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Die ersten genmanipulierten Mücken der USA sind in die Flucht geschlagen


Die ersten gentechnisch veränderten Mücken, die in den Vereinigten Staaten frei im Freien fliegen dürfen, haben auf den Florida Keys das Alter für die Paarung erreicht.

In einem Test der genetisch veränderten männlichen Mücken des Biotech-Unternehmens Oxitec zur Schädlingsbekämpfung haben diese Aedes aegypti begann Ende April aus winzigen Eiern zu wachsen, die in toastergroßen, sechseckigen Schachteln auf privaten Vorstadtgrundstücken aufgestellt wurden. Am 12. Mai bestätigten Experimentatoren, dass die Männchen reif genug waren, um alleine loszufliegen, um amerikanische Mückenweibchen zu umwerben.

Dieses kurzfristige Florida-Experiment markiert den ersten Outdoor-Test in den Vereinigten Staaten eines Stammes von männlichen Gen-Moskitos als hochgradig gezielte Schädlingsbekämpfungsstrategie. Diese Sorte wurde entwickelt, um lokale Populationen von Ä. Ägypter, eine Mückenart, die Dengue und Zika verbreitet (SN: 29.07.16). Das könnte jetzt passieren, da die gentechnisch veränderten Mücken das Paarungsalter erreicht haben, weil ihre Genetik sie zu so schrecklichen Entscheidungen wie Väter macht.

Die Mücken, die jetzt in Florida auffallend maskuline (extra flauschige) Antennen schwenken, tragen genetische Zusätze, die die Entwicklung bei Weibchen blockieren. Keine weiblichen Larven sollten in freier Wildbahn bis zum Erwachsenenalter überleben, sagt der Molekularbiologe Nathan Rose, Oxitec-Chef für Regulatory Affairs. Die Hälfte der Söhne der entlassenen Männer wird jedoch Vaters tochtertötende Eigenschaft tragen. Die Söhne der bösen Väter können eine neue Generation von Weibchen zu unklugen Paarungsentscheidungen und zum Scheitern verurteilten Töchtern austricksen (SN: 08.01.09).

Das Merkmal ist jedoch nicht dafür ausgelegt, die Mücken einer Gegend zu überdauern. Die Genetik folgt einfach den gleichen alten Regeln der natürlichen Vererbung, denen Mücken und Menschen folgen: Eigenschaften werden an einige Nachkommen weitergegeben und an andere nicht. Nur die Söhne eines halben schlechten Vaters werden die Eigenschaft zum Töten von Töchtern tragen. Die anderen werden normale Mückenfamilien zeugen.

Imaginäre Versionen der Schädlingsbekämpfung gegen lebende Mücken in Florida werden seit einiger Zeit in temperamentvollen Gemeindetreffen sowohl verherrlicht als auch vernichtet (SN: 22.08.20). Aber jetzt ist es echt. „Ich bin sicher, Sie können verstehen, warum wir so aufgeregt sind“, sagte Andrea Leal, Executive Director des Mosquito Control District der Florida Keys, beim (virtuellen) Auftakt des Mückentests am 29.

Die Debatte um diese transgenen Ä. Ägypter Moskitos hat so lange gedauert, dass Oxitec seine ursprüngliche, etwas verhätscheltere Version mit einer im Wesentlichen Plug-and-Play-Version aktualisiert hat. Der neuere Stamm, genannt OX5034, benötigt keine Brutkolonie mehr mit seinen (beißenden) Weibchen und Antibiotika in Reichweite des Freisetzungsbereichs, um frische Männchen zu produzieren.

Stattdessen kann Oxitec Eier in einer Phase der ausgesetzten Entwicklung einfach von seiner Heimatbasis in Abingdon, England, an jeden Ort auf der Welt, Hightech oder nicht, versenden, der sie einsetzen möchte. Brasilien hat diesen OX5034-Stamm bereits getestet und das behördliche Verfahren durchlaufen, um Oxitec zu erlauben, ihn dort zu verkaufen.

Die Ziele für diese potenziellen lebenden Schädlingsbekämpfungsmittel werden nur ihresgleichen sein. Sie repräsentieren nur etwa 4 Prozent der kombinierten Populationen der etwa 45 Mückenarten, die um die Keys jammern. Andere Arten werden nervig, und ein neuerer Eindringling, Ä. Albopictus, kann auch Dengue und Zika in gewissem Umfang verbreiten. Dennoch macht Leal fast alle gegenwärtigen menschlichen Krankheiten, die von Moskitos auf den Keys verbreitet werden, einschließlich des Dengue-Ausbruchs im letzten Jahr, auf Ä. Ägypter.

