In den Vereinigten Staaten hat die Debug-Initiative von Google (jetzt Alphabet) die Bundesregierung um Erlaubnis gebeten, bis zu 32 Millionen sterilisierte männliche Mücken in Kalifornien und Florida freizulassen.
Männliche Mücken stechen nicht und übertragen keine Krankheiten. Die Hoffnung besteht darin, dass sich diese Millionen männlicher Mücken mit krankheitsübertragenden Weibchen paaren, die Eier nicht schlüpfen und die Zahl der Mücken zurückgeht.
Es überrascht nicht, dass die amerikanische Öffentlichkeit Fragen zu dem Plan hat, unter anderem dazu, ob die Freisetzung sicher ist und in großem Maßstab funktionieren wird und was als nächstes passiert. Der Plan von Google/Alphabet besteht darin, über einen Zeitraum von zwei Jahren jedes Jahr mehr als 16 Millionen Mozzies herauszubringen.
Vor mehr als einem Jahrzehnt leitete ich ein Projekt mit der Life-Science-Abteilung von Google (heute bekannt als Verily), um eine neue Strategie zur Mückenbekämpfung im hohen Norden von Queensland zu testen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Freisetzung speziell gezüchteter männlicher Mücken die Populationen der exotischen und invasiven Mückenart Aedes aegypti drastisch unterdrücken kann. Diese Art ist für die Verbreitung tödlicher Krankheiten wie Denguefieber, Zika, Chikungunya und Gelbfieber verantwortlich. Während die Vereinigten Staaten diesen Ansatz ernsthaft in Betracht ziehen, bieten unsere australischen Erfahrungen wichtige Lehren.
Mücken gegen sich selbst einsetzen
Diese Geschichte beginnt im Jahr 2015, als wir ins Silicon Valley reisten, um Verily-Wissenschaftler zu treffen, die an der Entwicklung einer Technologie zur Mückenunterdrückung interessiert waren. Ihre Ziele waren eng mit unserer eigenen Forschung verbunden, die durch ein Stipendium des australischen National Health and Medical Research Council unterstützt wurde, um umweltfreundliche Werkzeuge zur Unterdrückung invasiver Mücken zu entwickeln.
Die Strategie konzentriert sich auf männliche Mücken, da diese nicht stechen, und auf weibliche Aedes aegypti, die sich in der Regel nur einmal im Leben paaren. Wenn dieses Paarungsereignis inkompatibel wäre (d. h. die Embryonen entwickeln sich nicht), könnten keine lebensfähigen Nachkommen entstehen. Unsere Herausforderung bestand darin, die Paarung unwirksam zu machen.
Der Ansatz, den wir letztendlich ausprobierten, basierte auf Wolbachia, einem natürlich vorkommenden Bakterium, das in vielen Insekten vorkommt. Einige Wolbachia-Stämme führen zu einer Form der Fortpflanzungsinkompatibilität, wie oben beschrieben.
Die Theorie ist einfach: Setzen Sie genügend Wolbachia-tragende Männchen in einer Population frei, und mit der Zeit wird die Population zurückgehen. Die freigelassenen Männchen sind außerdem hervorragend dafür entwickelt, die letzten Weibchen zu suchen und zu finden: Ihre großen, buschigen Antennen sind hervorragende Radargeräte für diese Aufgabe.
Eine Mückenwolke über einem Teich. Douglas Sacha/Getty North Queensland das perfekte Labor
Die Kasuarküste im Norden von Queensland bot ideale Bedingungen für einen groß angelegten Versuch dieses Ansatzes. In der Region gab es Städte mit reichlich Aedes aegypti-Populationen, während die umliegenden landwirtschaftlichen Gebiete die Bewegung zwischen den Gemeinden einschränkten. Ebenso wichtig war die Unterstützung der Bewohner, der lokalen Regierung und der Anführer der First Nations.
Aedes aegypti kam wahrscheinlich im späten 19. Jahrhundert nach Queensland. Sie unterscheidet sich von unseren einheimischen Mücken dadurch, dass sie stark domestiziert ist und sich hauptsächlich von Menschen ernährt.
