Xylella fastidiosa: Todbringender Eindringling

Die Forschenden kämpfen an zwei Fronten: gegen die Einschleppung von außerhalb und für die Eindämmung der Überträger in den schon betroffenen Regionen. „Im Moment konzentrieren sich Anstrengungen in Süditalien vor allem darauf, die weitere Ausbreitung der Krankheit gen Norden zu stoppen“, sagt Giuseppe Stancanelli.

Olivenbäuerin Serena Stifani lebt in der apulischen Provinz Lecce, einer der ersten Zonen, die von Xylella fastidiosa befallen wurden. „Wir sahen die Olivenbäume sterben und wussten nicht, was geschah“, erzählt sie. Dann habe es geheißen, auch gesund aussehende Bäume müssten gerodet werden. „Die erste Reaktion hier war eine absolute Verweigerung“, sagt Stifani. Es war undenkbar, auch nur einen einzigen Baum zu fällen.“ Doch mit der Zeit habe sich das Verständnis verändert, es wurde klar, dass kranke Bäume entfernt werden mussten, um eine weitere Ausbreitung zu verhindern. „Wir mussten eine Balance finden zwischen dem, was unser Herz und unsere Seele uns sagten, und den Erkenntnissen der Wissenschaft“, so Stifani in einem Informationsfilm von BeXyl.

Ursprung in Mittelamerika

Das Bakterium Xylella fastidiosa stammt ursprünglich aus Zentralamerika und umfasst genetisch drei Hauptunterarten: fastidiosa, multiplex und pauca. Es kann über 700 Pflanzenarten infizieren, darunter viele Nutzpflanzen wie Oliven-, Mandel-, Pfirsich- und Pflaumenbäume, Zitrusgewächse und Rebstöcke. An Weinreben verursacht es die gefürchtete Pierce-Krankheit, die ganze Ernten vernichten kann. Die Unterart pauca, die Apulien schwer getroffen hat, zeigt eine ungewöhnliche Anpassungsfähigkeit an europäische Pflanzen, denen eine evolutionäre Abwehr gegen den Eindringling von einem anderen Kontinent fehlt. „Das Bakterium überquert die Pitmembran“, berichtet Annalisa Giampetruzzi vom IPSP in Bari. Diese Membran ist eine poröse Zellwandstruktur zwischen zwei Gefäßzellen der Pflanze. Überwindet das Bakterium diese Barriere, kann es sich ungehindert ausbreiten – je nach Oliven-Varietät gelingt das leichter oder schwerer.

Xylella fastidiosa wird hauptsächlich durch saugende Insekten wie die Wiesenschaumzikade (Philaenus spumarius) übertragen. Weitere bekannte Vektoren gehören zur Überfamilie der Schaumzikaden (Cercopoidea). „Das Insekt ernährt sich vom Xylem und überträgt das Bakterium von Pflanze zu Pflanze“, erklärt Saldarelli. Alle in Europa vorkommenden xylemsaugenden Insekten gelten als potenzielle Überträger. Dazu kommt, dass infizierte Pflanzen oft über Monate hinweg keine Symptome zeigen – eine Ausbreitung bleibt lange unbemerkt. Eine wirksame Bekämpfungsstrategie müsse deshalb sowohl die Vektoren eindämmen als auch infizierte Pflanzen rechtzeitig entfernen.

Die Geschwindigkeit, mit der sich Xylella in befallenen Regionen – insbesondere in Plantagensystemen – ausbreitet, ist hoch. Ein bei infizierten Pflanzen wirksames Pflanzenschutzmittel fehlt bislang.

Die Mittelmeerregion im Griff

Italien war 2013 das erste europäische Land mit einem offiziell bestätigten Xylella-Ausbruch, 2016 wurde das Bakterium in Spanien nachgewiesen. Vorhanden war es in beiden Ländern jedoch wohl schon viel früher und hat sich inzwischen in vielen Mittelmeerregionen festgesetzt. Besonders drastisch zeigen sich die Folgen auf den Inseln mit ihrer besonderen Ökologie und ihrem speziellen Klima. Wer wissen will, was Europa droht, wenn sich Xylella fastidiosa ungehindert ausbreitet, kann nach Mallorca schauen. Auf der größten Baleareninsel – berühmt für ihre prächtige Mandelblüte – sind heute mehr als 85 Prozent der Mandelbäume infiziert. „Die ersten Symptome traten bereits 2003 auf, wurden aber als Pilzkrankheit oder Trockenstress fehlgedeutet“, sagt Manuel Matías vom Forschungsinstitut für Interdisziplinäre Physik und Komplexe Systeme (Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC). Er erforscht, wie sich Pflanzenkrankheiten unter den Bedingungen des Klimawandels ausbreiten – gemeinsam mit einem interdisziplinären Team aus den Bereichen Physik, Biologie und Klimaforschung. „Heute sind die traditionellen, nur vom Regen abhängigen Mandelhaine auf Mallorca fast verschwunden“, sagt Matías. „Ohne (künstliche) Bewässerung waren die Bäume besonders anfällig für Trockenstress – das hat die Symptome von Xylella verstärkt und den Krankheitsverlauf beschleunigt.“ Die gesamte Mandel-Anbaufläche der Insel sei daher von 65.000 auf unter 10.000 Hektar geschrumpft.

