Biologische Schädlingsbekämpfung (Biological pest control)

Biologische Kontrolle, auch Biokontrolle genannt, ist eine Schädlingsbekämpfungsstrategie, bei der andere Organismen eingesetzt werden, um Populationen unerwünschter Arten zu regulieren, darunter Schädlinge (wie Insekten und Milben), Unkräuter und Krankheitserreger, die Tiere oder Pflanzen befallen. Dieser Ansatz nutzt im Wesentlichen natürliche ökologische Prozesse wie Raub, Parasitismus und Pflanzenfresser, beinhaltet jedoch häufig auch aktives menschliches Management. Es dient als entscheidender Bestandteil von integrierten Schädlingsbekämpfungsprogrammen (IPM). Die regulatorischen Rahmenbedingungen in den Vereinigten Staaten und Europa unterscheiden deutlich zwischen der Registrierung von Wirbellosen und anderen Makroorganismen als biologische Schädlingsbekämpfungsmittel und Mikroorganismen, die als Biopestizide kategorisiert werden.

Biologische Kontrolle oder Biokontrolle ist eine Methode zur Bekämpfung von Schädlingen, unabhängig davon, ob es sich um schädliche Tiere wie Insekten und Milben, Unkräuter oder Krankheitserreger handelt, die Tiere oder Pflanzen durch den Einsatz anderer Organismen befallen. Es beruht auf Raubtieren, Parasitismus, Pflanzenfressern oder anderen natürlichen Mechanismen, beinhaltet aber typischerweise auch eine aktive Managementrolle des Menschen. Es kann ein wichtiger Bestandteil von integrierten Schädlingsbekämpfungsprogrammen (IPM) sein. Wirbellose Tiere und andere Makroorganismen werden von den Behörden in den USA und Europa ganz anders als Mikroorganismen registriert, die als Biopestizide registriert sind.

Die biologische Bekämpfung umfasst drei primäre strategische Ansätze: klassisch (Import), bei dem ein natürlicher Feind eines Schädlings eingeführt wird, um eine langfristige Bekämpfung zu erreichen; induktiv (Augmentation), gekennzeichnet durch die Freisetzung erheblicher Populationen natürlicher Feinde, um eine schnelle Schädlingsbekämpfung zu erreichen; und Impfmittel (Konservierung), bei denen der Schwerpunkt auf der Umsetzung von Maßnahmen zur Erhaltung natürlicher Feindpopulationen liegt, häufig durch regelmäßige Neuansiedlung.

Natürliche Feinde spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulierung der Populationsdichte potenzieller Insektenschädlinge. Diese biologischen Bekämpfungsmittel umfassen typischerweise Raubtiere, Parasitoide, Krankheitserreger und Konkurrenten. Bei Pflanzenkrankheiten werden biologische Bekämpfungsmittel häufig als Antagonisten bezeichnet. Biologische Schädlingsbekämpfungsmittel, die auf Unkräuter abzielen, umfassen Samenräuber, Pflanzenfresser und Pflanzenpathogene.

Biologische Schädlingsbekämpfungseingriffe können jedoch Risiken für die Biodiversität darstellen, vor allem durch unbeabsichtigte Angriffe auf Nichtzielarten über die oben genannten Mechanismen. Dieses Risiko ist besonders ausgeprägt, wenn eine neue Art eingeführt wird, ohne dass eine umfassende Bewertung ihrer möglichen ökologischen Auswirkungen erfolgt.

Verlauf

Der Begriff „biologische Kontrolle“ wurde offiziell von Harry Scott Smith während des Treffens der Pacific Slope Branch der American Association of Economic Entomologists im Jahr 1919 in Riverside, Kalifornien, eingeführt. Seine breitere Verbreitung ist größtenteils dem Entomologen Paul H. DeBach (1914–1993) zu verdanken, dessen umfangreiche Karriere sich auf Schädlinge von Zitrusfrüchten konzentrierte. Dennoch ist die praktische Anwendung der biologischen Kontrolle Jahrhunderte älter als diese Terminologie. Der früheste dokumentierte Fall des Einsatzes einer Insektenart zur Schädlingsbekämpfung stammt aus „Nanfang Caomu Zhuang“ (南方草木狀, Pflanzen der südlichen Regionen), datiert auf etwa ca. 304 n. Chr.. Dieses Werk, das dem Botaniker der westlichen Jin-Dynastie Ji Han (嵇含, 263–307) zugeschrieben wird, beschreibt, wie „Jiaozhi-Menschen Ameisen und ihre an Zweigen befestigten Nester verkaufen, die wie dünne Baumwollumschläge aussehen, wobei die rötlich-gelbe Ameise größer als normal ist. Ohne solche Ameisen werden südliche Zitrusfrüchte stark durch Insekten geschädigt“. Die genannten Ameisen werden als huang gan (huang bedeutet gelb, gan bedeutet Zitrus) identifiziert, wissenschaftlich bekannt als Oecophylla smaragdina. Spätere Berichte über diese Praxis erscheinen in Texten wie Ling Biao Lu Yi (späte Tang-Dynastie oder frühe fünf Dynastien), Ji Le Pian von Zhuang Jisu (südliche Song-Dynastie), dem Buch der Baumpflanzung von Yu Zhen Mu (Ming-Dynastie), Guangdong Xing Yu (17. Jahrhundert) und Lingnan unter anderem von Wu Zhen Fang (Qing-Dynastie) und Nanyue Miscellanies von Li Diao Yuan.

Moderne biologische Kontrollmethoden begannen in den 1870er Jahren Gestalt anzunehmen. In den Vereinigten Staaten initiierten C. V. Riley, der Entomologe des Staates Missouri, und W. LeBaron, der Entomologe des Staates Illinois, in dieser Zeit die innerstaatliche Umverteilung von Parasitoiden zur Schädlingsbekämpfung in der Landwirtschaft. Charles V. Riley führte 1873 die erste internationale Lieferung eines biologischen Schädlingsbekämpfungsmittels durch und schickte die Raubmilben Tyroglyphus phylloxera nach Frankreich, um die Reblaus (Daktulosphaira vitifoliae) zu bekämpfen, die französische Weinberge verwüstete. Das US-Landwirtschaftsministerium (USDA) begann mit der Erforschung der klassischen biologischen Bekämpfung, nachdem es 1881 unter der Leitung von C. V. Riley die Abteilung für Entomologie gegründet hatte. Die erste Einführung einer Schlupfwespe in die Vereinigten Staaten erfolgte zwischen 1883 und 1884. Dabei handelte es sich um die Braconide Cotesia glomerata, die aus Europa importiert wurde, um den invasiven Kohlweißling Pieris rapae zu bekämpfen. Anschließend wurde von 1888 bis 1889 der Vedalia-Käfer, Novius cardinalis (eine Marienkäferart), aus Australien nach Kalifornien importiert, um die Baumwollpolsterschuppe, Icerya purchasi, zu unterdrücken. Diese Schildlaus stellte eine erhebliche Bedrohung für die aufstrebende Zitrusindustrie Kaliforniens dar; Ende 1889 war die Bevölkerung jedoch bereits zurückgegangen. Diese bemerkenswerte Leistung spornte die spätere Einführung nützlicher Insekten in den Vereinigten Staaten an.