Laut Don Yee, einem Wasserökologen an der University of Southern Mississippi in Hattiesburg, der Mücken untersuchtSN: 31.03.21). Sein Labor hat mindestens drei Dutzend menschliche Krankheitserreger, darunter einige Viren und Würmer, mit Ä. Ägypter. Obwohl die meisten Mücken im Freien in der Vegetation lauern, liebt diese die Menschheit. In den Tropen „ruhen sich die Erwachsenen buchstäblich an den Wänden oder der Decke aus“, sagt er. „Sie hängen im Badezimmer herum.“ Die Art beißt Menschen für mehr als die Hälfte ihrer Blutmahlzeiten.

In einem langjährigen Kampf mit dieser Bestie füllten Mitarbeiter in Florida Ende April Kisten mit versandten Eiern mit Wasser und setzten sie in ausgewählten privaten Vororten auf Vaca, Cudjoe und Ramrod Keys aus. Andere Stellen ohne zusätzliche Mücken werden als Kontrollen überwacht. Alle Standorte wurden zum Teil ausgewählt, weil bereits in Amerika geschlüpfte Weibchen der gleichen Art dort waren, um umworben zu werden, sagt Rose.

Person, die eine Kiste mit modifizierten Mückeneiern hält
Toastergroße sechseckige Schachteln (eine abgebildet), die Eier von genetisch veränderten Produkten enthalten Aedes aegypti wurden Ende April auf ausgewähltem Privatgrundstück in den Keys angelegt. Dort entwickeln sich die Männchen normal – und fliegen dann weg, um sich zu paaren.Oxitec

Männchen wachsen normalerweise nicht in einer grauen Wolke aus ihren Boxen, sondern tauchen sporadisch auf, ein paar auf einmal. Wenn bei diesem vorläufigen Test alles gut läuft, werden 12 Wochen lang jede Woche bis zu 12.000 gv-Mücken an den Freisetzungsstandorten in die Luft fliegen.

Benachbarte Haushalte werden Mückenfallen aufstellen, um zu überwachen, wie weit die Oxitec-GV-Männchen von den Aufzuchtboxen entfernt fliegen. Das sind Daten, die die US-Umweltschutzbehörde sehen möchte. Basierend auf Distanztests an anderer Stelle könnten 50 Meter der Median sein, schätzt Rose.

Der Abstand ist wichtig, weil Schädlingsbekämpfer die frei fliegenden GV-Mücken von den Quellen des Antibiotikums Tetracyclin im Freien fernhalten wollen. Das ist der Stoff, den die Gentechniker als Ausschalter für den Selbstzerstörungsmechanismus weiblicher Larven verwenden. Aufzuchtanlagen liefern das Antibiotikum an die Larven, schalten die tödliche Genetik aus und lassen die Weibchen in einem Labor überleben, um Eier für die nächste Generation zu legen.

Wenn in Florida freigelassene gv-Männchen zufällig mit einem Weibchen brüten, das Eier in eine Wasserpfütze legt, die mit der richtigen Konzentration an Tetracyclin versetzt ist, könnten Töchter, die den Switch geerbt haben, als Beißer und Züchter bis ins Erwachsenenalter überleben. Die wichtigsten möglichen Quellen in den Keys wären Kläranlagen, sagt Rose. Die Testdesigner sagen, dass sie weit entfernt von ihnen Websites ausgewählt haben.

Nach den Entfernungstests beginnen größere Freisetzungen immer noch damit, wie gut es den Männchen geht und ob die Schädlingszahlen sinken. Bis zu 20 Millionen Oxitec-Mücken könnten bei Tests im Herbst insgesamt freigesetzt werden.

Trotz einiger hochkarätiger Proteste war es nicht schwer, Leute zu finden, die die Boxen hosten, sagt Rose. „Wir waren überzeichnet“ Bei öffentlichen Anhörungen übertönen die Kritiker des Projekts typischerweise die Fans. Aber es gibt auch Unterstützung. In einem unverbindlichen Referendum im Jahr 2016 über die Verwendung von GV-Mücken stimmten 31 von 33 Bezirken im Monroe County, zu dem die Keys gehören, mit Ja für die Testfreigabe. Zwanzig dieser Siege waren jedoch konkurrenzfähig und erreichten nicht 60 Prozent.

Die freigelassenen Männchen beruhen auf einer Strategie mit lebenden Söhnen/toten Töchtern. Das ist eine Änderung gegenüber dem früheren Stamm der Oxitec-Mücken. Diese Männchen sabotierten alle Nachkommen, unabhängig vom Geschlecht. Die Änderung erfolgte während der genetischen Neugestaltung, die eine Strategie für den Eierversand ermöglicht. Überlebende Söhne bedeuten jedoch, dass sich die nicht manipulierten Gene in der neuen Oxitec-Sorte mehr in die Population von Florida einmischen können als in der ursprünglichen Version.

Es ist „unwahrscheinlich“, dass diese beigemischten Gene aus dem Test die Fähigkeit der Mücken in Florida zur Verbreitung von Krankheiten stärken, schrieben Forscher der EPA und der US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten in einem Memorandum vom 1. Mai 2020. Neben der Mückengenetik beeinflussen viele Faktoren die Ausbreitung einer Krankheit, so die Gutachter. Oxitec wird das Mischen überwachen.

