Impact of Insecticidal Seed Treatments on a Zoophytophagous Predator and Its Prey, the Fall Armyworm

Der unsichtbare Schutzschild und der ungebetene Gast

Stellen Sie sich einen Landwirt vor, der ein Feld mit Sorghum anbaut, einer hohen, grasartigen Nutzpflanze, aus der alles von Tierfutter bis hin zu süßem Sirup hergestellt wird. Um diese winzigen Keimlinge von Beginn an vor hungrigen Insekten zu schützen, überzieht der Landwirt die Samen mit einem speziellen „unsichtbaren Schutzschild“ aus Insektiziden. Es ist, als würde man der Pflanze einen eingebauten Leibwächter geben, der durch den Stängel nach oben in die Blätter wandert, bereit, jeden Schädling zu vernichten, der versucht, einen Bissen zu nehmen. Dies ist ein in der modernen Landwirtschaft verbreiteter Trick, der als Saatgutbehandlung bezeichnet wird.

Doch hier kommt die Wendung: Die Natur besteht nicht nur aus Schädlingen. Sie ist auch voller eigener hilfreicher Leibwächter – Fressfeinde, die die „bösen“ Insekten fressen. Einige dieser guten Kerle, wie eine bestimmte Art von Baumwanze namens Podisus nigrispinus, sind ein zweischneidiges Schwert. Sie sind „zoophytophag“, was eine schicke Art zu sagen ist, dass sie Fleischfresser sind, die gelegentlich auch gerne einen Beilagensalat aus Pflanzensaft genießen. Normalerweise jagen sie den Heerwurm, eine berüchtigte Raupe, die es liebt, Sorghum zu verschlingen. Die große Frage für Wissenschaftler lautet: Wenn wir die Pflanze mit Gift überziehen, um die böse Raupe zu töten, wird dieses Gift versehentlich auch die gute Baumwanze verletzen, wenn sie beschließt, einen Schluck vom Pflanzensaft zu nehmen? Es ist ein empfindliches Gleichgewicht zwischen dem Schutz der Ernte und dem Erhalt der natürlichen Schädlingsbekämpfungstruppe.

Das Experiment: Ein vergiftetes Picknick

In dieser Studie richteten Forscher eine Reihe von „vergifteten Picknicks“ ein, um zu sehen, wie verschiedene Insektizid-Cocktails die Baumwanze Podisus nigrispinus und den Heerwurm Spodoptera frugiperda beeinflussen. Sie züchteten Sorghum-Pflanzen aus Samen, die mit vier verschiedenen chemischen Kombinationen behandelt worden waren: einer Kontrollgruppe ohne Gift sowie drei Gruppen, die mit verschiedenen Mischungen wie Bifenthrin + Pirimiphos-Methyl, Fipronil + Pyraclostrobin + Thiophanat-Methyl und Imidacloprid + Thiodicarb behandelt wurden.

Zuerit spielten sie die Rolle der jungen Insekten. Sie nahmen Nymphen im zweiten Stadium (dem „Teenager-Stadium“) der Baumwanze und sperrten sie in kleine Käfige auf den behandelten Sorghumbläten ein. Sie fütterten diese Wanzen auch mit Mehlwürmern, nur um sicherzustellen, dass sie Nahrung hatten. Die Ergebnisse waren ein kleiner Schock für die „Eltern-Insekten“. Als die Nymphen auf Pflanzen wuchsen, die mit Bifenthrin + Pirimiphos-Methyl oder Fipronil + Pyraclostrobin + Thiophanat-Methyl behandelt worden waren, sank ihre Überlebensrate signifikant. Nur etwa 44,4 % bzw. 46,6 % von ihnen erreichten das Erwachsenenalter. Die Imidacloprid + Thiodicarb-Gruppe schnitt etwas besser ab, mit einer Überlebensrate von 55,5 %, was sich nicht wesentlich von der sicheren, unbehandelten Kontrollgruppe unterschied. Den Forschern fiel auf, dass die jüngsten Tiere (das zweite Stadium) am verwundbarsten waren, wahrscheinlich weil sie kleiner sind und weniger Erfahrung im Umgang mit dem toxischen Pflanzensaft haben.