Im Jahr 1905 startete das USDA seine erste groß angelegte Initiative zur biologischen Bekämpfung und entsandte Entomologen nach Europa und Japan, um natürliche Feinde der Schwammmotte Lymantria dispar dispar und der Braunschwanzmotte Euproctis chrysorrhoea zu identifizieren invasive Schädlinge, die Bäume und Sträucher befallen. Infolgedessen etablierten neun Parasitoidarten (einzelne Wespen), die es auf den Schwammfalter abgesehen hatten, sieben auf den Braunschwanzfalter und zwei Raubtierarten, die gegen beide Falter wirksam waren, erfolgreich Populationen in den Vereinigten Staaten. Obwohl diese natürlichen Feinde die Schwammmotte nicht vollständig ausrotteten, verringerten sie die Häufigkeit, Dauer und Intensität ihrer Ausbrüche erheblich, was dazu führte, dass das Programm als erfolgreich eingestuft wurde. Darüber hinaus trug diese Initiative zur Formulierung zahlreicher Konzepte, Prinzipien und Betriebsverfahren für die Durchführung biologischer Kontrollprogramme bei.

Kaktusfeigenkakteen wurden ab 1788 zunächst als Zierarten in Queensland, Australien, eingeführt. Bis 1920 hatten sich diese Pflanzen rasch vermehrt und besiedelten über 25 Millionen Hektar in ganz Australien, mit einer jährlichen Wachstumsrate von 1 Million Hektar. Herkömmliche Methoden wie Graben, Verbrennen und Zerkleinern erwiesen sich bei der Bewältigung ihrer Ausbreitung als wirkungslos. Um die Vermehrung der Pflanze einzudämmen, wurden zwei biologische Bekämpfungsmittel eingeführt: die Kaktusmotte Cactoblastis cactorum und die Schildlaus Dactylopius. Von 1926 bis 1931 wurden Millionen von Kaktusmotteneiern in ganz Queensland verbreitet, was zu großem Erfolg führte; 1932 war der Großteil des Feigenkaktusbefalls ausgerottet.

Der erste dokumentierte Fall der klassischen biologischen Bekämpfung in Kanada betraf die Schlupfwespe Trichogramma minutum. Im Jahr 1882 fing William Saunders, ein Chemiker und erster Direktor der Dominion Experimental Farms, einzelne Exemplare dieser Wespe im Bundesstaat New York und ließ sie anschließend in Gärten von Ontario frei, um den invasiven Johannisbeerwurm Nematus ribesii zu bekämpfen. Von 1884 bis 1908 förderte James Fletcher, der als erster Dominion-Entomologe fungierte, die Einführung zusätzlicher Parasitoide und Krankheitserreger zur Schädlingsbekämpfung in ganz Kanada.

Kategorien der biologischen Schädlingsbekämpfung

Die biologische Schädlingsbekämpfung umfasst drei grundlegende Strategien: Import (auch als klassische biologische Bekämpfung bekannt), Vermehrung und Erhaltung.

Import

Bei der Einfuhr oder klassischen biologischen Bekämpfung geht es darum, natürliche Feinde eines Schädlings in eine neue Umgebung einzuführen, in der diese Feinde nicht heimisch sind. Den ersten Anträgen mangelte es häufig an formeller Aufsicht und wissenschaftlicher Forschung, was gelegentlich dazu führte, dass einige eingeführte Arten selbst zu bedeutenden Schädlingen wurden.

Für eine optimale Schädlingsbekämpfung muss ein biologisches Schädlingsbekämpfungsmittel über starke Kolonisierungsfähigkeiten verfügen, die es ihm ermöglichen, sich an räumliche und zeitliche Veränderungen des Lebensraums anzupassen. Die Wirksamkeit ist maximiert, wenn der Wirkstoff eine zeitliche Persistenz aufweist, die es seiner Population ermöglicht, auch bei vorübergehender Abwesenheit der Zielart zu überleben, und wenn er als opportunistischer Sammler fungiert und in der Lage ist, Schädlingspopulationen schnell auszubeuten.

Zu den ersten Erfolgen bei der biologischen Bekämpfung gehört die Bekämpfung von Icerya purchasi (Baumwollkissenschuppe) in Australien durch die Einführung des räuberischen Insekts Rodolia cardinalis (Vedalia-Käfer). Diese Methode wurde anschließend in Kalifornien repliziert, wobei sowohl der Käfer als auch die parasitäre Fliege Cryptochaetum iceryae zum Einsatz kamen. Eine weitere bemerkenswerte Errungenschaft war die Bekämpfung von Antonina graminis in Texas durch Neodusmetia sangwani in den 1960er Jahren.

Die Einführung natürlicher Feinde verringerte den durch Hypera postica, allgemein bekannt als Luzerne-Rüsselkäfer, einen erheblichen invasiven Schädling, der Futterpflanzen befällt, erheblich verursachten Schaden. Innerhalb von zwei Jahrzehnten nach ihrer Einführung kam es in den Luzernenanbaugebieten im Nordosten der USA zu einem Rückgang der Rüsselkäferpopulationen um 75 Prozent.

Alligatorkraut, eine invasive Art aus Südamerika, wurde in die Vereinigten Staaten eingeschleppt, wo es in flachen Gewässern Wurzeln schlägt und die Schifffahrt, Bewässerung und Hochwasserschutzsysteme behindert. Die Freisetzung des Alligator-Erdflohkäfers und zweier weiterer biologischer Schädlingsbekämpfungsmittel in Florida verringerte die Abdeckung der Pflanze erheblich. Ebenso verstopft die Riesensalvinia (Salvinia molesta), ein weiteres problematisches Wasserunkraut, Wasserwege, verringert den Wasserfluss und beeinträchtigt einheimische Arten. Eine wirksame Bekämpfung in warmen Klimazonen wurde mit dem Salvinia-Rüsselkäfer (Cyrtobagous salviniae) und der Salvinia-Stängelbohrermotte (Samea multiplicalis) erreicht; Beispielsweise meldete Simbabwe über einen Zeitraum von zwei Jahren eine Reduzierung des Unkrauts um 99 %.

Kommerziell gezüchtete Schlupfwespen, insbesondere Trichogramma ostriniae, bieten nur eine begrenzte und inkonsistente Bekämpfung des Maiszünslers (Ostrinia nubilalis), eines bedeutenden landwirtschaftlichen Schädlings. Effektivere Ergebnisse werden typischerweise mit sorgfältig formulierten Anwendungen des Bakteriums Bacillus thuringiensis erzielt. Eine integrierte Bekämpfungsstrategie für Ostrinia nubilalis, die die Freisetzung von Tricogramma Brassicae (ein Eiparasitoid) und anschließend die Freisetzung von Bacillus thuringiensis subs. kurstaki (ein Larvizid) hat im Vergleich zu herkömmlichen Insektizidbehandlungen eine größere Wirksamkeit bei der Reduzierung von Schädlingsschäden gezeigt.

Die Population von Levuana iridescens, der Levuana-Motte, einem schwerwiegenden Kokosnussschädling auf Fidschi, wurde durch eine in den 1920er Jahren eingeführte klassische Initiative zur biologischen Bekämpfung erfolgreich bekämpft.

