Um ein Haar hätte die Ratte Razza der wissenschaftlichen Karriere von James Russell ein jähes Ende bereitet. Vor zwölf Jahren setzte Russell, damals Ökologie-Doktorand, mit Peilsendern ausgestattete Ratten auf kleinen Inseln vor der Küste Neuseelands aus, um herauszufinden, wie die Tiere dort Fuß fassen und sich zu invasiven Arten entwickeln. Obwohl er hoch und heilig versicherte, die frei gelassenen Nager gründlich zu überwachen und bald darauf zu beseitigen, entwischte ihm eine Ratte – Razza – und schwamm zu einer nahe gelegenen Insel. 18 Wochen lang jagte der Forscher dem Tier nach. Frustriert und betreten fragte er sich voller Sorge, wie dieses Desaster sich auf seine Dissertation auswirken würde. "Ich sah meine Doktorarbeit schon den Bach runtergehen", meint Russell rückblickend.

Zwar gab es bereits eine Menge Literatur, die sich mit der Kontrolle großer Rattenpopulationen beschäftigte. Über das Aufspüren und Töten eines einzelnen Nagetiers – eine ziemlich entscheidende Angelegenheit, wenn man um die komplette Ausrottung einer Spezies bemüht ist – wurde jedoch nur wenig berichtet. "Es zeigte uns, wie schwierig es ist, die allererste Ratte zu fangen, die auf eine Insel gelangt – beziehungsweise die allerletzte Ratte, die man loszuwerden versucht", erklärt Russell, der heute an der University of Auckland tätig ist. Razzas Flucht wurde Gegenstand einer Veröffentlichung in "Nature" und lieferte außerdem die Story für ein beliebtes neuseeländisches Kinderbuch. Heute, nach mehr als zehn Jahren erfolgreicher Projekte zur Ausrottung von Schädlingen, stellt sich Russell einer weitaus größeren Herausforderung. Der Wissenschaftler koordiniert gerade Forschung und Entwicklung eines Programms zur Eliminierung aller invasiven räuberischen Wirbeltiere Neuseelands – etwa Ratten, Fuchskasus und Hermeline – bis zum Jahr 2050, das dem Schutz der seltenen endemischen Arten des Landes dienen soll und das die neuseeländische Regierung im Juli 2016 beschlossen hat.

Dieser kühne Plan sei gar nicht so abwegig, wie er vielleicht klingt, meint Josh Donlan, Direktor des Beratungsunternehmens Advanced Conservation Strategies, das bereits diverse Projekte zur Ausrottung invasiver Arten in Europa, Südamerika und den Vereinigten Staaten auf den Weg gebracht hat. Mit Hilfe so genannter Megaausrottungen sind auf der ganzen Welt mehr als 1000 Inseln von invasiven Spezies befreit worden, und in Neuseeland, wo einige der führenden Experten auf diesem Gebiet zu Hause sind, wurden mehr als 200 solcher Aktionen durchgeführt. Mit ausreichend Geld, Zeit und politischem Willen sollte es möglich sein, das gesamte Land zu "bereinigen", so Donlan.

Die Größenordnung des anvisierten Ziels bedeutet allerdings einen gewaltigen Sprung, denn bislang stellt das 128 Quadratkilometer umfassende australische Macquarie Island die größte Insel dar, die je von invasiven Arten befreit wurde. Die Gesamtfläche Neuseelands dagegen beträgt etwa 268 000 Quadratkilometer; außerdem erschweren die großen und kleinen Städte des Landes eine Beseitigung der Tiere und bieten diesen zahllose Möglichkeiten, sich zu verstecken. "Mit den gängigen Methoden ist das nicht zu schaffen", erklärt Richard Griffiths, Ökologe bei der Umweltschutzorganisation Island Conservation in Auckland. Für größere Maßstäbe sind neue Ansätze erforderlich.

