfen, die das Land seit Tausenden von Jahren heimsucht? Sie fanden den Schlüssel zur Ausrottung der Heuschreckenplage: die Beseitigung der Brutstätten der Heuschrecken.

(Fotoquelle: Veer Gallery)

Da Heuschrecken die Angewohnheit haben , zu wandern, sich zu sammeln und Orte zum Eierlegen auszuwählen , ist es von entscheidender Bedeutung, den „Brutplatz“ der Heuschrecken zu zerstören. Daher kann der Schaden nicht allein durch Präventions- und Kontrollmethoden wie Pestizide beseitigt werden. Um das Heuschreckenproblem wirklich zu lösen, müssen wir sowohl die Symptome als auch die Grundursachen bekämpfen. Zunächst müssen wir die ökologische Umgebung des Brutgebiets der Heuschrecken verändern, um diese Umgebung für die Fortpflanzung der Heuschrecken weniger geeignet zu machen. Nur so kann die Heuschreckenplage grundlegend ausgerottet werden.

Nach einer Generation der Regierungsführung ist es unserem Land gelungen, den Geburtsort großer Heuschreckenplagen zu transformieren und die Bildung großer Heuschreckenansammlungen in China unmöglich zu machen. In manchen Gegenden ist es jedoch unvermeidlich, dass eine übermäßige Heuschreckenplage die Ernte schädigt. Das großflächige Versprühen von Chemikalien schadet jedoch der natürlichen Umwelt. Was sollen wir also tun?

Neue Ideen für umweltfreundliche Pestizide

Glücklicherweise gibt es einen neuen Ansatz: die Verwendung von Pilzen zur Entwicklung umweltfreundlicher Pestizide.

Seit dem 21. Jahrhundert weiß man, dass Pilze als in der Natur weit verbreitete Organismen für viele Insekten giftig sind. Da die Menschen der biologischen Schädlingsbekämpfung immer mehr Aufmerksamkeit schenken, können wir bei der Heuschreckenbekämpfung den Einsatz natürlicherer Pilzinsektizide in Betracht ziehen, um chemische Insektizide zur Schädlingsbekämpfung und zum Schutz der Umwelt zu ersetzen.

Allerdings ist die Kontrollwirkung von Fungiziden nicht stabil, was daran liegen könnte, dass die Heuschnupfenarten, die die Heuschreckenplage verursachen, eine höhere Resistenz gegen Pilze aufweisen. Zu diesem Thema wurden zahlreiche Studien durchgeführt.

Das von Akademiemitglied Kang Le von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften geleitete Team hat Untersuchungen an der Grünen Muskatnuss und an Heuschrecken durchgeführt. Grüne Muskardine ist ein häufig verwendeter insektizider Pilz. Das Team um Kang Le fand heraus, dass gesellige Heuschrecken nach einer Infektion mit der Grünen Muskardine Krankheitserregermoleküle blockieren können. Dadurch wird verhindert, dass die Krankheitserreger mit Körperflüssigkeiten in Kontakt kommen, und sie können sich so selbst schützen.

Weitere Untersuchungen ergaben außerdem, dass gesellige Heuschrecken resistenter gegenüber Pilzen sind, während einzeln lebende Wanderheuschrecken Pilzinfektionen durch Phagozytose widerstehen. Diese Erkenntnisse liefern den Wissenschaftlern auch Ideen für die Entwicklung wirksamerer Pilzinsektizide. Wenn es uns gelingt, einen Pilz zu finden, der speziell Wanderheuschrecken bekämpft, können wir das Problem des Heuschreckenbefalls möglicherweise gezielt, umweltfreundlich und effizient lösen!

Und in der Natur gibt es zufällig eine bestimmte grüne Heuschreckenart, die nur Wanderheuschrecken infiziert . Im Vergleich zum breitbandigen grünen Muscardin fehlt ihm das Gen für den Tryptaminstoffwechsel. Studien haben ergeben, dass Tryptamin durch Aktivierung des aromatischen Kohlenwasserstoffrezeptors LmAhR der Heuschrecke die Produktion von reaktivem Sauerstoff induzieren und das Immunsystem der Heuschrecke hemmen kann, was zu toxischen Wirkungen führt.