Erweiterung

Augmentation bedeutet die zusätzliche Freisetzung natürlicher Feinde, die in einem bestimmten Gebiet heimisch sind, wodurch bestehende Populationen gestärkt werden. Bei der Inokulationsfreisetzung werden in regelmäßigen Abständen kleine Mengen an Bekämpfungsmitteln eingeführt, um deren Vermehrung zu erleichtern, mit dem Ziel einer langfristigen Schädlingsbekämpfung und -prävention. Umgekehrt beinhaltet die übermäßige Freisetzung den Einsatz einer großen Anzahl von Wirkstoffen, um eine bereits etablierte und schädliche Schädlingspopulation schnell zu reduzieren und so ein unmittelbares Problem anzugehen. Obwohl die Vermehrung effektiv sein kann, ist ihr Erfolg nicht garantiert und hängt von den genauen Wechselwirkungen zwischen dem spezifischen Schädling und seinem Bekämpfungsmittel ab.

Ein anschauliches Beispiel für die Freisetzung von Impfmitteln wird bei der gärtnerischen Produktion verschiedener Gewächshauskulturen beobachtet. Regelmäßige Freisetzungen der Schlupfwespe Encarsia formosa werden zur Bekämpfung der Weißen Fliege im Gewächshaus eingesetzt, während die Raubmilbe Phytoseiulus persimilis zur Bekämpfung der Zweifleckigen Spinnmilbe eingesetzt wird.

Der Eiparasit Trichogramma wird häufig in großen Mengen freigesetzt, um schädliche Motten zu bekämpfen. Derzeit werden neuartige Methoden zur Überflutungsfreisetzung, etwa der Einsatz von Drohnen, eingeführt. Eiparasitoide lokalisieren die Eier ihrer Zielwirte anhand verschiedener Hinweise, darunter Kairomone, die auf Mottenschuppen identifiziert werden. Ebenso werden Bacillus thuringiensis und andere mikrobielle Insektizide in ausreichenden Mengen ausgebracht, um eine schnelle Wirkung zu erzielen. Die empfohlenen Freisetzungsraten für Trichogramma in Gemüse- oder Feldfrüchten liegen typischerweise zwischen 5.000 und 200.000 pro Acre (1 bis 50 pro Quadratmeter) pro Woche, angepasst an den Grad des Schädlingsbefalls. Ebenso werden entomopathogene Nematoden in Mengen von Millionen oder sogar Milliarden pro Hektar freigesetzt, um bestimmte im Boden lebende Insektenschädlinge zu bekämpfen.

Conservation

Ein dritter Ansatz zur biologischen Schädlingsbekämpfung besteht darin, einheimische natürliche Feinde in ihren bestehenden Umgebungen zu schützen. Da diese natürlichen Feinde von Natur aus an ihre spezifischen Lebensräume und Schädlingsziele angepasst sind, erweist sich ihre Erhaltung oft als unkompliziert und wirtschaftlich. Ein Beispiel für diese Strategie ist beispielsweise der Anbau nektarproduzierender Pflanzen entlang der Ränder von Reisfeldern. Solche Pflanzungen liefern Nektar und versorgen Parasitoide und Raubtiere, die es auf Zikadenschädlinge abgesehen haben. Diese Methode hat eine bemerkenswerte Wirksamkeit gezeigt und zu einer 10- bis 100-fachen Reduzierung der Schädlingsdichte, einer 70-prozentigen Reduzierung des Insektizideinsatzes durch Landwirte und einer 5-prozentigen Steigerung der Ernteerträge geführt. In einem vergleichbaren Kontext wurden in England Blattlausräuber beobachtet, die Büschelgräser neben Feldhecken besiedelten; Ihre Ausbreitung in die zentralen Bereiche der Felder verlief jedoch bemerkenswert langsam. Durch die Einrichtung eines ein Meter breiten Streifens aus Grasbüscheln innerhalb der Feldzentren wurde die Schädlingsbekämpfung verbessert, indem diesen Blattläusen Überwinterungsplätze zur Verfügung gestellt wurden.

Landwirtschaftliche Anbausysteme können angepasst werden, um natürliche Feindpopulationen zu fördern, eine Strategie, die häufig als Habitatmanipulation bezeichnet wird. Durch die Einrichtung geeigneter Lebensräume, einschließlich Schutzgürteln, Hecken oder Käferbänken, werden Umgebungen geschaffen, in denen sich nützliche Insekten wie Schlupfwespen aufhalten und vermehren können, wodurch das Fortbestehen natürlicher Feindpopulationen unterstützt wird. Selbst einfache Maßnahmen wie das Zurückhalten einer Schicht abgefallener Blätter oder Mulch bieten eine Nahrungsquelle für Würmer und Unterschlupf für Insekten, die anschließend als Nahrung für nützliche Säugetiere wie Igel und Spitzmäuse dienen. Komposthaufen und Holzhaufen bieten Schutz für Wirbellose und Kleinsäuger. Amphibien profitieren vom Vorhandensein hoher Gräser und Wasserumgebungen. Wenn Sie abgestorbene einjährige und nicht winterharte Pflanzen im Herbst ungestört lassen, können Insekten ihre hohlen Stängel als Winterunterschlupf nutzen. Im kalifornischen Weinbau werden Pflaumenbäume gelegentlich in Weinreben integriert, um die Überwinterungslebensräume zu verbessern oder Refugien für wichtige Parasitoide von Traubenschädlingen zu bieten. Manchmal werden auch künstliche Unterstände wie Holzkisten, Schatullen oder Blumentöpfe installiert, insbesondere in Gartenanlagen, um die Attraktivität von Kulturflächen für natürliche Feinde zu erhöhen. Beispielsweise können Ohrwürmer, die natürliche Raubtiere sind, in Gärten gefördert werden, indem man umgedrehte Blumentöpfe aufhängt, die mit Stroh oder Holzwolle gefüllt sind. Grüne Florfliegen können durch den Einsatz von Plastikflaschen mit offenem Boden und innenliegender Papprolle angelockt werden. Vogelhäuschen erleichtern insektenfressenden Vögeln das Nisten; Das Anlocken der nützlichsten Arten kann erreicht werden, indem eine Eingangsöffnung ausgewählt wird, die genau auf die Zielvogelbewohner abgestimmt ist.

Im Baumwollanbau kann der Ersatz von Breitbandinsektiziden durch selektive Bekämpfungsmethoden wie Bt-Baumwolle eine günstigere Umgebung für natürliche Feinde von Baumwollschädlingen schaffen, indem deren Exposition gegenüber chemischen Wirkstoffen verringert wird. Diese Raubtiere oder Parasitoiden sind in der Lage, Schädlingsarten zu bekämpfen, die nicht anfällig für das Bt-Protein sind. Während eine verminderte Beutequalität und -verfügbarkeit aufgrund einer verstärkten Bekämpfung durch Bt-Baumwolle gelegentlich zu einer indirekten Verringerung der Populationen natürlicher Feinde führen kann, bleibt der Anteil der gefressenen oder parasitierten Schädlinge in der Regel zwischen Bt- und Nicht-Bt-Baumwollfeldern vergleichbar.

Biologische Kontrollmittel

Raubtiere

Raubtiere sind überwiegend frei lebende Organismen, die im Laufe ihres Lebens eine beträchtliche Menge an Beute direkt fressen. Wenn man bedenkt, dass es sich bei zahlreichen bedeutenden Schädlingen in der Landwirtschaft um Insekten handelt, handelt es sich bei einem beträchtlichen Anteil der bei der biologischen Schädlingsbekämpfung eingesetzten Raubtiere um insektenfressende Arten. Marienkäfer, insbesondere ihre Larven, die von Mai bis Juli auf der Nordhalbkugel aktiv sind, sind gefräßige Raubtiere von Blattläusen und fressen auch Milben, Schildläuse und kleine Raupen. Der Gefleckte Marienkäfer (Coleomegilla maculata) jagt außerdem Eier und Larven des Kartoffelkäfers (Leptinotarsa ​​decemlineata).