"Die entlaufene Ratte zeigte uns, wie schwierig es ist, die allererste Ratte zu fangen, die auf eine Insel gelangt – beziehungsweise die allerletzte Ratte, die man loszuwerden versucht"James Russell

An dieser Stelle kommen James Russell und seine Kollegen ins Spiel. Sie stehen am Beginn eines groß angelegten Forschungsprojekts, um einige der notwendigen Technologien zu entwickeln, etwa neuartige Köder, artspezifische Giftstoffe sowie genetische Manipulationen, die die Fertilität der Tiere beeinträchtigen. Für den Erfolg des Projekts sind öffentliche und politische Unterstützung nötig – und natürlich Finanzmittel. In einem 2015 veröffentlichten Artikel schätzte das Forscherteam die Gesamtkosten auf etwa neun Milliarden Neuseeland-Dollar (knapp sechs Milliarden Euro) und argumentierte, die Einsparungen bei Schädlingsbekämpfungsprogrammen sowie die Verringerung von Umweltschäden und Ernteverlusten würden die Kosten bei Weitem decken. Die Argumente der Wissenschaftler konnten überzeugen. "Unsere Regierung hat sich einfach unsere Veröffentlichung gegriffen und unter Berücksichtigung der Begleitumstände und des Wohlwollens der Öffentlichkeit dieses Forschungsprogramm beschlossen", berichtet Russell. "Seitdem geht es hier ganz schön hektisch zu."

Paradebeispiel für die Auswirkungen invasiver Arten

Neuseeland gilt als Paradebeispiel für die verheerenden Auswirkungen invasiver Arten. Über Jahrtausende war es ein Eiland der kleinen Eidechsen und flugunfähigen Vögel, etwa des symbolträchtigen Kiwis. Seit der Ankunft der ersten Landsäugetiere einschließlich des Menschen vor ungefähr 750 Jahren hat sich die Zahl der heimischen Wirbeltierspezies nahezu halbiert, und mindestens 51 Vogelarten sind in dieser Zeit verschwunden. Die Verluste beschleunigten sich dramatisch, nachdem gegen Ende des 18. Jahrhunderts die Europäer nach Neuseeland gekommen waren. Die säugetierartigen Schädlinge stellen eine enorme Belastung für die neuseeländische Wirtschaft dar. Jedes Jahr gibt die Regierung etwa 70 Millionen Neuseeland-Dollar (rund 47 Millionen Euro) für Programme zur Bekämpfung tierischer Schädlinge aus, und invasive Beutegreifer bescheren dem Land einen geschätzten jährlichen Produktivitätsverlust von 3,3 Milliarden Neuseeland-Dollar (etwa 2,2 Milliarden Euro). Diese Verluste betreffen zwar größtenteils die Landwirtschaft, allerdings befürchten Regierungsvertreter auch, dass der Ruf des Landes, das als Reiseziel der unberührten Naturschönheiten gilt, Schaden nehmen könnte. "Im Jahr 2016 hat der Tourismus die Landwirtschaft als unsere größte Einnahmequelle überholt", meint Umweltministerin Maggie Barry. "Unsere Umwelt ist es, die die Menschen nach Neuseeland zieht."

Auch wenn die ökologischen und ökonomischen Argumente bereits seit einiger Zeit bekannt sind, schreiben es viele dem Physiker Paul Callaghan zu, die Öffentlichkeit zur Unterstützung der Ausrottungspläne bewogen zu haben. Callaghan war ein herausragender Wissenschaftler und für die Neuseeländer ein Begriff wie etwa David Attenborough – ein Mann, der populäre Bücher schrieb und Fernsehsendungen über Wissenschaft und Innovation moderierte. 2012 ermutigte er die Neuseeländer in einer öffentlichen Rede, die heimische Fauna des Landes durch Vernichtung der invasiven Schädlinge zu retten. "Es ist verrückt und ambitioniert, aber ich denke, es ist einen Versuch wert", erklärte Callaghan in dieser Ansprache, die seine letzte sein sollte; wenige Monate später erlag er einem Krebsleiden. Sein Appell jedoch sensibilisierte die Öffentlichkeit und setzte eine Welle der Unterstützung für lokale Naturschutzprogramme zur Erhaltung heimischer Vogel- und anderer Tierarten in Gang.

