.

Biologischer Gegenspieler Holepyris

Der biologische Gegenspieler vorratsschädlicher Käfer Holepyris sylvanidis und seine Anwendung im integrierten Vorratsschutz

Herkömmliche Schädlingsbekämpfungsstrategien in der konventionellen Lebens- und Futtermittelverarbeitung, die den Einsatz von chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel beinhalten, werden zunehmend kritischer betrachtet, da sie ein Risiko für Anwender, Verbraucher und Umwelt darstellen können (Philipps & Throne, 2010). Eine vielversprechende und nachhaltige Alternative bzw. Ergänzung hierzu stellt die gezielte Freilassung von natürlichen Feinden der jeweiligen Schädlinge dar. Zu diesen Gegenspielern zählen u.a. räuberische Organismen und Parasitoide, wobei Letztere als Antagonisten von Schadinsekten eingesetzt werden, da sie sich während eines bestimmten Entwicklungsstadiums (Ei, Larve, Puppe) an oder innerhalb eines einzelnen Wirtes entwickeln und diesen letztendlich töten.

Praxisversuch in einer Mühle

So konnte beispielsweise in einem ersten Praxisversuch in einer Mühle gezeigt werden, dass das Ameisenwespchen Holepyris sylvanidis Brèthes [Hymenoptera, Bethylidae], ein erfolgversprechender Kandidat für die biologische Bekämpfung des Amerikanischen Reismehlkäfers Tribolium confusum ist (Adler et al., 2012). H. sylvanidis ist ein generalistischer Ektoparasitoid, der die Larven verschiedener vorratsschädigender Käferarten, vor allem die der Gattung Tribolium (z.B. T. castaneum oder T. confusum ), parasitiert (Evans, 1977; Hagstrum & Sumbramanyam, 2009, Awater et al. in preparation). Für den Praxisversuch wurden ca. 4000 adulte H. sylvanidis in einem Abstand von 14 Tagen über den Zeitraum von Mai bis November 2010 freigelassen. Während des Behandlungszeitraums wurde die lokale T. confusum-Population erheblich minimiert, sodass auf zusätzliche Kontrollmaßnahmen verzichtet werden konnte. Im Frühling des Folgejahrs wurden noch parasitierte Käferlarven gefunden, was auf eine mögliche Etablierung des Parasitoiden in der Mühle hinweist. Aktuelle Semifreilandversuche zur Lokalisierung der Wirte über größere Strecken und erfolgreichen Parasitierung von T. confusum haben die Wirtsfindungseffizienz und damit das „Bekämpfungs"-Potential von H. sylvanidis getestet und bestätigt (Awater und Fürstenau 2018).
Zurzeit ist H. sylvanidis noch nicht kommerziell verfügbar und bezüglich der Parasitoid-Wirt-Interaktion gibt es noch viele ungeklärte Fragen. Um Parasitoide erfolgreich gegen vorratsschädliche Insekten einzusetzen, sind detaillierte Kenntnisse über die Faktoren, die die Wirtssuche bestimmen, Voraussetzung. Im Wesentlichen handelt es sich um chemische Verbindungen, die direkt oder indirekt mit der Wirtsart verknüpft sind und die Wirtsfindung/-erkennung steuern.

Die Untersuchung des duftstofforientierten Wirtsfindungsverhaltens

Zu Beginn des Wirtsfindungsprozesses orientieren sich adulte H. sylvanidis Weibchen anhand von spezifischen hochflüchtigen Duftstoffen, die aus dem Kot von T. confusum-Larven stammen (Fürstenau et al., 2016). Desweiteren konnte in dieser Studie gezeigt werden, dass Düfte aus dem Futtersubstrat der Wirtslarven (Weizenvollkornschrot) die Attraktivität der wirtsspezifischen Duftstoffe signifikant verstärken und dabei helfen könnten, die Parasitoiden aus der Ferne anzulocken (Fürstenau et al., 2015). Folgeuntersuchungen zur Nahorientierung und anschließenden Wirtserkennung von H. sylvanidis ergaben das Parasitoidenweibchen kutikuläre Kohlenwasserstoffe von T. confusum Larven als Kontaktkairomone verwenden. Chemische Analysen mittels Gaschromatographie gekoppelt an Massenspektrometrie (GC-MS) und Olfaktometertests zeigten, dass diese schwerflüchtigen Verbindungen der Wirtslarven Spurfolgeverhalten in H. sylvanidis auslösen und die Wirtserkennung vermitteln (Fürstenau und Hilker, 2016; Fürstenau und Hilker, 2017).