Die Larvenstadien zahlreicher Schwebfliegenarten fressen hauptsächlich Blattläuse, wobei eine einzelne Larve im Laufe ihrer Entwicklung bis zu 400 Individuen verschlingen kann. Ihre Wirksamkeit in kommerziellen landwirtschaftlichen Umgebungen ist jedoch noch nicht untersucht.

Die Laufkrabbenspinne, Philodromus cespitum, jagt ebenfalls ausgiebig Blattläuse und fungiert als biologisches Bekämpfungsmittel in europäischen Obstplantagen.

Mehrere Arten entomopathogener Nematoden (EPNs) sind wichtige biologische Bekämpfungsmittel gegen verschiedene Insekten und wirbellose Schädlinge. Diese Nematoden entwickeln eine stressresistente Phase, die als infektiöses Jungtier bezeichnet wird und sich im Boden ausbreitet, um geeignete Insektenwirte zu lokalisieren und zu infizieren. Beim Eintritt in den Wirt wandern sie in die Hämolymphe, wo sie aus ihrem Entwicklungsstadium hervorgehen und symbiotische Bakterien freisetzen. Diese bakteriellen Symbionten vermehren sich und scheiden Giftstoffe aus, was letztendlich zum Untergang des Wirtsinsekts führt. Beispielsweise ist Phasmarhabditis hermaphrodita, ein mikroskopisch kleiner Fadenwurm, für Nacktschnecken tödlich. Sein komplizierter Lebenszyklus umfasst ein frei lebendes, infektiöses Stadium im Boden, in dem es sich mit pathogenen Bakterien wie Moraxella osloensis verbindet. Der Nematode dringt über die hintere Mantelregion in die Schnecke ein und ernährt sich anschließend im Inneren. Für den Tod der Nacktschnecke sind jedoch in erster Linie die Bakterien verantwortlich. Dieser Fadenwurm ist in Europa kommerziell erhältlich und wird durch Bewässerung auf feuchtem Boden verabreicht. Entomopathogene Nematoden weisen aufgrund ihrer begrenzten Toleranz gegenüber erhöhten Temperaturen und trockenen Umgebungen eine begrenzte Haltbarkeit auf. Darüber hinaus kann die Wirksamkeit ihrer Anwendung durch den spezifischen Bodentyp eingeschränkt sein.

Für die biologische Bekämpfung von Spinnmilben werden mehrere Arten eingesetzt. Dazu gehören die Raubmilben Phytoseiulus persimilis, Neoseilus californicus und Amblyseius cucumeris sowie die Raubmücke Feltiella acarisuga und der Marienkäfer Stethorus punctillum. Das Insekt Orius insidiosus hat sich erfolgreich bei der Bekämpfung von Befällen mit der Spinnmilbe und dem Westlichen Blütenthrips (Frankliniella occidentalis) bewährt.

Räuberische Organismen wie Cactoblastis cactorum werden auch bei der Ausrottung invasiver Pflanzenarten eingesetzt. Beispielsweise dient die Giftschierlingsmotte (Agonopterix alstroemeriana) als biologisches Bekämpfungsmittel für den Giftschierling (Conium maculatum). Während seiner Larvenphase ernährt sich dieser Motte ausschließlich von seiner Wirtspflanze, der Giftschierlingspflanze. Die Larvenpopulationen können Hunderte pro einzelne Wirtspflanze erreichen, was zur Zerstörung großer Hemlocktanneflächen führt.

Bei der Bekämpfung von Nagetierschädlingen bieten Hauskatzen eine wirksame biologische Bekämpfung, insbesondere wenn sie mit Strategien zur Reduzierung von Unterschlupf- oder Versteckmöglichkeiten kombiniert werden. Während Katzen den Anstieg der Nagetierpopulation wirksam eindämmen können, erweisen sie sich bei der Beseitigung bestehender schwerer Befälle als weniger wirksam. Gelegentlich werden Schleiereulen zur biologischen Nagetierbekämpfung eingesetzt. Obwohl quantitative Studien fehlen, die ihre Wirksamkeit für diesen speziellen Zweck bestätigen, sind Schleiereulen anerkannte Raubtiere von Nagetieren und können als alternative oder ergänzende Kontrollmethode für Katzen dienen. Ihre Präsenz in einem Gebiet kann durch die Bereitstellung von Nistkästen gefördert werden.

In Honduras wurden im Rahmen eines gemeindebasierten Aktionsplans biologische Bekämpfungsmaßnahmen gegen die Mücke Aedes aegypti umgesetzt, die für die Übertragung von Dengue-Fieber und anderen Infektionskrankheiten verantwortlich ist. Bei dieser Initiative wurden Copepoden, Jungschildkröten und junge Tilapia in Brunnen und Tanks, den Hauptbrutstätten der Mücke, eingeführt und so Mückenlarven eliminiert.

Selbst für Arthropoden, die normalerweise als obligate Raubtiere von Tieren, insbesondere anderen Arthropoden, gelten, dienen florale Nahrungsquellen wie Nektar und in geringerem Maße Pollen häufig als nützliche Zusatzressourcen. In einer früheren Studie wurde beobachtet, dass ausgewachsene Adalia bipunctata, eine Raubtierart, die häufig zur biologischen Bekämpfung von Ephestia kuehniella verwendet wird, zwar von Blüten überleben konnte, ihren Lebenszyklus jedoch nicht abschließen konnte. Daher wurde eine Metaanalyse durchgeführt, um festzustellen, ob in den zuvor veröffentlichten Daten ein breiterer Trend bestand. In bestimmten Fällen sind Blumenressourcen unbedingt erforderlich. Insgesamt steigert die Verfügbarkeit von Blumenressourcen (und deren Nachahmungen wie Zuckerwasser) die Langlebigkeit und Fruchtbarkeit, was darauf hindeutet, dass selbst die Größe der Raubtierpopulationen von der Fülle an Nicht-Beutenahrungsmitteln abhängen kann. Daher können die nachhaltige Aufrechterhaltung und der Erfolg von Biokontrollpopulationen von der Nähe blühender Pflanzen abhängen.

Parasitoiden

Parasitoide legen ihre Eier auf oder in einem Insektenwirt ab, der anschließend als Nahrungsquelle für ihre sich entwickelnden Larven dient. Dieser Prozess führt unweigerlich zum Untergang des Wirts. Die Mehrzahl der Insektenparasitoiden sind Hymenoptera (Wespen) oder Diptera (Fliegen), die häufig eine hochspezialisierte Wirtsspezifität aufweisen. Zu den wichtigsten taxonomischen Gruppen gehören Schlupfwespen, die es hauptsächlich auf Raupen abgesehen haben; Braconid-Wespen, die Raupen und eine Vielzahl anderer Insekten wie Blattläuse befallen; Erzwespen, die dafür bekannt sind, die Eier und Larven zahlreicher Insektenarten zu parasitieren; und Tachinidenfliegen, die ein breites Spektrum an Insekten parasitieren, darunter Raupen, erwachsene Käfer und Käferlarven sowie Hemipteren (echte Käfer). Parasitoide erreichen eine optimale Wirksamkeit bei der Reduzierung der Schädlingspopulation, wenn ihre Wirtsorganismen über einen begrenzten Schutzraum vor Raubtieren verfügen.

