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Dec 07, 2023

Im Labor in Michigan, wo Wissenschaftler Killerwanzen züchten, um Bäume zu retten

Von Ashley Zhou Bridge Michigan Die Great Lakes News Collaborative umfasst

Von Ashley Zhou Bridge Michigan

Zur Great Lakes News Collaborative gehören Bridge Michigan; Kreis aus Blau; Great Lakes jetzt im Detroit Public Television; und Michigan Radio, Michigans NPR News Leader; die zusammenarbeiten, um dem Publikum Neuigkeiten und Informationen über die Auswirkungen des Klimawandels, der Umweltverschmutzung und der alternden Infrastruktur auf die Großen Seen und das Trinkwasser zu vermitteln. Dieser unabhängige Journalismus wird von der Charles Stewart Mott Foundation unterstützt. Alle Arbeiten finden Sie HIER.

Das gedrungene Bürogebäude mit grünem Dach direkt an der Autobahn in Brighton sieht nicht nach viel aus, versteckt in einem Industriegebiet neben einer Firma für Luftentfeuchter und Maschinenwerkstätten.

Aber drinnen sitzen Wissenschaftler an Labortischen und untersuchen summende Wespen, die Retter für die verschwindenden Eschen in Nordamerika sein könnten.

Mitarbeiter im hell erleuchteten Laborraum schneiden mit Schneidwerkzeugen die Rinde von Eschenstämmen ab. Die Larven der Insekten sind in Petrischalen auf Tablettkarren an der Seite platziert und Hunderte winziger, murrender Wespen in durchsichtigen Plastikbehältern sind auf silbernen Tabletts an den Wänden gestapelt.

Der Feind wartet in einem feuchten Raum nebenan.

Dort fressen Smaragd-Eschenbohrer (EAB) Stapel von Eschenstämmen. Die schillernden grünen Käfer gehören zu den zerstörerischsten invasiven Arten in der Geschichte Nordamerikas.

EAB wurden erstmals vor etwa 20 Jahren in Michigan entdeckt; Wissenschaftler vermuten, dass sie als blinde Passagiere in Holzverpackungsmaterial ankamen, das für den Transport von Waren aus Asien oder Russland verwendet wurde. Seitdem hat sich der Käfer in 36 Bundesstaaten ausgebreitet und allein in Michigan sind nach Angaben der Arbor Day Foundation über 40 Millionen Eschen umgestürzt.

In diesem Labor in Brighton – dem einzigen seiner Art in den USA – züchten Wissenschaftler des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) vier in Asien und Russland heimische Arten stachelloser Wespen, um sie in die Wildnis auszuwildern, wo sie Smaragde jagen und töten Eschenbohrer. Die Wespen sind smaragdgrüne Aschebohrer-Parasitoide, was bedeutet, dass ihre Larven sich von den Eiern und Larven des Käfers ernähren und ihn schließlich töten.

Der schlanke Körper des Smaragd-Eschenbohrers wird normalerweise nicht länger als 2,5 cm und kann bis zu sechs Wochen alt werden. (Brückenfoto von Ashley Zhou)

Seit 2007 seien im ganzen Land rund 8 Millionen dieser Wespen freigelassen worden, sagte Nicole Sawallich, amtierende Entomologin und Leiterin des USDA EAB-Kontrollprogramms.

In dieser Zeit haben sie erste Anzeichen dafür gezeigt, dass sie eine EAB-Invasion kontrollieren können, die das ganze Land erfasst hat, mit Michigan als Epizentrum.

Eschen gehörten einst zu den am häufigsten vorkommenden Bäumen in Michigan, doch in nur zwei Jahrzehnten sind sie vom Aussterben bedroht und haben Auswirkungen auf Michigans Ökologie, Wirtschaft und indigene Kultur.

