Bern, Swtizerland
March 13,2013
Gentechnisch veränderte Bt-Baumwollpflanzen enthalten ein Gift, das sie vor ihren wichtigsten Frassfeinden schützt. Von ihrem eigenen Abwehrsystem machen diese Pflanzen deshalb weniger Gebrauch. Dadurch profitieren andere Schädlinge wie etwa Blattläuse. Zu diesen Einsichten kommt eine vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) unterstützte Studie.
Vor dem Frass: Eine Schmetterlingsraupe der Art Heliothis virescens auf einem Baumwollblatt.
© Lawo Nora, Agroscope ART – Abdruck mit Autorenangabe und nur zu redaktionellen Zwecken.
Noch vor zehn Jahren wuchs gentechnisch veränderte Baumwolle auf 12 Prozent der Felder – heute wächst sie auf über 80 Prozent aller Baumwollfelder der Welt. Die Bt-Baumwolle enthält ein Gen des Bodenbakteriums Bacillus thuringiensis (Bt). Damit produziert sie ein Gift, das für die wichtigsten Baumwollschädlinge – gefrässige Raupen von Schadschmetterlingen – tödlich ist. Dafür breiten sich etwa in chinesischen Baumwollfeldern bestimmte Wanzenarten und andere Schädlinge aus. Das liegt vielleicht nicht nur am starken Rückgang des Gebrauchs von chemischen Pflanzenschutzmitteln.
Den Appetit verderben
Denn nun weisen Wissenschaftler um Jörg Romeis von der Forschungsanstalt Agroscope Reckenholz-Tänikon einen biologischen Mechanismus nach (*), der eine zusätzliche Erklärung für das verstärkte Aufkommen neuer Schädlinge in Bt-Baumwollfeldern liefern könnte. Baumwollpflanzen verfügen über ein ausgefeiltes Verteidigungssystem. Wenn sie von Schmetterlingsraupen angefressen werden, beginnen sie Abwehrsubstanzen, so genannte Terpenoide, zu bilden. Dadurch verderben sie nicht nur den Raupen den Appetit, sondern auch vielen anderen Frassfeinden.
Mit ihren Versuchen haben Romeis und seine Kollegen gezeigt, dass das Gift der Bt-Baumwolle die Schmetterlingsraupen tötet, bevor sie den Pflanzen so viel Schaden zufügen, dass diese ihr Verteidigungssystem hochfahren. Auf diesen Pflanzen konnten sich dadurch Blattläuse – denen das Bt-Toxin nichts ausmacht – stärker vermehren als auf konventionellen Baumwollpflanzen, die sich mit ihren Terpenoiden gegen die Schmetterlingsraupen gewehrt hatten.
Effekt auch bei Wanzen?
Baumwollblattläuse richten gewöhnlich keine grossen landwirtschaftlichen Schäden an, weil sie im Freien ihren natürlichen Feinden zum Frass fallen. Für den Ackerbau seien seine Resultate deshalb nicht sehr relevant, sagt Romeis. Erstmals jedoch hat er mit seinem Team einen indirekten Effekt der Bt-Baumwolle aufgedeckt: Die Bekämpfung der Schmetterlingsraupen beeinflusst wegen dem inaktiv bleibenden Abwehrsystem der Pflanzen auch andere pflanzenfressende Insekten. Ob dieser Effekt nicht nur bei Blattläusen zum Tragen kommt, sondern etwa auch bei den Wanzen, die den Baumwollbauern in China und anderen Anbauregionen Sorgen bereiten, möchte Romeis als Nächstes untersuchen.
(*) Steffen Hagenbucher, Felix Wäckers, Felix Wettstein, Dawn Olson, John Ruberson and Jörg Romeis (2013). Pest tradeoffs in technology: Reduced damage by caterpillars in Bt cotton benefits aphids. Proceedings of the Royal Society B online. doi: 10.1098/rspb.2013.0042
(PDF beim SNF erhältlich; E-Mail: com@snf.ch)
Effets secondaires indirects de la culture de plantes génétiquement modifiées - Dans les champs de coton, le malheur des uns fait le bonheur des autres
Les plants de coton Bt génétiquement modifiés produisent un poison qui les protège contre leurs principaux ennemis phytophages. Ils font donc moins appel à leur propre système de défense. D’autres parasites, tels que le puceron, en profitent. Telles sont les conclusions auxquelles parvient une étude soutenue par le Fonds national suisse (FNS).
Il y a dix ans encore, le coton génétiquement modifié poussait dans 12% des champs de coton; aujourd’hui, il pousse dans 80% des champs de coton du monde. Le coton Bt contient un gène de Bacillus thuringiensis, une bactérie du sol. Le coton produit ainsi un poison qui est mortel pour les principaux parasites du coton: les chenilles voraces de papillons nuisibles. En revanche, on voit se répandre, par exemple dans les champs de coton chinois, certaines espèces de punaises et d’autres parasites. Ce phénomène ne s’explique peut-être pas uniquement par le net recul de l’usage de produits phytosanitaires chimiques.
Gâcher l’appétit
En effet, une équipe scientifique autour de Jörg Romeis, de la station de recherche Agroscope Reckenholz-Tänikon, vient de mettre à jour l’existence d’un mécanisme biologique (*) qui pourrait apporter une explication supplémentaire à la recrudescence des nouveaux parasites dans les champs de coton Bt. Les plants de coton disposent d’un système de défense perfectionné. Lorsqu’ils sont attaqués par des chenilles de papillons, ils commencent à former des substances de défense appelées terpénoïdes. Ainsi, ils gâchent l’appétit des chenilles, mais aussi de nombreux autres ennemis venus les dévorer.
Avec leurs essais, Jörg Romeis et ses collègues ont montré que le poison du coton Bt tue les chenilles des papillons avant qu’elles n’endommagent la plante au point de déclencher son système de défense. C’est pourquoi des pucerons, que la toxine Bt ne dérange pas le moins du monde, peuvent se multiplier sur ces plants bien plus que sur les plants de coton conventionnels, qui se sont défendus contre les chenilles en produisant des terpénoïdes.
Et contre les punaises?
D’ordinaire, les pucerons du coton ne provoquent pas de grands dégâts agricoles parce qu’ils sont dévorés dans la nature par leurs ennemis naturels. Jörg Romeis reconnaît que cela explique pourquoi ses résultats ne sont pas très pertinents pour l’agriculture. Mais pour la première fois, son équipe et lui ont fait apparaître un effet indirect du coton Bt: la lutte contre les chenilles des papillons influence aussi les autres insectes phytophages du fait que le système de défense des plantes reste inactif. Jörg Romeis souhaite étudier si cet effet s’observe non seulement chez les pucerons, mais aussi par exemple chez les punaises qui préoccupent les planteurs de coton de Chine et d’autres régions cotonnières.
(*) Steffen Hagenbucher, Felix Wäckers, Felix Wettstein, Dawn Olson, John Ruberson and Jörg Romeis (2013). Pest tradeoffs in technology: Reduced damage by caterpillars in Bt cotton benefits aphids. Proceedings of the Royal Society B online. doi: 10.1098/rspb.2013.0042
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