Pestizide haben einen üblen Ruf, denn sie können bekanntlich die Artenvielfalt schädigen und die Gesundheit von Tier und Mensch bedrohen. Doch leider sind sie oft nötig: Ohne den Einsatz von Maßnahmen oder Substanzen, die Krankheitserreger, Unkraut und Schädlinge in Schach halten, wäre die Ernährung der Weltbevölkerung nicht möglich. Hinzu kommen Qualitätsstandards: Konsumenten greifen im Supermarkt bevorzugt nach makellosen Produkten aus der Landwirtschaft. Bei den Verlusten und Qualitätsbeeinträchtigungen von Nahrungsmitteln haben Schad-Insekten eine besonders große Bedeutung. Die wichtigste Rolle spielen dabei wiederum Vertreter der Käfer, die Pflanzen fressen oder sich in Kornspeicher und Co über Vorräte hermachen. Wenn sie nicht durch Pestizide kontrolliert werden, drohen Totalausfälle.
Ökologischere Bekämpfungsmittel sind gefragt
Doch die bisherigen Bekämpfungsmittel sind problematisch: “Die gängigen Insektizide wirken meist auf das Nervensystem der Insekten. Das Problem bei diesem Ansatz ist, dass die Nervensysteme bei allen Insektenarten recht ähnlich sind“, erklärt Kenneth Halberg von der Universität Kopenhagen. Dadurch wirken sie nicht nur auf die „Bösewichte“, sondern bedrohen auch Organismen, die nicht im Fokus stehen. „Der Einsatz dieser Insektizide kann Bienen und andere nützliche Feldinsekten sowie viele unterschiedliche Lebewesen schädigen”, sagt Halberg. Es drohen somit vielschichtige Beeinträchtigungen der Artenvielfalt, der Umwelt und auch der menschlichen Gesundheit. Deshalb besteht ein großer Bedarf an Schädlingsbekämpfungsmitteln, die gezielt nur bei Käfern eine Wirkung entfalten.
Dazu müsste man folglich einen Ansatzpunkt identifizieren, den es nur bei diesen Insekten gibt. Genau das ist Halberg und seinen Kollegen gelungen. Im Rahmen ihrer Studie haben sie sich mit der Nierenfunktion und damit mit dem System des Wasserhaushalts der Käfer beschäftigt. Sie führten ihre Untersuchungen dabei an dem Rotbraunen Reismehlkäfer (Tribolium castaneum) als Modell durch. Zu diesem Vorratsschädling liegen bereits umfangreiche genetische Informationen vor und es stehen viele Techniken zur Untersuchung seiner Physiologie zur Verfügung.
Wie die Wissenschaftler erklären, müssen auch Käfer Giftstoffe und Abfälle über die Abgabe von Flüssigkeiten aus ihrem Körper ausscheiden, wenn sie ein bestimmtes Niveau erreichen. Dabei ist allerdings eine feine Abstimmung mit dem Wasserhaushalt nötig, damit es nicht durch Verluste zu einer kritischen Dehydration kommt. Durch den Einsatz verschiedener molekularbiologischer Methoden konnten die Wissenschaftler nun zeigen, dass Käfer ihre Nierenfunktion grundlegend anders regulieren als alle anderen Insekten. Für die Kontrolle der Urinbildung ist demnach ein Hormonsystem zuständig, das speziell in der Entwicklungslinie der Käfer entstanden ist. Die Forscher konnten die Bedeutung der von ihnen identifizierten Botenstoffe auch durch Experimente verdeutlichen: Sie veranlassten ihre Versuchs-Käfer gezielt zum Urinieren, indem sie ihnen eine Substanz injizierten, die eine entsprechende hormonelle Wirkung entfaltete.