Nachdem die Forscher das Monoaminooxidase-Gen (Tryptamin-Stoffwechsel-Gen) im Breitspektrum-Grünen Muscardin gelöscht hatten, war der Tryptamingehalt in seinem Körper höher als der des ursprünglichen Breitspektrum-Grünen Muscardins, was die insektizide Wirksamkeit deutlich verbesserte und die Halbletalitätszeit (die Anzahl der Todesfälle macht die Hälfte der Gesamtzahl aus) von Heuschrecken, die mit gewöhnlichem Breitspektrum-Grünen Muscardin infiziert waren, von 7,33 Tagen auf 5,92 Tage verkürzte. Dies ist ein großer Durchbruch bei der Verwendung von Pilzen zur Schädlingsbekämpfung!

Diese genetische Veränderung der Breitspektrum-Grünen Muskardine beeinträchtigt das Wirtsspektrum nicht, ist unschädlich für die Umwelt und den Menschen und weist eine gute Biosicherheit auf. Es liefert eine neue Idee für die Entwicklung neuer Pilzinsektizide und dürfte künftig bei der Bekämpfung von Heuschreckenplagen eine Rolle spielen.

Schematische Darstellung der Transformation von Metarhizium anisopliae

(Bildquelle: Referenz 1)

Eine Vielzahl neuer wissenschaftlicher und technologischer Mittel zur Bekämpfung des Heuschreckenbefalls

Bis heute haben wir auf Grundlage der langjährigen Praxis der Heuschreckenprävention und -bekämpfung in landwirtschaftlichen Gebieten und Grünlandflächen in unserem Land ökologische Managementmaßnahmen eingeführt, die Pflanzenschutz, biologischen Schutz, Ressourcenschutz und Umweltschutz kombinieren, und ein nachhaltiges System zur Prävention und Bekämpfung von Heuschrecken etabliert, bei dem die biologische Bekämpfung im Vordergrund steht und die ökologische Regulierung als Ergänzung dient.

Gleichzeitig entwickeln wir mit Nachdruck neue, wirksame und umweltfreundliche biologische Pestizide, setzen neue und effiziente Sprühtechnologien wie Flugzeuge, Drohnen oder große Maschinen ein und kombinieren die Prävention und Kontrolle natürlicher Feinde mit ökologischen Regulierungsmaßnahmen, um eine nachhaltige Kontrolle der Heuschreckenplage und eine nachhaltige Entwicklung der Grünlandökosysteme zu erreichen.

Andererseits müssen wir die mittel- und langfristigen Vorhersage- und Frühwarntechnologien für Heuschreckenplagen weiter verbessern, um sie bereits im Vorfeld zu verhindern. Darüber hinaus haben Wissenschaftler herausgefunden, dass die Schwere von Heuschreckenplagen negativ mit der Temperatur korreliert, was eine wichtige theoretische Grundlage für langfristige Vorhersagen liefert.

Seit dem Jahr 2000 kombiniert mein Land manuelle Felduntersuchungen von Heuschrecken mit Insektenradar, geografischen Informationssystemen (GIS), globalen Positionierungssystemen (GPS) und Fernerkundungssystemen (RS) (bezeichnet als „3S“), um eine Echtzeit-Frühwarnüberwachung dynamischer Veränderungen der Heuschreckenpopulationen durchzuführen.

Auch in Zukunft wird mein Land moderne Informationstechnologien wie die „3S“-Technologie, Drohnenüberwachungstechnologie und KI-basierte intelligente Heuschreckenidentifizierungstechnologie nutzen, um ein mehrstufiges, umfassendes intelligentes „Himmel-Luft-Boden-integriertes“ Heuschreckenüberwachungssystem und ein Datenbankverwaltungssystem für Heuschreckenvorkommen aufzubauen, um eine Echtzeitüberwachung und Frühwarnung auf lange, mittlere und kurze Sicht zu erreichen und ein umfassenderes Indikatorsystem für Heuschreckenkatastrophen zu schaffen, um sicherzustellen, dass bei Heuschreckenkatastrophen rechtzeitig und effizient wissenschaftlich fundierte Steuerungsstrategien angewendet werden.

Wir sind davon überzeugt, dass die Menschen mit dem kontinuierlichen Fortschritt der menschlichen Wissenschaft und Technologie in der Lage sein werden, das Problem der Heuschreckenplage wirksamer und umweltfreundlicher zu lösen, und dass die Heuschreckenplagen, die China verwüsteten, irgendwann der Vergangenheit angehören werden!

Herausgeber: Guo Yaxin

Quellen:

【1】Tong.et al., Tryptaminakkumulation durch Deletion von MrMao-1 im Metarhizium-Genom erhöht die insektizide Virulenz erheblich. PLoS Genet 16(4): e1008675(2020)

https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008675