Neben der Wirtsart beeinflusst wahrscheinlich auch das Futtersubstrat des Wirtes die Wirtsfindung bzw. den Wirtsfindungserfolg des Parasitoiden. Potentielle Wirte kommen weltweit in verschiedenen Lagerstätten und weiterverarbeitenden Betrieben, wie beispielsweise Mühlen und Bäckereien, vor und befallen diverse Lagergüter. Welchen Einfluss unterschiedliche Wirtsarten und -futtersubstrate auf das Wirtsfindungsverhalten von H. sylvanidis haben, wird derzeit im Fachbereich Vorratsschutz im Rahmen einer Promotion untersucht. Hierfür werden Duftstoffproben verschiedener Wirtsarten und -substrate mittels dynamischer Headspace-Methoden gesammelt und anschließend mit GC-MS chemisch analysiert. Der Vergleich der verschiedenen Duftstoffprofile (qualitative bzw. quantitative Unterschiede in der Duftstoffzusammensetzung) soll Aufschluss darüber geben, ob die Wirtsfindung von H. sylvanidis auf der Erkennung von ubiquitären und/oder wirts- bzw. substratsspezifischen Düften basiert. Mithilfe elektrophysiologischer Untersuchungsmethoden, wie der Elektroantennografie (EAG), sollen dann die Substanzen identifiziert werden, die eine Antennenantwort und damit möglicherweise auch eine Verhaltensveränderung (z. B. Anlockung) bei H. sylvanidis-Weibchen auslösen. Nachweislich attraktive Duftstoffe sollen anschließend zur Entwicklung geeigneter Köderfallen verwendet werden. Spezifische Duftstoffköder sind für einen gezielten Einsatz von H. sylvanidis im Rahmen einer biologischen Schädlingsbekämpfung notwendig, da sie die Optimierung der Massenzucht sowie ein Monitoring der freigelassenen bzw. der bereits natürlich vorkommenden H. sylvanidis-Population in Mühlen und Bäckereien ermöglichen.

Literaturverzeichnis

Adler, C., Schöller, M. und Beier, S. 2012. Development of insects in a flour mill treated with Holepyris sylvanidis (Hym., Bethylidae) for biological control of the confused flour beetle Tribolium confusum (Col., Tenebrionidae), pp. 169–170, in P.G. Athanassiou, C.G. Kavallieratos, N.G. Weintraub (eds.). IOBC-WPRS Bulletin, Vol. 81.

Awater, S. und Fürstenau, B. 2018. The potential of host-specific volatiles from Tribolium confusum larval faeces for luring the ectoparasitoid Holepyris sylvanidis. International Working Conference on Stored Product Protection 2018, IWCSPP, in Berlin.

EVANS, H. E. 1977. A revision of the genus Holepyris in the Americas (Hymenoptera: Bethylidae). Trans. Am. Entomol. Soc. 103:531–579.

Fürstenau, B. und Hilker, M. 2017. Cuticular hydrocarbons of Tribolium confusum larvae mediate trail following and host recognition in the ectoparasitoid Holepyris sylvanidis. J. Chem. Ecol. 43:858-868.

Fürstenau, B. und Hilker, M. 2016. How a parasitoid finds host larvae in a mill: The larval ectoparasitoid Holepyris sylvanidis smells host + habitat volatiles at long range and tracks trails of contact kairomones at short range to locate its host Tribolium. 32th Annual Meeting of the International Society of Chemical Ecology, Iguazu Falls, Brazil.

Fürstenau, B., Adler, C., Schulz, H. und Hilker, M. 2016. Host habitat volatiles enhance the olfactory response of the larval parasitoid Holepyris sylvanidis to specifically host-associated cues. Chem. Senses. 41 (7): 611-621.

Fürstenau, B., Adler, C., Schulz, H., und Hilker, M. 2015. How background odor affects the host searching behavior of the ectoparasitoid Holepyris sylvanidis. 31th Annual Meeting of the International Society of Chemical Ecology, Stockholm, Sweden.

Hagstrum, D. W. und Subramanyam, B. 2009. Stored-Product Insect Resource p. 99, AACC International Inc., Minnesota, USA.

Phillips, T. W. und Throne, J. E. 2010. Biorational Approaches to Managing Stored-Product Insects. Annu. Rev. Entomol. 55:375–97.