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Lexikon der Biologie: Biopestizide

Biopestizide [von *bio –, latein. pestis = Seuche, -cida = -tötend], biologische Pflanzenschutzmittel, Sammelbegriff für Substanzen aus natürlichen Quellen (Tiere, Pflanzen, Mikroorganismen) oder artspezifische Insektenviren (Arthropodenviren), die zum Schutz von Nutzpflanzen vor Schädlingen und Pflanzenkrankheiten eingesetzt werden ( vgl. Tab. ). Der Anteil der Biopestizide am Pestizid-Weltmarkt beträgt derzeit nur wenige Prozent, was zum Teil auf hohe Produktionskosten, aber auch auf die weniger radikale Wirkung der Biopestizide im Vergleich zu den herkömmlichen Pestiziden zurückzuführen ist. Frühe Beispiele sind Pyrethrum-Präparate (Pyrethrine), Nicotin-haltige (Nicotin) Mittel aus Tabak und Rotenon-haltige Extrakte (Rotenoide) aus einigen tropischen Hülsenfrüchtlern. Vor ca. 30 Jahren wurden erstmals aus Bacillus thuringiensis mehrere Proteine isoliert, die während der Sporenbildung (Endosporen) vom Bakterium gebildet werden. Diese Proteine werden durch enzymatische Spaltung im Darmtrakt von Insekten in ihre toxische Form umgewandelt (Giftung). Die so entstandenen Toxine (Bakterientoxine) binden an Rezeptoren, zerstören die Zellmembranen der Epithelschicht des Darms und führen dadurch zum Tod der Schädlinge. Heute werden diese Toxine in großem Umfang zur Bekämpfung von Nahrungsschädlingen und Krankheitsüberträgern eingesetzt (Bacillus-thuringiensis-Toxin). Weitere Toxine, vor allem Neurotoxine anderer Herkunft (z. B. aus der Milbe Pyemotes tritici [Kugelbauchmilben] oder dem Skorpion Androctonus australis [Buthidae]), werden als Biopestizide verwendet. Neben der direkten Verwendung zahlreicher neuerer Extrakte natürlicher Herkunft dienen die aktiven Inhaltsstoffe, sofern diese bekannt sind, als Vorbilder für die Suche nach neuen Leitstrukturen zur Herstellung (halb)synthetischer Pflanzenschutzmittel. Ein umfangreiches Screening ist Voraussetzung für die Entwicklung neuer Biopestizide. Die Ausbeute, d. h. die Anzahl praktisch einsetzbarer Präparate, liegt hierbei jedoch oft im Promille-Bereich oder darunter. Erstens sind die wirksamen Komponenten oft bereits bekannt, wobei Einzelkomponenten unwirksam sein können und nur im synergistischen Zusammenspiel im Gesamtextrakt effektive Pflanzenschutzmittel darstellen. Dies schließt eine synthetische Herstellung aus. Zweitens sind Substanzen, die unter experimentellen Laborbedingungen eine ausreichende Wirksamkeit aufweisen, dennoch in vielen Fällen nicht für den Freilandeinsatz geeignet. Neben den in der Tab. aufgeführten Präparaten ist eine Reihe weiterer Insektizide(Bioinsektizide), Fungizide (Biofungizide), Herbizide (Bioherbizide) und Akarizide biologischen Ursprungs bekannt, die eine ausreichende Wirksamkeit besitzen und sich zum Teil in der praktischen Entwicklung befinden. Außerdem kommen artspezifische Insektenviren (z. B. Baculoviren) zur Bekämpfung bestimmter Schädlinge zur Anwendung. Wie auch bei der chemischen Schädlingsbekämpfung kann es zur Entwicklung von Resistenzen kommen, z. B. bei Bacillus-thuringiensis-Toxinen durch Ausbildung veränderter Rezeptoren, die das Toxin nicht mehr binden können. Es ist daher eine kontrollierte Verwendung solcher Biopestizide anzustreben. Azadirachtin, Nimbaum.

M.H.

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