In den Vereinigten Staaten hat die Debug-Initiative von Google (jetzt Alphabet) die Bundesregierung um Erlaubnis gebeten, in Kalifornien und Florida bis zu 32 Millionen sterilisierte männliche Mücken freizulassen.
Männliche Mücken stechen nicht und übertragen keine Krankheiten. Die Hoffnung besteht darin, dass sich diese Millionen männlicher Mücken mit krankheitsübertragenden Weibchen paaren, die Eier nicht schlüpfen und die Zahl der Mücken sinkt.
Es überrascht nicht, dass die US-Öffentlichkeit Fragen zu dem Plan hat, einschließlich der Frage, ob die Freisetzung sicher ist und in großem Maßstab funktionieren wird und was danach passiert. Der Plan von Google/Alphabet besteht darin, über einen Zeitraum von zwei Jahren jedes Jahr mehr als 16 Millionen Mozzies herauszubringen.
Vor mehr als einem Jahrzehnt leitete ich ein Projekt mit der Life-Science-Abteilung von Google (heute bekannt als Verily), um eine neuartige Strategie zur Mückenbekämpfung im hohen Norden von Queensland zu testen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Freisetzung speziell gezüchteter männlicher Mücken die Populationen der exotischen, invasiven Mückenarten drastisch unterdrücken kann Aedes aegypti. Diese Art ist für die Verbreitung tödlicher Krankheiten wie Denguefieber, Zika, Chikungunya und Gelbfieber verantwortlich. Angesichts der Tatsache, dass die USA diesen Ansatz ernsthaft in Betracht ziehen, bieten unsere australischen Erfahrungen wichtige Lehren.
Mücken gegen sich selbst einsetzen
Diese Geschichte beginnt im Jahr 2015, als wir ins Silicon Valley reisten, um Verily-Wissenschaftler zu treffen, die an der Entwicklung einer Technologie zur Mückenunterdrückung interessiert waren. Ihre Ziele stimmten eng mit unserer eigenen Forschung überein, die durch ein Stipendium des Australian National Health and Medical Research Council unterstützt wurde, um umweltfreundliche Werkzeuge zur Unterdrückung invasiver Mücken zu entwickeln.
Die Strategie konzentriert sich auf männliche und weibliche Mücken, da diese nicht stechen Aedes aegyptidie sich im Laufe ihres Lebens in der Regel nur einmal paaren. Wenn dieses Paarungsereignis inkompatibel wäre – was bedeutet, dass sich die Embryonen nicht entwickeln – könnte es keine lebensfähigen Nachkommen hervorbringen. Unsere Herausforderung bestand darin, die Paarung unwirksam zu machen.
Der Ansatz, den wir letztendlich getestet haben, hat sich verlassen Wolbachiaein natürlich vorkommendes Bakterium, das in vielen Insekten vorkommt. Manche Wolbachia Stämme erzeugen eine Form der Fortpflanzungsinkompatibilität, wie oben beschrieben.
Die Theorie ist einfach: genug loslassen Wolbachia-Männchen in eine Population einschleusen und mit der Zeit schrumpft die Population. Die freigelassenen Männchen haben sich auch hervorragend entwickelt, um die letzten Weibchen zu suchen und zu finden – ihre großen, buschigen Antennen sind Super-Radargeräte für diese Aufgabe.
Nord-Queensland das perfekte Labor
Die Cassowary Coast im Norden von Queensland bot ideale Bedingungen für einen groß angelegten Versuch dieses Ansatzes. Die Region enthielt Städte mit reichlich vorhandenem Aedes aegypti Bevölkerungsgruppen, während die umliegenden landwirtschaftlichen Gebiete die Bewegung zwischen den Gemeinden einschränkten. Ebenso wichtig war die Unterstützung der Bewohner, der lokalen Regierung und der Anführer der First Nations.
Aedes aegypti kam wahrscheinlich Ende des 19. Jahrhunderts in Queensland an. Sie unterscheidet sich von unseren einheimischen Mücken dadurch, dass sie stark domestiziert ist und sich hauptsächlich von Menschen ernährt.
Bevor eine einzige Mücke freigelassen wurde, führte das Projektteam zwei Jahre lang Felduntersuchungen durch und arbeitete mit den Gemeinden zusammen. Wir trafen uns mit Haushalten, Gemeindeorganisationen, Führern der First Nations und Gemeinderäten, um die Technologie zu besprechen und Fragen zu beantworten. Das als „Debug Innisfail“ bekannte Projekt erhielt schließlich die behördliche Genehmigung mehrerer Behörden.