Es kann mindestens einen Vorteil beim Mischen geben, sagt Rose. Die Laborkolonien haben wenig Resistenz gegen einige gängige Pestizide wie Permethrin, die die Mücken von Florida kaum zu bemerken scheinen.

Pestizidresistenz in den Keys ist es, die das Interesse an gentechnisch veränderten Techniken weckt, sagt der Chemiker Phil Goodman, der Vorsitzender des Ausschusses der örtlichen Mückenbekämpfungsbezirke ist. Während des Dengue-Ausbruchs in den Jahren 2009 und 2010, dem ersten seit Jahrzehnten, stellte der Distrikt fest, dass sein Sprühprogramm praktisch keine Auswirkungen auf die Ä. Ägypter. Mit etwas Überdenken der Chemikalien des Programms kann der Kontrollbezirk jetzt bis zu 50 Prozent der Mücken dieser Art in einem behandelten Gebiet auslöschen. Das ist bestenfalls keine große Kontrolle. Wenn dann tagelang schlechtes Wetter eingreift, erholen sich die Mücken, sagt Goodman.

Aedes aegypti Mücke
Die invasiven Mückenarten Aedes aegypti (Abbildung), das Zika, Dengue- und Gelbfieber verbreiten kann, wird jetzt in den Florida Keys von genetisch veränderten Gen-Männern angegriffen, um die amerikanischen Mückenpopulationen zu sabotieren.Joao Paulo Burini/Moment/Getty Images Plus

Seit diesem Ausbruch von 2009 bis 2010 ist es üblicher geworden, Dengue-Fieber in Florida statt nur durch Auslandsreisen zu bekommen. Im Jahr 2020, einem ungewöhnlich schlechten Jahr für Dengue-Fieber, meldete Florida laut der vorläufigen Bilanz der CDC 70 Fälle, die vor Ort gefangen wurden.

Herkömmliche Pestizide können neben ihren Schädlingszielen auch Kreaturen angreifen, und einige Kritiker der GVO-Mücken sorgen sich auch um unerwartete ökologische Auswirkungen. Der Erfolg der Oxitec-Mücken bei der Bekämpfung der aktuellen Schädlinge sollte jedoch keinen katastrophalen Mangel an Nahrung oder Bestäubung für die Eingeborenen verursachen, sagt Yee. Ä. Ägypter in den letzten vier Jahrhunderten in Nordamerika eingedrungen ist, wahrscheinlich eine zu kurze Zeit, um für ein einheimisches nordamerikanisches Raubtier oder eine Pflanze absolut notwendig zu werden.

Für weitere Details zu vorgerichtlichen Tests und Daten hat der Mosquito Control District jetzt einen Schwarm von Dokumenten über die gv-Mücken veröffentlicht. Die Zusammenfassung der Oxitec-Tests durch die EPA berichtet beispielsweise, dass keine Auswirkungen bei der Fütterung der aquatischen Mückenlarven an Langusten festgestellt wurden.

Yee macht sich keine großen Sorgen über Krebstiere oder Fische, die die Larven fressen. „Das ist ein bisschen analog zu sagen, nun, wir machen uns Sorgen, Büffel wieder in die Prärien des Mittleren Westens zu entlassen, weil sie von Löwen gefressen werden könnten“, sagt er. Langusten und Fische, stellt er fest, bewohnen nicht von Natur aus die kleinen Behälter mit stillem Wasser, in denen Ä. Ägypter Mücken brüten.

Dennoch entstehen neue Möglichkeiten zur Mückenbekämpfung: Bestrahlungstechniken könnten präzise genug werden, um Männchen zu sterilisieren, aber sie attraktiv genug machen, um Weibchen zur sinnlosen Paarung zu verleiten. Und Forscher entwickeln andere genetische Methoden, um Mücken gegen ihre Art zu waffen.

Eine Technik, die keine Gentechnik-Zauberei verwendet, infiziert nur Mücken mit Wolbachia Bakterien, die die Verbreitung von Dengue durch Beißen unwahrscheinlich machen. Die neuesten Daten aus Mexiko und Kolumbien deuten darauf hin, dass diese Infektion „im Süden der USA und in der Karibik wirksam sein könnte“, sagt der Biologe Scott O’Neil aus Ho-Chi-Minh-Stadt, Vietnam, Gründer des World Mosquito Program.

Er hat keine Pläne, in den Vereinigten Staaten zu arbeiten, sondern konzentriert sich stattdessen auf Orte mit viel schlimmeren Dengue-Problemen. Seine Version des Wolbachia Strategie macht Bisse nur weniger gefährlich (SN: 29.06.12). Die Mückenpopulation schrumpft nicht oder wird weniger blutrünstig, daher könnte dieser Ansatz den Floridianern sowieso nicht gefallen.

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