Ein Großteil der Techniken zur Bereinigung von Inseln ist bereits gut etabliert. Das Standardverfahren zur Tötung von Ratten und anderen Eindringlingen stellen Köderstationen dar, die mit Gift – üblicherweise Natriumfluoracetat, auch bekannt als 1080, oder dem Antikoagulans Brodifacoum – versetzt und per Hubschrauber flächendeckend ausgebracht werden. Die wenigen Tiere, die diese chemische Attacke überleben, werden entweder in Fallen gefangen oder geschossen. Die aktive Phase einer Ausrottung verläuft sehr schnell. Es dauere nur ein paar Tage, um die Köder zu verteilen, und innerhalb weniger Wochen seien alle Eindringlinge verschwunden, sagt Richard Griffiths. Die meiste Zeit wird für die Vorbereitungen benötigt. "Im Allgemeinen hast du nur eine Chance, es richtig zu machen", erklärt Griffiths, was hauptsächlich den hohen Kosten geschuldet ist. "Deswegen sind 90 Prozent der Arbeit Planung und Logistik."

2011 konnte Griffiths ein Vierjahresprojekt zur Ausrottung aller invasiven Säugetiere auf Rangitoto und Motutapu, zwei bewohnten Inseln mit einer Gesamtfläche von 38 Quadratkilometern, zum Abschluss bringen, dessen Kosten 3,5 Millionen Neuseeland-Dollar (etwa 2,3 Millionen Euro) betrugen. Nach einer zweijährigen Planungs- und Beratungsphase mit den Menschen vor Ort wurden die Ratten innerhalb von drei bis vier Wochen vernichtet; im Anschluss kümmerten sich Naturschützer etappenweise um die Beseitigung von Kaninchen, Hermelinen, Igeln und wild lebenden Katzen. Da die Inseln von Menschen bewohnt werden und in räumlicher Nähe zu Auckland liegen, der größten Stadt Neuseelands, die ein großes Reservoir potenzieller Neueindringlinge darstellt, wurden die Arbeiten zusätzlich erschwert. "Die Fähre zwischen Auckland und den Inseln geht sechsmal am Tag und befördert Hunderte von Menschen, und am Wochenende rücken sie mit Booten an", berichtet Russell. Per Anhalter fahrende Ratten und Mäuse werden etwa einmal pro Jahr abgefangen; in den vergangenen fünf Jahren blieben die Inseln jedoch frei von Schädlingen.

"Wir sind ziemlich gut im Töten, aber um unser Ziel zu erreichen, sind wir auf wissenschaftliche Durchbrüche angewiesen"Maggie Barry

Der Plan, ganz Neuseeland von invasiven Wirbeltieren zu befreien, bedeutet nicht einfach nur, die Bemühungen zu verstärken. "Wir sind ziemlich gut im Töten", meint Maggie Barry, "aber um unser Ziel zu erreichen, sind wir auf wissenschaftliche Durchbrüche angewiesen." Die ersten Fortschritte wünscht sich Richard Griffiths im Bereich neue Köder, Gifte und Fallen sowie bei Hilfsmitteln zum Aufspüren der Eindringlinge. Der Wirkstoff 1080, ein effektives Pestizid, findet bereits seit den 1950er Jahren breite Anwendung, allerdings können auch Jagdtiere wie etwa Rotwild und Schweine (bei denen es sich ebenfalls um eingeführte Arten handelt, die aber nicht Ziel der Ausrottungskampagne sind) daran zu Grunde gehen; für den Kea oder Bergpapagei (Nestor notabilis), eine einheimische Vogelart, stellt es ebenfalls eine Gefahr dar. Viele Jäger und Tierschutzorganisationen lehnen daher den Einsatz der Chemikalie ab, insbesondere das Versprühen vom Hubschrauber aus. "Etwas, was ganz gezielt nur gegen Ratten oder Mäuse gerichtet ist, wäre wunderbar", meint Griffiths. Was den Fuchskusu betrifft, planen Russell und seine Mitarbeiter die Sequenzierung seines Genoms – in der Hoffnung, Zielgene zu identifizieren, die spezifisch für die Biologie dieser Beuteltiere sind.