Eschen sind für das Korbflechten einheimischer Stämme von entscheidender Bedeutung, und das Holz von Eschen wird häufig für Möbel, Bauholz und sogar Baseballschläger verwendet. Eschenwälder bieten Lebensraum für viele Arten und die abgefallenen Blätter der Bäume helfen, andere Pflanzen zu ernähren, sagte Deborah McCullough, Professorin für Entomologie und Forstwirtschaft an der Michigan State University.

„Die Erhaltung der Vielfalt dieser Wälder mit einigen dieser natürlichen Arten“ ermöglicht den Fortbestand des einheimischen Ökosystems, sagte James Wieferich, Leiter der Abteilung für Waldgesundheit beim Michigan Department of Natural Resources.

Der weibliche EAB ist ein täuschend schöner metallischer Grünflügelkäfer und legt Eier unter der Rinde oder in Ritzen von Eschen.

Innerhalb weniger Wochen kauen die Larven S-förmige Muster oder Galerien durch die Rinde in Richtung Phloem, einem Gewebe in der inneren Rinde, das Nährstoffe zwischen den Blättern und Wurzeln transportiert. Die Larven fressen weiterhin in das Xylem, ein weiteres inneres Gewebe, das Wasser von den Wurzeln bis zu den Blättern transportiert.

Wenn sich die Larven vermehren, beeinträchtigen sie die Fähigkeit des Baumes, Nährstoffe zu transportieren, sein Blätterdach wird dünner, was letztendlich zum Absterben des Baumes führt, sagte McCullough.

Das ests Methods Laboratory in Buzzards Bay, Massachusetts, begann mit der ersten Forschung und Auslandsexploration auf der Suche nach biologischen Wirkstoffen, um die Ausbreitung von Aschenbohrern zu kontrollieren.

Sie entdeckten drei Arten von Wespenparasitoiden in China und brachten sie zurück in die USA, um zu untersuchen, ob die Wespen wie vorgesehen funktionieren würden, ohne andere Arten zu schädigen.

Die Parasitoide erwiesen sich als wirksam. Forscher entdeckten einen vierten Parasitoid im Fernen Osten Russlands und begannen 2015 mit der Freisetzung desselben.

Die erste Freisetzung erfolgte in Michigan, doch inzwischen gibt es überall im Mittleren Westen und bis nach Colorado und Louisiana Freisetzungsorte für Parasiten.

Die Wespen jagen EAB, indem sie die Vibrationen der Larven unter Holz wahrnehmen und ihre Eier in oder auf EAB-Eiern und -Larven ablegen, wobei sie andere Insektenarten scheinbar ignorieren. Wissenschaftler wissen eigentlich nicht, warum Parasitoide nur auf EAB abzielen, sie sind nur froh, dass es funktioniert.

Die Wespen werden aus hängenden Pillenflaschen, sogenannten Oobinatoren, freigelassen, die voller Parasitoidenpuppen sind und in Bäumen platziert sind. Sie werden auch in Eschenholzbolzen oder kurzen Baumstämmen geliefert, in deren Oberseite ein kleines Loch für Bindfäden oder Kabelbinder gebohrt ist, um den Baumstamm an einem Baum zu befestigen.

Sobald sie EAB-Larven entdecken, stoppen Parasitoide EAB auf ihrem Weg und verhindern, dass sich das Insekt zu zerstörerischen Larven entwickelt. (Brückenfoto von Ashley Zhou)

Während Wissenschaftler an der Vermehrung von Raubtieren arbeiten, halten sie es für unwahrscheinlich, dass es sich dabei um eine Wunderwaffe handelt. Andere Ansätze werden notwendig sein, um die Überreste der amerikanischen Eschen zu erhalten, und Wissenschaftler an anderen Orten arbeiten daran, krankheitsresistente Bäume zu züchten, die der EAB standhalten, während die Wespen den Ausbruch eindämmen.