Auch auf dem Festland Spaniens zeigen sich drastische Folgen. In der Provinz Alicante wurden mehr als 242.000 Mandelbäume gerodet, um die Epidemie einzudämmen. Matías geht davon aus, dass sich die Lage nun stabilisieren könnte: „Viele geeignete Anbaugebiete sind bereits infiziert und in den südlichsten Regionen könnte es für die Überträger wie die Zikaden zu heiß und trocken werden.“ Bei Inseln wie Mallorca hingegen sieht das anders aus. „Die Insel ist ein Hotspot, weil hier gleich drei Unterarten von Xylella nebeneinander auftreten: pauca, fastidiosa und multiplex“, sagt Matías. Diese Koexistenz schaffe ein reales Risiko für genetische Neukombinationen des Bakteriums, die neue Wirtspflanzen befallen könnten – möglicherweise auch bislang resistente Arten wie etwa Johannisbrotbäume oder Steineichen.

Die besondere Gefährdung von mediterranen Inseln wie den Balearen hat auch ökologische Gründe: „Mallorcas mildes Winterklima verhindert den sogenannten Winter Cure-Effekt“, erklärt Matías. Anders als auf dem Festland sterben die Bakterien hier nicht während der Kälteperiode ab. So bleibt das Pathogen über Jahre hinweg aktiv. Zudem ist das Mikroklima für Vektoren wie die Wiesenschaumzikade besonders günstig. „Mallorca ist ein Frühwarnsystem – ein Mikrokosmos dessen, was im Mittelmeerraum geschehen könnte, wenn wir jetzt nicht entschieden handeln“, warnt der Forscher.

Die Klimaerwärmung erhöht das Risiko

Was auf Mallorca begonnen hat, kann sich im restlichen Europa fortsetzen – besonders dann, wenn die Erderwärmung das Bakterium auch in Regionen überdauern lässt, wo es früher weniger Chancen hatte. „Der Klimawandel ist keine ferne Gefahr mehr“, sagt Matías. „Er beschleunigt das Xylella-Risiko – und zwar jetzt.“ In einer Studie hat Matías mit Kollegen untersucht, wie sich die Pierce-Krankheit – eine besonders aggressive Xylella-Variante an Weinreben – unter verschiedenen Klimaszenarien in Europa ausbreiten könnte. Das Modell kombiniert Temperaturdaten, Vektordynamik und biologische Aktivität des Bakteriums. Das Ergebnis: Schon bei einem globalen Temperaturanstieg von zwei Grad erhöht sich das Risiko für Epidemien deutlich – vor allem in Italien, Frankreich und Portugal. Ab drei Grad ist auch Südwestfrankreich betroffen. Bei vier Grad wären laut Modell bis zu 80 Prozent der italienischen und 40 Prozent der französischen Weinanbauflächen in bislang sicheren Gebieten bedroht.

Reben gehören zu den Hauptwirtspflanzen der Unterart fastidiosa, die in Kalifornien bereits ganze Anbaugebiete zerstört hat. Auch Bordeaux – eine der renommiertesten Weinregionen der Welt – steht auf der Risikoliste. Die populäre rote Rebsorte Cabernet Sauvignon gilt dabei als besonders empfindlich gegenüber dem Bakterium. Angesichts solcher Vorhersagen betrachtet Manuel Matías die EU-Politik als oft noch zu „reaktiv statt präventiv“. Noch immer gelangten Zierpflanzen als Wirte aus Übersee routinemäßig in die EU – symptomfrei, aber infiziert – „das bleibt ein eklatantes Schlupfloch“, so der Experte.

Diese Kritik teilt nicht jeder. Fachleute wie Giuseppe Stancanelli verweisen auf die Fortschritte der vergangenen Jahre. „Wir setzen auf ein risikobasiertes Überwachungssystem, das ständig verbessert wird“, sagt er. Die EFSA unterstützt dabei mit wissenschaftlichen Bewertungen Datenbanken zu Wirtspflanzen und Empfehlungen für die strategische Probennahme – ist aber nicht für rechtlich bindende Maßnahmen zuständig. Für betroffene Regionen sieht eine EU-Durchführungsverordnung die Einteilung in eine eine Befallszone und eine Pufferzone von mindestens 2,5 Kilometern rund um den Ausbruchsherd vor. Zusätzlich werden in gefährdeten EU-Gebieten weitere Überwachungszonen eingerichtet, um neue Ausbrüche frühzeitig zu erkennen. In der Befallszone gilt ein radikales Vorgehen: Dort müssen alle Wirtspflanzen entfernt werden – auch wenn sie keine Symptome zeigen. „Allein in Apulien nehmen die zuständigen Behörden jedes Jahr über Hunderttausend Proben“, sagt Stancanelli.

