Schädlinge mit Biodiversität bekämpfen
Forscher:innen der Universität Zürich haben herausgefunden, dass zahlreiche Gene an den Interaktionen mit den umliegenden Pflanzen beteiligt sind. Mit Hilfe eines physikalischen Modells konnten sie die Schäden von Pflanzenfressern voraussagen. Es war dadurch möglich vorteilhafte Kombinationen von Genotyp-Paaren zu identifizieren. Wenn man verschiedene genetische Typen derselben Art zusammen anpflanzt, können gewisse Kombinationen resistenter gegen Schädlinge und Krankheiten sein. Dieser positive Effekt auf die biologische Vielfalt wird als assoziative Resistenz bezeichnet. „Die assoziative Resistenz als Anbaumethode zu nutzen, kann helfen die Nahrungsmittelproduktion zu sichern und gleichzeitig die Artenvielfalt zu erhalten“, sagt Kentaro Shimizu, Direktor des Instituts für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften der Universität Zürich (UZH).
Die Forscher:innen führten zwei Jahre Versuche auf dem Campus Irchel der UZH sowie in Japan durch. Für die 199 weltweit gesammelten Genotypen der Pflanze Arabidopsis thaliana lagen bereits die Genomsequenzen vor. Die Forscher:innen mischten nach dem Zufallsprinzip mehr als 30 Individuen von jedem der 199 Genotypen und pflanzten insgesamt 6.400 Individuen an. Während der zwei Forschungsjahre wurde ein weiterer Feldversuch durchgeführt und rund 2.000 Pflanzenindividuen paarweise mit jenen Genotypen angepflanzt, für die drei Stufen der assoziativen Resistenz vorhergesagt wurden. Die Resultate aus dem Feldversuch zeigten, dass – im Vergleich zur Anpflanzung eines einzelnen Genotyps – die Mischung von zwei Genotypen die Schäden durch Pflanzenfresser bei der höchsten beziehungsweise zweithöchsten Stufe assoziativer Resistenz um 24,8 Prozent sowie 22,7 Prozent verringerte.
„Diese Studie ist ein Meilenstein in der Erforschung der Wechselwirkungen zwischen Pflanzenindividuen. Sie zeigt, wie wichtig Biodiversität ist: Erstens kann die genetische Vielfalt der Kulturpflanzen selbst den Schädlingsbefall reduzieren. Zweitens tragen weniger Pestizide in der Landwirtschaft dazu bei, die biologische Vielfalt einschließlich der Insekten zu erhalten“, fasst Kentaro Shimizu die Studie zusammen.