Parasitoide stellen eine wichtige Kategorie biologischer Schädlingsbekämpfungsmittel dar, die häufig in der Schädlingsbekämpfung eingesetzt werden. Kommerzielle Aufzuchtbetriebe verwenden in der Regel zwei unterschiedliche Produktionsmodelle: Systeme mit hohem Volumen und kurzfristiger Tagesproduktion und Systeme mit geringerem Volumen und langfristiger Tagesproduktion. Für einen effektiven Einsatz ist die Synchronisierung der Parasitoidproduktion mit optimalen Freisetzungsperioden erforderlich, entsprechend der Verfügbarkeit anfälliger Wirtsarten in geeigneten Entwicklungsstadien. Während größere Produktionsstätten häufig den ganzjährigen Betrieb aufrechterhalten, sind einige auf saisonale Produktion spezialisiert. Eine große Herausforderung ergibt sich aus der geografischen Trennung zwischen Aufzuchtanlagen und Feldanwendungsorten, was den Transport von Parasitoiden problematisch macht. Ungünstige Transportbedingungen wie erhöhte Temperaturen oder mechanische Vibrationen von Fahrzeugen können die Lebensfähigkeit von Parasitoiden erheblich beeinträchtigen.

Die winzige Parasitoidwespe Encarsia formosa hat es auf Weiße Fliegen abgesehen, bei denen es sich um saftfressende Insekten handelt, die dafür bekannt sind, dass sie in im Gewächshaus angebauten Gemüse- und Zierpflanzen welken und schwarze Rußschimmel verursachen. Diese Art zeigt maximale Wirksamkeit gegen leichten Befall und bietet anhaltenden Schutz über längere Zeiträume. Die Wespe legt ihre Eier in unreifen „Schuppen“ der Weißen Fliege ab, die sich anschließend verdunkeln, wenn sich die parasitären Larven verpuppen. In Französisch-Polynesien wurde Gonatocerus ashmeadi (Hymenoptera: Mymaridae) zur biologischen Bekämpfung des Glasflügel-Scharfschützen Homalodisca vitripennis (Hemiptera: Cicadellidae) eingeführt, wodurch die Schädlingsdichte um etwa 95 % reduziert wurde.

Der östliche Fichtenknospenwurm ist ein Beispiel für einen äußerst zerstörerischen Insektenschädling, der in Französisch-Polynesien vorkommt Tannen- und Fichtenwaldökosysteme. Während Raubvögel eine natürliche Form der biologischen Bekämpfung bieten, wurde die parasitische Wespenart Trichogramma minutum als potenzieller Ersatz für umstrittenere chemische Schädlingsbekämpfungsstrategien untersucht.

Aktuelle Forschungsbemühungen untersuchen nachhaltige Methoden für die städtische Kakerlakenbekämpfung durch den Einsatz von Schlupfwespen. Angesichts der Tatsache, dass ein erheblicher Teil der Kakerlakenpopulationen in Abwassersystemen und anderen geschützten Umgebungen lebt, die für herkömmliche Insektizide weitgehend unempfindlich sind, stellt der Einsatz aktiv jagender Wespenarten einen strategischen Ansatz zur Populationsreduzierung dar.

Pathogene

Pathogene Mikroorganismen umfassen Bakterien, Pilze und Viren. Diese Wirkstoffe töten oder machen ihre Wirte handlungsunfähig und weisen typischerweise ein gewisses Maß an Wirtsspezifität auf. Während sich zahlreiche mikrobielle Insektenkrankheiten auf natürliche Weise manifestieren, werden sie auch als biologische Pestizide genutzt. Natürlich vorkommende Ausbrüche dieser Krankheitserreger sind dichteabhängig und treten im Allgemeinen nur dann auf, wenn die Insektenpopulationen eine höhere Dichte erreichen.

Der Einsatz von Krankheitserregern zur Bekämpfung von Wasserunkräutern blieb bis zu einem bahnbrechenden Vorschlag von Zettler und Freeman im Jahr 1972 unerforscht. Zuvor wurde keine Form der Biokontrolle gegen Wasservegetation eingesetzt. In ihrer umfassenden Übersicht hoben Zettler und Freeman den vorherrschenden Mangel an Interesse und verfügbaren Daten hervor und katalogisierten das vorhandene Wissen über natürliche Feinde (Schädlinge von Schädlingen), unabhängig von ihrer pathogenen Natur. Sie postulierten, dass die Implementierung solcher Kontrollen in aquatischen Umgebungen genauso einfach sein sollte wie terrestrische Biokontrollanwendungen. In den darauffolgenden Jahrzehnten kam es in der Tat zu einer weit verbreiteten Einführung biologischer Kontrollmethoden in Gewässern, die deren etablierten Einsatz an Land widerspiegelte.

Bakterien

Biologische Bekämpfungsstrategien, die Bakterien einsetzen, zielen hauptsächlich auf Insekten über ihr Verdauungssystem ab, was ihre Wirksamkeit gegen Schädlinge mit saugenden Mundwerkzeugen wie Blattläuse und Schildläuse einschränkt. Bacillus thuringiensis (Bt), ein allgegenwärtiges Bodenbakterium, ist die am häufigsten verwendete Bakterienart in der biologischen Schädlingsbekämpfung. Mindestens vier Unterarten von Bt werden zur Bekämpfung von Schadinsekten der Gattung Lepidoptera (Motten, Schmetterlinge), Coleoptera (Käfer) und Diptera (echte Fliegen) eingesetzt. Praktiker des ökologischen Landbaus können dieses Bakterium in getrockneten Sporenbeuteln erwerben, die dann mit Wasser rekonstituiert und als Spray auf anfällige Nutzpflanzen wie Kohl und Obstbäume aufgetragen werden. Darüber hinaus sind Gene von B. thuringiensis wurden in gentechnisch veränderte Nutzpflanzen integriert, sodass diese Pflanzen spezifische insektizide Proteintoxine produzieren können. Diese genetische Veränderung verleiht Resistenzen gegen Insektenschädlinge und verringert so die Abhängigkeit von synthetischen Pestiziden. Sollten Schädlinge jedoch eine Resistenz gegen die in diesen transgenen Pflanzen vorkommenden Toxine entwickeln, ist der Nutzen von B. thuringiensis wäre auch im ökologischen Landbau gefährdet. Ein anderes Bakterium, Paenibacillus popilliae, das für die Milchsporenkrankheit verantwortlich ist, hat sich bei der Bekämpfung japanischer Käferpopulationen als wirksam erwiesen, indem es auf deren Larvenstadium abzielt. Dieses Bakterium weist eine hohe Wirtsspezifität auf und stellt keine Gefahr für Wirbeltiere oder andere wirbellose Arten dar.

Mehrere Bakteriengattungen, darunter Bacillus-Arten, fluoreszierende Pseudomonaden und Streptomyceten, werden zur biologischen Bekämpfung verschiedener Pilzpathogene eingesetzt.

Initiativen zur Mückenbekämpfung in Kolumbien.

