Species Diversity and Geographical Distribution of Whiteflies (Hemiptera: Aleyrodidae) in Zimbabwe

In der verborgenen Welt der Landwirtschaft gehören einige der schädlichsten Schädlinge zu denen, die für das bloße Auge unsichtbar sind, bis es zu spät ist. Dazu gehören die Weiße Fliege, winzige Insekten, die den Saft von Pflanzen aussaugen, sie schwächen und eine klebrige Rückstand hinterlassen, der Schwarzschimmel begünstigt. Doch ihre wahre Gefahr liegt nicht darin, was sie fressen, sondern in dem, was sie tragen. Diese Insekten fungieren als lebende Spritzen, die Pflanzenviren in die Nutzpflanzen injizieren, während sie von Blatt zu Blatt wandern. Eine Gruppe von Viren, bekannt als Begomoviren, kann ganze Ernten von Tomaten, Bohnen und Baumwolle vernichten und grüne Felder in braune Ödländer verwandeln. Für Landwirte in Simbabwe, einem Land, in dem die Landwirtschaft das Rückgrat der Wirtschaft bildet, ist das genaue Verständnis darüber, welche Insekten vorhanden sind, welche genetische Struktur sie besitzen und welche Viren sie verbreiten könnten, eine Frage der Ernährungssicherheit. Ohne dieses Wissen sind Bemühungen zum Schutz der Nutzpflanzen oft blind und verlassen sich eher auf Vermutungen als auf präzise Wissenschaft.

Um dieses Rätsel zu lösen, begab sich ein Team von Forschern aus Simbabwe und Südkorea auf eine umfassende Untersuchung in den wichtigsten Agrarregionen des Landes. Sie reisten während der Anbausaisons 2018 und 2019 an zehn verschiedene Orte, die von den zentralen Hochlandregionen bis hin zu den südlichen Provinzen reichten. Ihr Ziel war es, eine Momentaufnahme der Weißfliegenpopulation in ihrem natürlichen Lebensraum zu machen. Sie sammelten ausgewachsene Insekten von sieben verschiedenen Pflanzentypen, darunter Common Beans (gemeine Bohnen), Baumwolle, Tomaten, Süßkartoffeln und verschiedene Blattgemüse. Anstatt die Käfer einfach nur zu zählen, brachten die Wissenschaftler sie in das Labor, um ihren genetischen Code zu lesen. Durch die Untersuchung eines spezifischen DNA-Abschnitts, der in den Mitochondrien – den Energiezentren der Zelle – zu finden ist, konnten sie genau identifizieren, mit welcher Weißfliegenart sie es zu tun hatten. Dieser molekulare Ansatz ist entscheidend, da viele Weiße Fliegen für das menschliche Auge identisch aussehen, aber zu unterschiedlichen biologischen Gruppen mit völlig unterschiedlichem Verhalten und unterschiedlicher Fähigkeit zur Krankheitsübertragung gehören.

Die Studie ergab, dass derzeit zwei verschiedene Arten von Weißen Fliegen in Simbabwe aktiv sind. Die erste ist Bemisia tabaci, eine komplexe Gruppe von Insekten, von denen Wissenschaftler gelernt haben, dass es sich tatsächlich um viele verschiedene „kryptische“ Arten handelt, die in heller Sicht lauern. In dieser Untersuchung gehörte jedes einzelne Exemplar dieser Art einer spezifischen Untergruppe namens SSA1-SG3 an. Dieser Befund ist bedeutsam, da er bestätigt, dass es sich bei den Weißen Fliegen in Simbabwe um eine einheimische afrikanische Linie handelt, die eng mit Populationen in Tansania verwandt ist, und nicht um die aggressiveren, invasiven Typen, die Teile Europas und Asiens übernommen haben. Die zweite gefundene Art war die Gewächshaus-Weiße Fliege, Trialeurodes vaporariorum. Im Gegensatz zur einheimischen Bemisia zeigte diese Art im gesamten Land fast keine genetische Variation, was darauf hindeutet, dass eine einzige Gruppe dieser Insekten relativ vor kurzem eingeführt wurde und sich seitdem schnell auf Farmen in Harare, Marondera und darüber hinaus ausgebreitet hat.