Bevor eine einzige Mücke freigelassen wurde, verbrachte das Projektteam zwei Jahre damit, Feldstudien durchzuführen und mit Gemeinden zusammenzuarbeiten. Wir treffen uns mit Haushalten, Gemeindeorganisationen, Führern der First Nations und Gemeinderäten, um die Technologie zu besprechen und Fragen zu beantworten. Das als „Debug Innisfail“ bekannte Projekt erhielt schließlich die behördliche Genehmigung mehrerer Behörden.
Freilassung von drei Millionen männlichen Mücken
Die Feldstudien begannen im Jahr 2015 und umfassten ein kollaboratives Team aus australischen und US-amerikanischen Institutionen. Während eines 20-wöchigen Freilassungszeitraums im Jahr 2018 wurden in drei Behandlungsstädten rund drei Millionen männliche Wolbachia-übertragende Mücken freigelassen. In der Zwischenzeit wurden Kontrollstandorte überwacht, an denen keine Mücken freigesetzt wurden.
Das Freigabesystem selbst spiegelte die technischen Stärken von Verily wider. Das Unternehmen entwickelte maßgeschneiderte Technologien, darunter auf maschinellem Lernen basierende Systeme, die in der Lage sind, männliche und weibliche Mücken zu trennen, was entscheidend ist, um sicherzustellen, dass nur männliche Mücken freigelassen werden.
Die Ergebnisse waren überraschend: Im Vergleich zu Kontrollstädten begannen die Mückenpopulationen in den Städten, in denen sie freigelassen wurden, innerhalb von vier Wochen abzunehmen. Die im Jahr 2021 veröffentlichten Ergebnisse zeigten, dass durch die Freisetzung inkompatibler männlicher Mücken eine starke Unterdrückung erreicht werden könnte.
In zwei Behandlungsstädten hielten die Auswirkungen der Unterdrückung bis ins folgende Jahr an. In einer Stadt entdeckte die Überwachung zwölf Monate später nur eine Handvoll Aedes aegypti, was einer Unterdrückung von etwa 95 % entspricht.
Was das für die USA bedeutet
Die australischen Prozesse liefern evidenzbasierte Antworten auf viele der Bedenken, die derzeit in den Vereinigten Staaten geäußert werden.
Erstens dürften die ökologischen Auswirkungen sehr gering sein. Aedes aegypti ist eine invasive Art in Australien und vielen anderen Ländern. Da es ausschließlich in der Nähe von Menschen lebt und diese beißt, hat seine Entfernung aus städtischen Umgebungen nur minimale ökologische Folgen.
Zweitens kann der Ansatz im großen Maßstab funktionieren. Obwohl erwachsene Mücken nur wenige Tage überleben, kann die fortgesetzte Freisetzung stark konkurrierender Männchen die Populationen ganzer Städte erheblich reduzieren.
Drittens können die Vorteile auch nach Abschluss der Markteinführungen bestehen bleiben. Dies liegt daran, dass das Ergebnis der Unterdrückung nicht unbedingt sofort verschwindet und in den folgenden Staffeln anhalten kann. Das heißt aber nicht, dass die Biologie der Mücken ignoriert werden kann: Der Erfolg hängt von Faktoren wie der lokalen Ökologie, den Bewegungsmustern der Mücken und der Beteiligung der Gemeinschaft ab. Technologie allein reicht nicht aus.
Ein Modell für die künftige Mückenbekämpfung
Die vielleicht wichtigste Lehre aus den Versuchen ist der Wert der Zusammenarbeit. Dieses Projekt brachte Forscher von sechs Universitäten und Verily zusammen. Die Kombination von wissenschaftlichem Fachwissen mit technischer Technik im industriellen Maßstab beschleunigte den Weg vom Laborkonzept zu realen Feldtests in unglaublich kurzer Zeit.
Wir arbeiten immer noch an biologischen und mechanischen Ansätzen zur effizienten Trennung männlicher Mücken, die in Entwicklungsländern einen größeren Nutzen hätten.
Da Aedes aegypti sein Verbreitungsgebiet erweitert und Insektizide nicht in der Lage sind, es zu unterdrücken, wird der Einsatz der Mücke gegen sich selbst als biologisches Bekämpfungsinstrument immer wichtiger.
Die Prozesse in Queensland trugen dazu bei, den Grundstein für Programme zu legen, die jetzt in den Vereinigten Staaten durchgeführt werden. Und sie erinnern daran, dass es möglich ist, wichtige Probleme zu lösen, wenn Wissenschaft, Technologie und Gemeinschaften zusammenarbeiten.