Um Einschleppungen zu verhindern, dürfen Pflanzen nur mit Pflanzengesundheitszeugnis in die EU eingeführt werden, nachdem sie Grenzkontrollen durchliefen. Bei solchen Kontrollen sollen nun auch Spürhunde zum Einsatz kommen. Sie sind in der Lage, infizierte Pflanzen am Geruch zu erkennen – oft noch, bevor Labortests anschlagen. Doch trotz aller Bemühungen: Absolute Sicherheit wird es nicht geben. Denn die Experten sind sich einig, dass eine völlige Abschottung gegen Handel sich nicht mit den EU-Prinzipien vereinbaren ließe.

Suche nach Mitteln zur Bekämpfung

Da sich Xylella somit kaum vollständig aufhalten lässt, richtet sich die Aufmerksamkeit vieler Forschender auf das, was im Inneren der Pflanzen geschieht – und darauf, was sich durch Forschung im Labor und durch Tests im Feld dagegen tun lässt. Forschende des IPSP um Gimapetruzzi und Saldarelli konzentrieren sich derzeit auf zwei Olivenbaumsorten mit bestätigten Resistenzmerkmalen. Ein groß angelegter Versuch in Apulien ergab bereits: Diese Resistenz wird mit hoher Wahrscheinlichkeit vererbt. Weitere Sorten zeigen ebenfalls zumindest Anzeichen einer höheren Widerstandskraft. „Sie sind resistent, aber nicht immun – sie werden infiziert, verhindern aber die systemische Ausbreitung im Baum“, sagt der Pflanzenpathologe Saldarelli. Das gibt diesen Sorten einen entscheidenden Vorteil gegenüber anderen, hochanfälligen Olivenvarietäten.

Forschende nutzen auch moderne Genanalysen, um zu verstehen, wie resistente Oliven auf das Bakterium reagieren. Dabei zeigt sich: In bestimmten Sorten sind Gene für Abwehrstoffe oder Zellwandstärkung besonders aktiv. Diese Erkenntnisse helfen, gezielt neue resistente Sorten zu entwickeln – oder bestehende durch Genom-Editierung widerstandsfähiger zu machen. Projekte wie BeXyl arbeiten bereits an solchen molekularen Werkzeugen.

Dezimierung der Überträger

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler suchen zudem gezielt nach natürlichen Gegenspielern der Schaumzikaden – jener Insekten, die Xylella von Pflanze zu Pflanze tragen. „Diese Strategie beeinflusst nicht direkt die Übertragung von Xylella, aber sie verringert die Zahl der Überträger“, sagt Domenico Bosco. Der Professor für Agrarentomologie in Turin koordiniert im BeXyl-Projekt das Arbeitspaket zur biologischen Vektorkontrolle. Er und seine Kollegen testen unter anderem entomopathogene Pilze – also solche, die Insekten befallen. „Unter Laborbedingungen erreichen bestimmte Stämme der Pilzgattungen Metarhizium und Lecanicillium eine Sterblichkeit von 70 bis 90 Prozent bei Zikadennymphen“, sagt Bosco. Beide Pilzgattungen befallen gezielt Insekten und kommen in der biologischen Schädlingsbekämpfung weltweit zum Einsatz – etwa gegen Käfer, Blattläuse oder Heuschrecken. Derzeit laufen Feldversuche in Apulien. Eine zweite Strategie nutzt den endophytischen Effekt: Dabei besiedeln die Pilze Pflanzengewebe und stören dort das Saugverhalten der Wiesenschaumzikade – wodurch die Übertragung des Bakteriums verhindert werden könnte.

Außerdem sollen winzige Schlupfwespen in die biologische Notfalltruppe rekrutiert werden. Ooctonus vulgatus legt ihre Eier in die Eier der Zikaden, die so noch vor dem Schlüpfen sterben. Die tödlichen Parasiten wurden zunächst nur auf Korsika entdeckt, inzwischen aber auch in Nord- und Süditalien nachgewiesen. In manchen Regionen befielen sie bis zu 25 Prozent der Zikadeneier. Dennoch warnt Bosco vor überzogenen Erwartungen: „Keine dieser biologischen Methoden reicht allein – sie müssen kombiniert werden als Teil einer integrierten Schädlingsbekämpfung.“ „Wir haben über 1.000 Olivensorten im Mittelmeerraum – wenn wir mehr resistente darunter identifizieren, haben wir eine Lösung“, sagt Giuseppe Stancanelli von der EFSA. Noch ist Xylella nicht besiegt. Aber vielleicht wächst in den alten Böden Apuliens schon das, was seine Ausbreitung aufhalten kann. //