Ein bedeutender Eingriff, der die Freisetzung von Wolbachia-infiziertem A. Aegypti-Mücken erreichten eine erhebliche Reduzierung (94–97 %) der Dengue-Inzidenz in den kolumbianischen Städten Bello, Medellín und Itagüí. Diese Initiative wurde vom gemeinnützigen World Mosquito Program (WMP) angeführt. Wolbachia-Bakterien hemmen die Fähigkeit von Mücken, Arboviren wie Dengue-Fieber und Zika zu übertragen, und diese Bakterien werden mütterlicherseits von den Nachkommen der Insekten vererbt. Das Projekt umfasste eine Gesamtfläche von 135 Quadratkilometern und versorgte eine Bevölkerung von 3,3 Millionen Menschen. Der Großteil der Interventionszone hat das Ziel, 60 % der einheimischen Mückenpopulation zu infizieren, erfolgreich erreicht. Allerdings unterstützt die Weltgesundheitsorganisation (WHO) diese spezielle Technik derzeit nicht.

Pilze als biologische Bekämpfungsmittel.

Entomopathogene Pilze, also Pilzarten, die bei Insekten Krankheiten hervorrufen können, umfassen mindestens 14 bekannte Arten, die Blattläuse parasitieren. Beauveria bassiana wird in großem Umfang für die biologische Bekämpfung verschiedener Insektenschädlinge, darunter Weiße Fliegen, Thripse, Blattläuse und Rüsselkäfer, angebaut. Arten der Gattung Lecanicillium werden zur Bekämpfung von Weißen Fliegen, Thripsen und Blattläusen eingesetzt. Ebenso werden Metarhizium-Arten gegen eine Reihe von Schädlingen wie Käfer, Heuschrecken, andere Heuschrecken, Hemiptera und Spinnmilben eingesetzt. Isaria fumosorosea (früher als Paecilomyces fumosoroseus bezeichnet) zeigt Wirksamkeit gegen Weiße Fliegen, Thripse und Blattläuse. Darüber hinaus wird Purpureocillium lilacinum (früher Paecilomyces lilacinus) zur Bekämpfung von Wurzelknotennematoden eingesetzt, während 89 Arten von Trichoderma gegen spezifische Pflanzenpathogene wirksam sind. Insbesondere wurde Trichoderma viride zur Bekämpfung der Ulmenkrankheit eingesetzt und zeigte einige unterdrückende Wirkungen auf die Silberblattkrankheit, eine Krankheit, die Steinobst befällt und durch den pathogenen Pilz Chondrostereum purpureum verursacht wird.

Krankheitserregende Pilzorganismen können durch den Einsatz anderer Pilze, Bakterien oder Hefen bekämpft werden. Beispiele hierfür sind Arten der Gattung Gliocladium, mykoparasitische Pythium-Arten, zweikernige Formen der Rhizoctonia-Arten und Laetisaria-Arten.

Pilze der Gattungen Cordyceps und Metacordyceps werden zur biologischen Bekämpfung einer Vielzahl von Arthropoden eingesetzt Schädlinge. Darüber hinaus haben Entomophaga-Arten Wirksamkeit gegen bestimmte Schädlinge gezeigt, darunter die Grüne Pfirsichblattlaus.

Verschiedene Arten innerhalb der Phyla Chytridiomycota und Blastocladiomycota wurden auf ihr Potenzial als biologische Bekämpfungsmittel untersucht. Konkret wird derzeit der Einsatz von Synchytrium solstitiale aus der Gruppe der Chytridiomycota in den Vereinigten Staaten zur Bekämpfung der invasiven Gelben Sterndistel (Centaurea solstitialis) in Betracht gezogen.

Viren als biologische Bekämpfungsmittel.

Baculoviren weisen eine hohe Wirtsspezifität auf, zielen auf einzelne Insektenarten ab und haben sich bei der viralen biologischen Schädlingsbekämpfung als nützlich erwiesen. Ein anschauliches Beispiel ist die Anwendung des Lymantria dispar Multicapsid Nuclear Polyhedrose Virus. Dieses Virus wurde durch Sprühen aus der Luft über ausgedehnten Waldgebieten in Nordamerika eingesetzt, um die starke Entlaubung durch Schwammmottenlarven zu bekämpfen. Bei Aufnahme des Virus erliegen die Mottenlarven der Infektion. Ihre verwesenden Kadaver geben anschließend Viruspartikel an das Blattwerk ab und erleichtern so die Infektion anderer Larven.

Das Rabbit Hemorrhagic Disease Virus, ein Krankheitserreger bei Säugetieren, wurde absichtlich als biologische Kontrollmaßnahme gegen die europäischen Kaninchenpopulationen nach Australien eingeschleppt. Anschließend durchbrach es die Eindämmung und verbreitete sich im ganzen Land, was zu einer erheblichen Sterblichkeit bei Kaninchen führte. Jungkaninchen überlebten jedoch und übertrugen anschließend Immunität auf ihre Nachkommen, was letztendlich zur Entstehung einer virusresistenten Population führte. Die Einführung in Neuseeland in den 1990er Jahren brachte zunächst einen vergleichbaren Erfolg; Dennoch hatte sich innerhalb eines Jahrzehnts eine erworbene Immunität entwickelt, und die Kaninchenpopulationen erreichten wieder ihre Dichte vor der RHD.

RNA-Mykoviren werden zur Bekämpfung verschiedener Pilzpathogene eingesetzt.

Oomycota

Lagenidium giganteum ist ein im Wasser lebender Schimmelpilz, der als Parasit im Larvenstadium von Mücken wirkt. Beim Einbringen in Gewässer umgehen seine beweglichen Sporen selektiv ungeeignete Wirtsarten und suchen aktiv nach geeigneten Mückenlarvenwirten. Ein bemerkenswerter Vorteil dieser Form ist ihre austrocknungsresistente Ruhephase, die eine anhaltende, langsame Freisetzungswirkung über mehrere Jahre hinweg ermöglicht. Bedauerlicherweise wird seine Wirksamkeit durch die Anfälligkeit gegenüber zahlreichen chemischen Mitteln beeinträchtigt, die üblicherweise in Programmen zur Mückenbekämpfung eingesetzt werden.

Konkurrenten

Die Hülsenfruchtpflanze Mucuna pruriens wird in Benin und Vietnam als biologisches Bekämpfungsmittel gegen das invasive Gras Imperata cylindrica eingesetzt. Diese Rebe weist eine außergewöhnliche Vitalität auf und unterdrückt die angrenzende Vegetation durch Konkurrenzausschluss um wichtige Ressourcen wie Platz und Licht. Es wird berichtet, dass Mucuna pruriens außerhalb seiner Anbaugebiete keine invasiven Tendenzen aufweist. Darüber hinaus kann Desmodium uncinatum in Push-Pull-Landwirtschaftssystemen zur Bekämpfung der parasitären Pflanze Hexenkraut (Striga) eingesetzt werden.

Die australische Buschfliege Musca vetustissima stellt in Australien einen erheblichen lästigen Schädling dar; Allerdings sind die einheimischen Zersetzerorganismen in der Region nicht für die Verarbeitung von Rindermist geeignet, der als primäres Brutsubstrat für diese Fliegen dient. Infolgedessen führte das Australian Dung Beetle Project (1965–1985) unter der Leitung von George Bornemissza von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation 49 Arten von Mistkäfern ein, um das Mistvolumen zu verringern und damit potenzielle Bruthabitate für die Fliege einzuschränken.