Über die Identifizierung der Insekten hinaus untersuchten die Forscher die mikroskopisch kleinen Bakterien, die in ihnen leben. Diese Bakterien, sogenannte Endosymbionten, leben oft in einer Partnerschaft mit dem Insekt und helfen ihm manchmal beim Überleben oder bei der Fortpflanzung. Das Team fand heraus, dass ein spezifisches Bakterium, Arsenophonus, in jeder einzelnen getesteten Weißen Fliege vorhanden war, unabhängig von der Art oder dem Standort. Diese universelle Präsenz deutet darauf hin, dass es ein grundlegender Bestandteil der Gemeinschaft der Weißen Fliegen in Simbabwe ist. Andere Bakterien wurden in etwa der Hälfte der Insekten gefunden, während ein Typ, Hamiltonella, völlig fehlte. Das Fehlen dieses spezifischen Bakteriums ist kein Mysterium, sondern eine bekannte biologische Regel: Wenn Arsenophonus in solch hohen Zahlen vorhanden ist, verdrängt es in der Regel Hamiltonella.

Der kritischste Teil der Untersuchung war die Prüfung, ob diese Insekten gefährliche Pflanzenviren in sich tragen. Die Ergebnisse zeigten, dass fast dreißig Prozent der getesteten Weißen Fliegen mit einem Virus infiziert waren. Zwei verschiedene Viren wurden identifiziert. Eines, bekannt als Tomato Yellow Leaf Curl Virus, wurde in einer Bemisia tabaci gefunden, die auf einem Baumwollfeld gesammelt wurde. Dies ist eine bemerkenswerte Entdeckung, da dieser spezifische Typ der Weißen Fliege zuvor nicht als Träger dieses Virus in der Region bestätigt worden war, was neue Fragen darüber aufwirft, wie die Krankheit zwischen Baumwoll- und Gemüsekulturen übertragen wird. Das zweite Virus, Squash Leaf Curl China Virus, wurde in der Gewächshaus-Weißen Fliege gefunden. Dieses Virus wurde auf drei verschiedenen Pflanzentypen nachgewiesen – Tomaten, einem Blattgemüse namens Spider Plant (Spinatpflanze) und kohlähnlichem Gemüse – in zwei verschiedenen Städten. Diese Entdeckung markiert das erste Mal, dass dieses spezifische Virus in der Gewächshaus-Weißen Fliege in Südafrika aufgezeichnet wurde.

Die Auswirkungen dieser Erkenntnisse sind unmittelbar und praktisch für die Zukunft der Landwirtschaft in Simbabwe. Die Studie etabliert eine klare Basislinie und zeigt, dass die Bestände der Weißen Fliegen im Land derzeit von einheimischen Arten dominiert werden und nicht von den hochinvasiven Typen, die anderswo zu sehen sind, was ein gewisses Maß an Beruhigung bietet. Die Tatsache jedoch, dass Viren sowohl in einheimischen als auch in eingeführten Arten vorhanden sind, bedeutet, dass das Risiko für die Nutzpflanzen real und präsent ist. Die Tatsache, dass die Gewächshaus-Weiße Fliege ein Virus über mehrere Arten von Gemüse hinweg verbreitet, deutet darauf hin, dass Landwirte sich nicht darauf verlassen können, dass eine einzelne Kultur sicher ist. Die Forschung unterstreicht die Notwendigkeit einer sorgfältigen Überwachung importierter Pflanzenmaterialien, da die genetische Ähnlichkeit zwischen den in Simbabwe vorkommenden Gewächshaus-Weißen Fliegen und denen aus Indien darauf hindeutet, dass sie möglicherweise auf Setzlingen eingeschleppt wurden. Durch die Kartierung dessen, welche Insekten wo sind und was sie in sich tragen, können Wissenschaftler nun Landwirten und politischen Entscheidungsträgern helfen, bessere Strategien zum Schutz ihrer Ernten zu entwickeln und so sicherzustellen, dass die Nahrungsmittelversorgung gegenüber diesen winzigen, aber mächtigen Bedrohungen geschützt bleibt.