Als Nächstes untersuchten die Wissenschaftler die ausgewachsenen Baumwanzen. Sie nahmen die Weibchen, die das Nymphenstadium überlebt hatten, und setzten sie wieder auf dieselben behandelten Pflanzen, um zu sehen, wie gut sie Nachwuchs bekommen konnten. Obwohl die ausgewachsenen Tiere nicht sofort starben, wirkte das Gift wie ein Stresshormon, das ihre Fortpflanzungskräfte störte. Die Weibchen auf den Bifenthrin + Pirimiphos-Methyl- und Fipronil-Pflanzen legten signifikant weniger Eier. Tatsächlich produzierten die Weibchen der Kontrollgruppe 1,9-mal mehr Eier als jene auf den Fipronil-Pflanzen. Auch die Anzahl der Eierstöcke sank, und die gelegten Eier hatten eine geringere Wahrscheinlichkeit, zu schlüpfen. Interessanterweise beeinträchtigte die Imidacloprid + Thiodicarb-Behandlung zwar nicht die Anzahl der gelegten Eier, machte sie aber weniger lebensfähig, was bedeutete, dass weniger von ihnen tatsächlich zu jungen Insekten wurden.

Die Forscher testeten auch, was passiert, wenn man einfach eine gesunde Pflanze in die Insektizidlösung taucht und dann ein adultes Insekt darauf setzt. In diesem Szenario verursachte nur die Imidacloprid + Thiodicarb-Mischung, dass die ausgewachsenen Tiere schneller starben, wobei die Überlebensrate auf 55 % sank, verglichen mit 90,4 % in der sicheren Gruppe.

Schließlich überprüften sie den „bösen Jungen“, um zu sehen, ob das Gift wie beabsichtigt wirkte. Als Heerwurm-Raupen Blätter von den behandelten Pflanzen fraßen, waren die Ergebnisse dramatisch. Die Raupen in der Fipronil-Mischung hatten eine Überlebensrate von nur 20 %, und jene in der Imidacloprid + Thiodicarb-Mischung hatten eine Überlebensrate von lediglich 10 %.

Das Urteil: Ein toxisches Durcheinander

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Saatgutbehandlungen zwar großartig darin sind, den Heerwurm zu töten, aber nicht immer freundlich zu den natürlichen Fressfeinden sind, die den Landwirten helfen. Die Bifenthrin + Pirimiphos-Methyl- und Fipronil-Mischungen waren besonders hart zu den Baumwanzen, da sie fast die Hälfte der jungen Tiere töteten und die Überlebenden weniger und schwächere Eier legen ließen. Die Imidacloprid + Thiodicarb-Mischung war etwas sanfter zu den jungen Wanzen, störte aber dennoch ihre Fähigkeit, gesunde Babys auszuh hatches.

Die Forscher legen nahe, dass diese Baumwanzen, da sie manchmal Pflanzensaft trinken, dem Gift auch dann ausgesetzt sind, wenn sie gerade nicht auf der Jagd sind. Dies schafft eine schwierige Situation: Die Insektizide sind zwar definitiv toxischer für den Schädling als für den Fressfeind, was gut ist, aber sie verursachen dennoch genug Schaden an der Überlebensfähigkeit und Fortpflanzung des Fressfeindes, um besorgniserregend zu sein. Der Einfluss hängt ganz davon ab, welcher chemische Cocktail verwendet wird. Es ist eine Erinnerung daran, dass in der komplexen Welt eines Bauernhofs ein Schild, der eigentlich die Ernte schützen soll, manchmal versehentlich genau die Verbündeten verletzt, die helfen, sie gesund zu halten.