Demzufolge profitieren Mutationen von höheren Temperaturen und stellen eine große Herausforderung vor dem Hintergrund des Klimawandels dar. Einige Insekten wie Moskitos verursachen weltweit Probleme und werden daher mit Insektiziden bekämpft. Um ihren Fortbestand zu sichern, entwickeln Insekten schnell Resistenzen gegenüber diesen Giften. Resistenzmutationen sind nur in der Gegenwart des Insektizids von Vorteil, ohne des Giftes können sie für Insekten schädlich sein.
Eine bedeutende Komponente des Insektizidresistenzmanagements ist das wechselseitige Kosten-Nutzen-Verhältnis von Resistenzmutationen. Problematisch ist aber, dass die Kosten der Insektizidresistenz bisher kaum unter ökologisch relevanten Bedingungen getestet wurden.
Ace ist ein Schlüsselgen für die neuronale Signalübertragung und ein zentraler Angriffspunkt vieler Insektizide. Die Temperatur ist ein entscheidender Umweltfaktor und beeinflusst neuronale Signale. Ein Forscherteam mit Anna Maria Langmüller und Christian Schlötterer vom Institut für Populationsgenetik der Vetmeduni Wien analysieren die Kosten der Insektizidresistenz bei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen.
Von höheren Temperaturen profitieren
Die Wissenschafter untersuchen in ihrer Studie die Entwicklung einer natürlichen Population der Fruchtfliege (Drosophila simulans) bei heißen und kalten Temperaturen - es konnte ein überraschend starker Einfluss der Umgebungstemperatur festgestellt werden. „Im kalten Temperaturbereich wurden die Resistenzmutationen stark gegenselektiert, aber in einer heißen Umgebung reduzierten sich die Fitnesskosten von Resistenzmutationen um fast 50%. Wir führen diese unerwartete Beobachtung auf den Vorteil der verringerten enzymatischen Aktivität von Resistenzmutationen in heißen Umgebungen zurück.“, so Christian Schlötterer.
Damit konnten die Foscher eindeutig nachweisen, dass die Fitnesskosten von Insektizidresistenzgenen temperaturabhängig sind. Aufgrund der Ergebnisse empfehlen die Foscher, dass die Dauer insektizidfreier Perioden an verschiedene Klimaregionen angepasst werden muss, um diese Kosten zu berücksichtigen. Anna Maria Langmüller erklärt: „Wir nehmen an, dass solche umweltabhängigen Fitnesseffekte häufiger auftreten als bisher angenommen und eine große Herausforderung für die Modellierung des Klimawandels darstellen“.
Einbindung von Umweltfaktoren ist notwendig
Eine erfolgreiche Strategie für das Insektizidmanagement sind daher genaue Schätzungen der Fitnesskosten und ein tiefgreifendes Verständnis darüber, wie diese Fitnesskosten durch Umweltfaktoren wie der Temperatur beeinflusst werden können.
„Unsere Studie bestätigt, dass die Temperatur ein Schlüsselfaktor für die Kosten der Resistenzmutationen ist. Die Schwierigkeit, die Fitnesskosten anhand von In-vitro-Experimenten vorherzusagen, zeigt deutlich, dass die Resistenzkosten in sich entwickelnden Populationen untersucht werden müssen. Weitere Arbeiten sind erforderlich, um festzustellen, ob gut konzipierte experimentelle Evolutionsexperimente die Dynamik von Resistenzmutationen in freier Wildbahn vorhersagen können“, so Langmüller.
Quelle: Vetmeduni Wien