Kombinierter Einsatz von Parasitoiden und Krankheitserregern

Bei einem ausgedehnten und schweren Befall durch invasive Schädlinge beinhalten integrierte Schädlingsbekämpfungsstrategien häufig die kombinierte Anwendung verschiedener Bekämpfungstechniken. Ein passendes Beispiel ist der Smaragd-Eschenbohrer Agrilus planipennis, ein invasiver Käfer aus China, der zig Millionen Eschen in seinem nordamerikanischen Verbreitungsgebiet dezimiert hat. Seit 2003 arbeiteten amerikanische Wissenschaftler mit der Chinesischen Akademie für Forstwirtschaft zusammen, um die natürlichen Feinde des Käfers in seinem natürlichen Lebensraum zu identifizieren. Dieses Unterfangen führte zur Entdeckung mehrerer parasitoider Wespenarten: Tetrastichus planipennisi, ein geselliger Larven-Endoparasitoid; Oobius agrili, ein einzelner, parthenogenetischer Eiparasitoid; und Spathius agrili, ein geselliger Larven-Ektoparasitoid. Diese Arten wurden anschließend in den Vereinigten Staaten als potenzielle biologische Bekämpfungsmittel für den Smaragd-Eschenbohrer eingeführt und freigelassen. Vorläufige Ergebnisse für Tetrastichus planipennisi weisen auf eine vielversprechende Wirksamkeit hin, und dieser Parasitoid wird derzeit in Verbindung mit Beauveria bassiana eingesetzt, einem Pilzpathogen, das für seine insektiziden Eigenschaften bekannt ist.

Sekundäranlagen

Darüber hinaus nutzt die biologische Schädlingsbekämpfung gelegentlich pflanzliche Abwehrmechanismen, um durch Pflanzenfresser verursachte Ernteschäden zu mildern. Solche Techniken umfassen die Polykultur, bei der zwei oder mehr Arten miteinander gepflanzt werden, beispielsweise eine Primärpflanze neben einer Sekundärpflanze, die selbst eine andere Kulturpflanze sein kann. Dieser Ansatz ermöglicht es den von der Sekundärpflanze produzierten Abwehrchemikalien, der mitgepflanzten Primärpflanze Schutz zu verleihen.

Zielschädlinge

Pilzschädlinge

Biologische Bekämpfungsmittel für Botrytis cinerea umfassen Fusarium spp. und Penicillium claviforme auf Salat; Trichoderma spp. auf Traube und Erdbeere; Cladosporium herbarum auf Erdbeere; Bacillus brevis auf Chinakohl; und verschiedene Hefen und Bakterien auf anderen verschiedenen Nutzpflanzen. Sclerotinia sclerotiorum kann durch verschiedene biologische Pilzbekämpfungsmittel bekämpft werden. Pilzinfektionen der Schoten bei Bohnen können durch Trichoderma hamatum gelindert werden, wenn es vor oder gleichzeitig mit der Infektion angewendet wird. Viren werden zur Bekämpfung von Cryphonectria parasitica, Gaeumannomyces graminis, Sclerotinia spp. und Ophiostoma novo-ulmi eingesetzt. Diverse Mehltau- und Rostarten werden durch verschiedene Bacillus-Arten bekämpft. und fluoreszierende Pseudomonaden. Colletotrichum orbiculare kann nachfolgende Infektionen selbst unterdrücken, wenn es so manipuliert wird, dass durch die Infektion des untersten Blattes eine systemische Resistenz der Pflanze induziert wird.

Schwierigkeiten

Ein erheblicher Teil der kritischen landwirtschaftlichen, gartenbaulichen, forstwirtschaftlichen und städtischen Schädlinge sind exotische invasive Arten. Diese Arten kommen häufig ohne ihre gemeinsam entwickelten Parasiten, Krankheitserreger und Raubtiere an, sodass sich ihre Populationen unkontrolliert vermehren können. Obwohl die Einführung natürlicher Feinde für diese Schädlinge eine logische Bekämpfungsstrategie zu sein scheint, bringt sie oft unvorhergesehene Auswirkungen mit sich. Regulierungsrahmen können sich als unzureichend erweisen, was zu unvorhergesehenen Auswirkungen auf die biologische Vielfalt führen kann, und die erfolgreiche Umsetzung solcher Techniken kann durch unzureichendes Wissen bei landwirtschaftlichen Praktikern behindert werden.

Unbeabsichtigte ökologische Auswirkungen

Biologische Kontrollmethoden besitzen die Fähigkeit, die biologische Vielfalt durch verschiedene Mechanismen zu beeinflussen, darunter Raub, Parasitismus, Pathogenität, Konkurrenz oder andere Formen der Interaktion mit Nichtzielarten. Eingesetzte Bekämpfungsmittel zielen nicht ausschließlich auf den beabsichtigten Schädling ab, sondern beeinträchtigen häufig auch einheimische Arten. Beispielsweise sind Schlupfwespen, die in den 1940er Jahren nach Hawaii eingeführt wurden, um einen Lepidopteren-Schädling zu bekämpfen, immer noch vorhanden und haben möglicherweise schädliche Auswirkungen auf das einheimische Ökosystem. Dennoch sind umfassende Studien zum Wirtsspektrum und zu den ökologischen Auswirkungen erforderlich, bevor endgültige Auswirkungen auf die Umwelt festgestellt werden können.

Wirbeltiere sind im Allgemeinen als biologische Schädlingsbekämpfungsmittel ungeeignet, da sie dazu neigen, sich allgemein zu ernähren, und zahlreiche prominente Fälle gescheiterter Biokontrollinitiativen betreffen solche Arten. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die absichtliche Einführung der Aga-Kröte (Rhinella Marina) in Australien mit dem Ziel, den Grauen Rohrkäfer (Dermolepida albohirtum) und andere Zuckerrohrschädlinge zu bekämpfen. Im Jahr 1935 wurden 102 aus Hawaii stammende Kröten in Gefangenschaft vermehrt, bevor sie in den tropischen Zuckerrohrfeldern im Norden freigelassen wurden. Nachfolgende Beobachtungen ergaben, dass die eingeschränkte Sprungfähigkeit der Kröten sie daran hinderte, Zuckerrohrkäfer zu jagen, die die oberen Stängel der Pflanzen bewohnen. Trotzdem vermehrte sich die Aga-Kröte schnell, indem sie andere Insekten fraß, einheimische Amphibienarten aus ihren Lebensräumen verdrängte und neuartige Krankheiten einführte, was zu einem erheblichen Rückgang der einheimischen Kröten- und Froschpopulationen führte. Darüber hinaus sondert die Aga-Kröte Giftstoffe aus ihren Ohrspeicheldrüsen ab, wenn sie bedroht oder angefasst wird, was bei einheimischen australischen Raubtieren, darunter Warane, Tigerschlangen, Dingos und nördlichen Beutelmarder, die versuchten, sie zu fressen, Schaden oder Tod verursachte. Jüngste Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass einheimische Raubtiere sowohl physiologisch als auch verhaltensmäßig adaptive Reaktionen zeigen, die eine langfristige Erholung der Population erleichtern können.

