Schädlingsbekämpfungsmittel (Pestizide) gehören weltweit zu den am häufigsten eingesetzten Chemikalien und beeinträchtigen Ökosysteme wie Flüsse äußerst negativ. Ungeklärt ist bislang, welche genetischen Effekte in Insektenlarven, die in Flüssen leben, durch Pestizidbelastung hervorgerufen werden. Die aktuell im Fachmagazin Environmental Pollution veröffentlichte Studie legt erste Ergebnisse für eine veränderte Genaktivität vor.
Landwirtinnen und Landwirte setzen das Insektizid Chlorantraniliprol breit gegen Schmetterlingslarven ein. Jedoch, so die Studie, werden nicht nur sogenannte Schädlinge von diesem toxischen Mittel beeinflusst: Insbesondere Köcherfliegenlarven, die nächsten Verwandten der Schmetterlinge, aber auch Eintagsfliegenlarven zeigten eine veränderte Genaktivität, wenn sie dem Insektizid ausgesetzt wurden.
Überraschenderweise beobachteten die Forschenden in beiden Tiergruppen eine Veränderung der Aktivität von Genen, welche die Entwicklung der Insekten vom Larvenstadium zum ausgewachsenen Tier kontrollieren. Dies ist besorgniserregend, da die erwachsenen Exemplare der untersuchten Insektenarten für Vögel und andere Tiere eine wichtige Futterquelle bieten.
„Veränderungen im Entwicklungszyklus der Larven können somit nicht nur das Leben in den Flüssen, sondern auch Nahrungsnetze in angrenzenden Wiesen, Wäldern und Feldern beeinflussen“, betont Marie Brasseur, Erstautorin und Doktorandin am LIB. „Insofern kann Pestizidbelastung ökosystemübergreifende Konsequenzen haben. Pestizide beeinträchtigen nicht nur die Arten, gegen die sie eingesetzt werden, sondern auch viele weitere Tiergruppen.“
Für die Untersuchung entnahmen die Forschenden Wasser aus dem Bach Bieber in Hessen. Im Labor erzeugten sie während der zehntägigen Versuchsphase einen geschlossenen Wasserkreislauf. Mittels RNA-Sequenzierung entschlüsselten sie genetische Reaktionen der untersuchten Organismen, die durch das Pestizid hervorgerufen wurden und erhielten darüber Informationen, welche Gene durch das Pestizid aktiviert oder gehemmt wurden.
Die international begutachtete Studie ist frei verfügbar und entstand im Rahmen einer Kooperation zwischen dem LIB, Museum Koenig Bonn, der Aquatischen Ökosystemforschung der Universität Duisburg-Essen und der Forschungsgruppe Landschaftsökologie der RPTU Kaiserslautern-Landau.
Leibniz-Institut zur Analyse des Biodiversitätswandels
Marie V. Brasseur, Florian Leese, Ralf B. Schäfer, Verena C. Schreiner, Christoph Mayer,
Transcriptomic sequencing data illuminate insecticide-induced physiological stress mechanisms in aquatic non-target invertebrates
Environmental Pollution, Volume 335, 2023, 122306, ISSN 0269-7491
https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.122306.
