Eingeschleppter Käfer kämpft mit raffinierter Biowaffe

Der Asiatische Marienkäfer sieht eigentlich ganz harmlos aus. Doch er kämpft mit harten Bandagen. Seitdem er vor gut zehn Jahren nach Europa eingeführt wurde, breitet er sich rasant aus. Der einheimische Marienkäfer hat gegen ihn keine Chance. Warum, das haben deutsche Forscher jetzt herausgefunden: Der Neuling nutzt eine raffinierte Biowaffe gegen seine einheimischen Konkurrenten – einen einzelligen Parasiten. Während der Asiatische Käfer gegen diesen gut gewappnet ist, macht er den europäischen Marienkäfern den Garaus, wie die Forscher im Fachmagazin „Science“ berichten.

Der ursprünglich aus Japan und China stammende Asiatische Marienkäfer (Harmonia axyridis) ist ein gefräßiger Schädlingsvernichter: Ein einziges Tier kann mehr als 200 Blattläuse an einem Tag vertilgen. Genau deshalb wurde er Ende des 20. Jahrhunderts zuerst in die USA, dann nach Europa eingeführt. Er sollte dazu beitragen, die Pflanzenschädlinge auf schonende, weil biologische Weise zu dezimieren. Das tut er auch, gleichzeitig aber führt seine Präsenz zu schwerwiegenden Problemen. Denn wo sich der Neuling ausbreitet, verschwindet der einheimische Marienkäfer Coccinella septempunctata.

Erste Beobachtungen hatten gezeigt, dass hier mehr als nur Nahrungskonkurrenz im Spiel ist. Wenn die Käfer den Eiern oder Larven eines Artgenossen oder der jeweils anderen Art begegnen, werden auch diese dankend als Zwischenmahlzeit verzehrt. Und genau hier spielt der Asiatische Marienkäfer einen Trumpf aus: Frisst ein einheimischer Käfer seine Eier und Larven, stirbt er kurz darauf. Für den Neuling selbst aber sind sowohl eigenen Eier und Larven als auch die seines einheimischen Verwandten vollkommen ungefährlich. War hier ein raffiniertes Gift am Werk? Um das zu klären, untersuchten Andreas Vilcinskas von der Universität Gießen und seine Kollegen zunächst die Hämolymphe des Käfers – gewissermaßen sein Blut.

Nur Harmonia hat eine potente, antibakteriell wirkende Substanz in ihrer Hämolymphe, das zeigt der große, von Bakterien freie Hof um diesen Käfer. © Schmidtberg, Vilcinskas / Universität Gießen

Gift im Käferblut?

Tatsächlich wurden sie fündig: „Im Gegensatz zu einheimischen Arten enthält die Hämolymphe von Harmonia eine Substanz, die stark antibakteriell wirkt“, erklären die Forscher. Ihre Vermutung: Diese von ihnen Harmonin getaufte Chemikalie könnte den Käfer besonders gut vor Angriffen durch Krankheitserreger schützen, die seinem Immunsystem wegen der neuen Umgebung noch unbekannt sind. Gleichzeitig aber könnte diese Substanz als chemische Waffe gegen einheimische Konkurrenten wirken – in dem sie diese schlicht vergiftet.

Um das zu prüfen, bauten Vilcinskas und seine Kollegen das Harmonin künstlich nach und injizierten einheimischen Marienkäfern entweder diese Substanz oder eine Dosis Hämolymphe von Harmonia>. Entgegen den Erwartungen blieben die Käfer selbst nach hohen Dosen des reinen Harmonins gesund. Diejenigen, die die Hämolymphe bekommen hatte, starben dagegen schon nach kurzer Zeit. „Es ist daher offensichtlich, dass die Mortalität bei den Coccinella-Käfern nicht durch Harmonin, sondern durch eine andere Komponente in der Hämolymphe verursacht wird“, schlussfolgern die Wissenschaftler.

Microsporidien in der Hämolymphe von Harmonia axyridis © Schmidtberg, Vilcinskas / Universität Gießen

Parasit als gezähmtes „Haustier“

Die Suche nach der „Geheimwaffe“ des invasiven Käfers ging also weiter. Als nächstes untersuchten Vilcinskas und seine Kollegen Proben der Hämolymphe von Harmonia unter dem Mikroskop, in der Hoffnung, dort einen Hinweis auf die rätselhafte Giftwirkung dieser Flüssigkeit zu erhalten. Und sie sahen tatsächlich etwas, das dort eigentlich nicht hineingehört: Kleine Sporen eines parasitischen Einzellers. Diese sogenannten Microsporidien dringen in die Zellen ihres Wirtes ein, vermehren sich dort und lösen schwere Krankheiten aus oder töten ihn sogar.

Interessanterweise aber schien dieser Parasit im Harmonia-Käfer inaktiv zu sein und ihm nicht zu schaden, obwohl die Forscher ihn in allen Stadien und sogar schon in dessen Eiern fanden. Warum der Käfer gegen den tödlichen Parasiten immun ist, sei noch nicht klar. „Ob das Harmonin ihn schützt oder die zahlreichen antimikrobiellen Peptide in seiner Hämolymphe, muss noch geklärt werden“, erklären die Forscher.

Tod duch Infektion

Nach diesem Fund lang die Vermutung nahe, dass der einheimische Marienkäfer nicht über diese Immunität verfügt und deshalb stirbt, sobald er die mit dem Parasiten verseuchten Harmonia-Eier und Larven frisst. Um das zu testen, isolierten die Forscher die Microsporidien aus der Hämolymphe des asiatischen Käfers, reinigten sie, mischten sie mit Kochsalzlösung und injizierten sie einigen Coccinella septempunctata-Käfern.

Das traurige Resultat: Alle Käfer waren innerhalb von zwei Wochen tot. „Das bestätigt unsere Hypothese, dass diese Parasiten zur Dominanz des Asiatischen Marienkäfers über die einheimischen Arten beitragen“, konstatieren Vilcinskas und seine Kollegen. Das sei ein gutes Beispiel für die wichtige Rolle, die das Immunsystem bei Bioinvasionen spielen kann. (Science, 2013; doi: 10.1126/science.1234032)

(Science / Max-Planck-Gesellschaft, 17.05.2013 – NPO)