Freilassung von drei Millionen männlichen Mücken
Die Feldstudien begannen im Jahr 2015 und umfassten ein kollaboratives Team aus australischen und US-amerikanischen Institutionen. Während eines 20-wöchigen Veröffentlichungszeitraums im Jahr 2018 rund drei Millionen Wolbachia– In drei Behandlungsstädten wurden männliche Mücken freigelassen. Unterdessen wurden Kontrollstädte überwacht, in denen keine Mücken freigelassen wurden.
Das Freigabesystem selbst spiegelte die technischen Stärken von Verily wider. Das Unternehmen entwickelte maßgeschneiderte Technologien, darunter auf maschinellem Lernen basierende Systeme, die in der Lage sind, männliche und weibliche Mücken zu trennen, was entscheidend ist, um sicherzustellen, dass nur männliche Mücken freigelassen werden.
Nigel Beebe ist Professor an der University of Queensland.
Dieser Artikel wurde erstmals von The Conversation veröffentlicht und wird unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.
Die Ergebnisse waren verblüffend: Im Vergleich zu Kontrollstädten begannen die Mückenpopulationen in Städten, in denen Mücken freigelassen wurden, innerhalb von vier Wochen abzunehmen. Die im Jahr 2021 veröffentlichten Ergebnisse zeigten, dass inkompatible männliche Mückenfreisetzungen eine starke Unterdrückung bewirken könnten.
In zwei Behandlungsstädten hielten die Unterdrückungseffekte bis ins folgende Jahr an. In einer Stadt wurden bei der Überwachung nur eine Handvoll davon entdeckt Aedes aegypti 12 Monate später, was einer Unterdrückung von etwa 95 % entspricht.
Was das für die USA bedeutet
Die australischen Prozesse liefern evidenzbasierte Antworten auf viele der Bedenken, die derzeit in den USA geäußert werden.
Erstens dürften die ökologischen Auswirkungen sehr gering sein. Aedes aegypti ist eine invasive Art in Australien und vielen anderen Ländern. Da es ausschließlich in der Nähe von Menschen lebt und diese beißt, hat seine Entfernung aus städtischen Umgebungen nur minimale ökologische Folgen.
Zweitens kann der Ansatz im großen Maßstab funktionieren. Obwohl ausgewachsene Mücken nur wenige Tage überleben, kann die kontinuierliche Freisetzung stark konkurrierender Männchen die Populationen ganzer Städte erheblich reduzieren.
Drittens können die Vorteile auch nach Abschluss der Veröffentlichung bestehen bleiben. Dies liegt daran, dass das Ergebnis der Unterdrückung nicht unbedingt sofort verschwindet und sich auf nachfolgende Staffeln übertragen kann. Das heißt aber nicht, dass die Biologie der Mücken ignoriert werden kann – der Erfolg hängt von Faktoren wie der lokalen Ökologie, den Bewegungsmustern der Mücken und der Beteiligung der Gemeinschaft ab. Die Technologie allein reicht nicht aus.
Ein Modell für die künftige Mückenbekämpfung
Die vielleicht wichtigste Lehre aus den Versuchen ist der Wert der Zusammenarbeit. Dieses Projekt brachte Forscher von sechs Universitäten und Verily zusammen. Durch die Kombination wissenschaftlicher Expertise mit industrieller Technik konnte der Weg vom Laborkonzept zum realen Feldversuch in unglaublich kurzer Zeit beschleunigt werden.
Wir arbeiten immer noch an biologischen und mechanischen Ansätzen zur effizienten Trennung männlicher Mücken, die in Entwicklungsländern einen besseren Nutzen hätten.
Als Aedes aegypti erweitert sein Verbreitungsgebiet und Insektizide können es nicht unterdrücken, so dass der Einsatz der Mücke gegen sich selbst als biologisches Bekämpfungsinstrument immer wichtiger wird.
Die Prozesse in Queensland haben dazu beigetragen, den Grundstein für Programme zu legen, die derzeit in den USA laufen. Und sie erinnern daran, dass es möglich ist, wichtige Probleme zu lösen, wenn Wissenschaft, Technologie und Gemeinschaften zusammenarbeiten.