Der samenfressende Rüsselkäfer Rhinocyllus conicus wurde in Nordamerika eingeführt, um die invasive Moschusdistel (Carduus nutans) und die Kanadische Distel (Cirsium arvense) zu bekämpfen. Dieser Rüsselkäfer jagt jedoch auch einheimische Distelarten und beeinträchtigt die endemische Platte-Distel (Cirsium neomexicanum), indem er sich bevorzugt auf größere Pflanzen konzentriert, wodurch der Genpool verringert, die Samenproduktion verringert und letztendlich die Persistenz der Art gefährdet wird. Gleichzeitig wurde der Rüsselkäfer Larinus planus eingesetzt, um die Kanadische Distel zu bekämpfen, doch er fügte anderen Distelarten, darunter einer als bedroht eingestuften, ebenfalls Schaden zu.

Der kleine Asiatische Mungo (Herpestes javanicus) wurde nach Hawaii eingeführt, um die Rattenpopulation zu bekämpfen. Es kam jedoch zu einem kritischen ökologischen Missverhältnis: Mungos sind tagaktiv, Ratten dagegen überwiegend nachtaktiv. Folglich jagte der Mungo vorwiegend die auf Hawaii endemischen Vogelarten, insbesondere deren Eier, und nicht das beabsichtigte Ziel der Ratten. Derzeit stellen sowohl Ratten- als auch Mungopopulationen eine erhebliche Bedrohung für die einheimische Vogelfauna dar. Diese Einführung erfolgte ohne ein umfassendes Verständnis der möglichen ökologischen Auswirkungen, da es zu diesem Zeitpunkt noch keine regulatorischen Rahmenbedingungen gab. Zeitgenössische Praktiken erfordern eine strengere Bewertung, um ähnliche Veröffentlichungen zu verhindern.

Der robuste und sich stark fortpflanzende Östliche Mückenfisch (Gambusia holbrooki), der im Südosten der Vereinigten Staaten beheimatet ist, wurde in den 1930er und 1940er Jahren weltweit verbreitet, um Mückenlarven zu fressen und dadurch die Übertragung von Malaria einzudämmen. Dennoch blühte diese Art zum Nachteil der lokalen Wasserfauna auf und führte zu einem Rückgang der endemischen Fisch- und Froschpopulationen durch interspezifische Konkurrenz um Nahrungsressourcen und direkte Beute ihrer Eier und Larven. In Australien bleibt die Bewirtschaftung der Mückenfischpopulationen ein umstrittenes Thema; 1989 kamen die Forscher A. H. Arthington und L. L. Lloyd zu dem Schluss, dass „die biologische Populationskontrolle weit über die gegenwärtigen Möglichkeiten hinausgeht.“

Bildung von Landwirten und Züchtern

Ein erhebliches Hindernis für die umfassende Umsetzung biologischer Schädlingsbekämpfungsstrategien ergibt sich aus der etablierten Präferenz der Landwirte für konventionelle Pestizidanwendungen. Dennoch haben Pestizide mehrere unerwünschte Folgen, wie z. B. die Förderung der Schädlingsresistenz und die Ausrottung natürlicher Feinde. Diese Auswirkungen können in der Folge Ausbrüche von Schädlingsarten auslösen, die nicht zu den Zielschädlingen gehören, und Auswirkungen auf Kulturpflanzen haben, die von den behandelten Gebieten entfernt liegen. Um die Akzeptanz biologischer Kontrollmethoden durch die Landwirte zu verbessern, hat sich ein erfahrungsbasierter Lernansatz als wirksam erwiesen. Dabei geht es um die Demonstration unkomplizierter Feldexperimente, die eine direkte Beobachtung der Schädlingsprädation ermöglichen oder die Darstellung von Fällen parasitierter Schädlinge ermöglichen. Auf den Philippinen, wo die Anwendung von Insektiziden gegen Blattfalterraupen in der Frühsaison üblich war, wurde den Erzeugern empfohlen, sich an eine Richtlinie zu halten, die das Sprühen in den ersten 30 Tagen nach der Verpflanzung verbietet. Diese Intervention führte zu einer Reduzierung des Insektizideinsatzes um ein Drittel und zu einer deutlichen Veränderung der Wahrnehmung der Landwirte in Bezug auf den Einsatz von Insektiziden.

Zugehörige Methoden

Ein Ansatz im Zusammenhang mit der biologischen Schädlingsbekämpfung besteht darin, sterile Individuen in die einheimische Population eines Zielorganismus einzuführen. Diese Methode wird häufig auf Insekten angewendet, bei denen eine beträchtliche Menge strahlensterilisierter Männchen in die Umwelt freigesetzt wird, um mit einheimischen Männchen um Paarungsmöglichkeiten mit Weibchen zu konkurrieren. Weibchen, die mit diesen unfruchtbaren Männchen kopulieren, produzieren anschließend unbefruchtete Eier, was zu einer Verringerung der Populationsgröße führt. Eine andauernde, wiederholte Einführung unfruchtbarer Männchen kann im Laufe der Zeit zu einem erheblichen Rückgang der Gesamtpopulation des Organismus führen. Eine vergleichbare Technik wurde kürzlich zur Unkrautbekämpfung eingesetzt und nutzt bestrahlten Pollen, um missgebildete, nicht keimfähige Samen zu erzeugen.

Referenzen

Referenzen

• K. Esser und J.W. Bennett, Herausgeber (2002). XI Landwirtschaftliche Anwendungen. Die Mycota – Eine umfassende Abhandlung über Pilze als experimentelle Systeme für Grundlagen- und angewandte Forschung. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. P. VII-388. ISBN 978-3-662-03059-2. OCLC 851379901.Elad, Yigal; Freeman, Stanley. „Biological Control of Fungal Plant Pathogens". .

  Allgemein

  • Wiedenmann, R. (2000). Einführung in die biologische Kontrolle. Midwest Institute for Biological Control, Illinois.
  • Cowie, R. H. (2001). „Können Schnecken jemals wirksame und sichere Biokontrollmittel sein?“ (PDF). International Journal of Pest Management. 47 (1): 23–40. Cook, R. James (September 1993). „Making Greater Use of Introduced Microorganisms for Biological Control of Plant Pathogens". Annual Review of Phytopathology. 31 (1): 53–80. USA Kongress, Office of Technology Assessment (1995). „Biologisch basierte Technologien zur Schädlingsbekämpfung“ (PDF). Ota-Env-636.Felix Wäckers; Paul van Rijn & Jan Bruin (2005). Pflanzliche Nahrung für fleischfressende Insekten – ein schützender Mutualismus und seine Anwendungen. Cambridge University Press, 2005. ISBN 978-0-521-81941-1.Auswirkungen auf die einheimische Artenvielfalt
    • Pereira, M. J.; et al. (1998). „Erhaltung der natürlichen Vegetation auf den Azoreninseln“. Bol. Mus. München. Funchal. 5: 299–305.Cory, J.; Myers, J. (2000). „Direkte und indirekte ökologische Auswirkungen der biologischen Kontrolle“.Trends in Ökologie & Evolution. 15 (4): 137–139. Wirtschaftliche Auswirkungen
      • Griffiths, G. J. K. (2007). „Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit von Schutzlebensräumen zur Erhaltung“. Biologische Kontrolle. 45: 200–209. doi:10.1016/j.biocontrol.2007.09.002.Collier, T.; Steenwyka, R. (2003). „Eine kritische Bewertung der ergänzenden biologischen Kontrolle“. Ökonomie der Augmentation. 31 (2): 245–256. doi:10.1016/j.biocontrol.2004.05.001.
        • Verband der Hersteller natürlicher biologischer Pflanzenschutzmittel
        • Internationale Organisation für biologische Kontrolle