Die Northern Research Station des USDA Forest Service in Wisconsin entdeckte erstmals einige „verdächtig gesunde“ Eschen unter Hunderten von EAB-befallenen Bäumen, die auf den Boden gefallen waren, sagte Rachel Kappler, Mitarbeiterin für Waldgesundheit bei Great Lakes Basin Forest Health Collaborative (GLB FHC). ).

Blaue Eschen neigen dazu, am tolerantesten zu sein, sagte Weirich, aber grüne Eschen seien für Forscher am zugänglichsten und sie erfuhren, dass die Resistenzeigenschaften der Bäume vererbbar seien. Sie haben jetzt begonnen, Obstgärten mit trotzigen jungen Eschen zu pflanzen, sagte Kappler.

In Zusammenarbeit mit der MSU hat das DNR mehr als 600 Eschen in einem Obstgarten in Brighton gepflanzt, aber es wird Jahre dauern, bis die Bäume groß genug sind, um Samen für Wiederherstellungsbemühungen zu vermehren, sagte Wieferich.

Die Kombination von Wespenfreisetzungen mit ungiftigen Insektizidinjektionen an der Basis von Bäumen kann ebenfalls zur Kontrolle von EAB beitragen, sagte McCullough.

Nach Angaben des USDA Animal and Plant Health Inspection Service wurden im Jahr 2022 Parasitoide in 31 Bundesstaaten freigesetzt und es wurde festgestellt, dass sie EAB erfolgreich vermehren und töten, was ein Zeichen dafür ist, dass die Strategie funktioniert.

Doch während Wespen offenbar dabei helfen, den Befall einzudämmen, ist es unwahrscheinlich, dass sie EAB in Nordamerika vollständig ausrotten werden.

„Biokontrolle hat noch einen langen Weg vor sich“, sagte Sawallich, Leiter des USDA EAB-Kontrollprogramms.

Spathius galinae ist eine von vier winzigen, stachellosen Wespenarten, die von Wissenschaftlern in den USA eingesetzt werden, um die Ausbreitung des Smaragd-Eschenbohrers zu kontrollieren. Es hat den zusätzlichen Vorteil, dass es kältere Klimazonen besser verträgt. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Wikimedia Commons über USDA)

Einer der ersten Schritte, die Wissenschaftler nach der ersten Entdeckung von EAB unternahmen, bestand darin, die Bewohner davor zu warnen, Brennholz durch den Staat zu transportieren, da dies dazu führen könnte, dass sich invasive Insekten wie EAB über ihr natürliches Verbreitungsgebiet hinaus ausbreiten. Brennholz vor Ort zu verbrennen sei der beste Ansatz, sagte Wieferich.

Das Labor setzt die Suche weiter im Mittleren Westen fort und Bewohner können sich ein Webinar von GLB FHC ansehen, um zu erfahren, wie sie eine überlebende Esche identifizieren und melden können, damit Wissenschaftler sie mit Parasitoiden bekämpfen können.

Es wird erwartet, dass das Wespenaufzuchtprogramm auf absehbare Zeit fortgesetzt wird. Das Ziel bestehe darin, genug freizusetzen, um eine sich selbst erhaltende Bevölkerung zu schaffen, sagte Sawallich.

Wenn Wespen die EAB-Zahlen senken, müssten auch sie absterben, sagte Wieferich. Wenn das passiert, sagte Wieferich, könnte das Labor absehbar auch seine Arbeit verlangsamen.

„Die Tatsache, dass diese biologischen Kontrollmittel im Einsatz sind, sich bewährt haben, dass sie sich ausbreiten können und dass sie die Fähigkeit haben, EAB-Populationen zu kontrollieren, ist erstaunlich“, sagte Ben Slager, Senior Entomologe des USDA EAB-Kontrollprogramms. „Was das Programm leistet, ist phänomenal.“

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Ausgewähltes Bild: Ein Wissenschaftler schneidet die äußere Rinde eines Eschenstamms ab, um festzustellen, ob dieser von wachsenden Parasitoiden befallen ist. (Brückenfoto von Ashley Zhou)