Drohnen mit Biosensoren detektieren Schädlinge

Durch die Entwicklung von Apparaturen, die minimales menschliches Eingreifen benötigen, könnte auch bei Fallen eine Verbesserung erzielt werden. Eine neuseeländische Firma namens Goodnature stellt bereits Fangvorrichtungen für Ratten und Fuchskusus her, bei denen ein durch komprimiertes Gas getriebener Kolben den Schädel der Tiere zerschmettert. Die Geräte können sich 24-mal selbstständig in den Ausgangszustand zurücksetzen; für die Säuberung sorgen Aas fressende Vögel und Katzen. Andrew Kralicek, ein Kollege Russels, arbeitet zurzeit an der Herstellung drahtloser elektronischer Biosensoren, die in der Lage sind, von Schädlingen abgegebene artspezifische Moleküle zu detektieren. Derartige Vorrichtungen könnten zur Kontrolle von Fallen verwendet werden oder Warnmeldungen abgeben, falls neue Eindringlinge auftauchen. Zur Überwachung von Schafherden kamen in Neuseeland bereits häufiger Drohnen zum Einsatz. Werden diese Flugkörper mit den erwähnten Biosensoren ausgestattet, könnten sie Zielorganismen "erschnüffeln" und gezielt eine exakte Giftdosis abgeben. Dies wäre in Regionen von Vorteil, wo das tonnenweise Abwerfen von Giftködern aus der Luft nicht machbar ist. "Das alles klingt nach einer Zukunft à la Skynet, aber bei der Kontrolle und Bekämpfung von Schädlingen könnte es durchaus funktionieren", meint Russell.

Für die allergrößte Begeisterung in Naturschutzkreisen sorgen jedoch gerade so genannte genetische Biokontrollen: Durch Einführen schädlicher Merkmale in invasive Arten wäre es möglich, deren Verbreitung zu unterdrücken. Das wirkungsvolle Genmanipulationswerkzeug CRISPR-Cas9 ließe sich beispielsweise einsetzen, um ein Gen auszuschalten, das überlebenswichtig ist, eine entscheidende Rolle bei der Fortpflanzung spielt oder ein Tier anfälliger für einen bestimmten Giftstoff macht. Im Anschluss könnten Wissenschaftler mit Hilfe des so genannten "Gene Drive" erreichen, dass sich das manipulierte Gen in der gesamten Population ausbreitet. "Innerhalb von zehn Generationen kann es von einem Prozent der Population auf 100 Prozent gehen", erklärt Ethan Bier, Genetiker an der University of California in San Diego, der Gene Drive verwendet, um genetisch veränderte Mücken herzustellen, die gegen den Malariaerreger resistent sind.

Bislang wurde Gene Drive nur im Labor und hauptsächlich an Insekten erprobt – es gibt jedoch keinerlei Hinweise, dass es nicht auch in freier Wildbahn bei Fuchskusus und Ratten funktionieren würde. Das Problem der Einführung schädlicher Eigenschaften liege darin, dass man gegen die Evolution kämpfe, die dazu neige, nachteilige Mutationen zu eliminieren, erklärt Bier. Zudem besteht die Gefahr von Rückwanderungen – die in Neuseeland eingeschleppten Fuchskusus stammen nämlich ursprünglich aus Australien. Sollte ein "Selbstmord-Fuchskusu" aus einem Gene-Drive-Experiment wieder in die Heimat seiner Vorfahren gelangen, könnte es unter den dortigen Populationen immensen Schaden anrichten. Mit Hilfe einer anderen genetischen Methode, die gerade in Neuseeland im Rahmen von Russells Projekt entwickelt wird, ließen sich einige dieser Schwierigkeiten vermeiden. Die so genannte Trojan Female Technique richtet sich gegen Mitochondrien, jene winzigen "Kraftwerke" innerhalb einer Zelle. Mutationen in mitochondrialer DNA können die Schwimmfähigkeit von Spermien stark beeinträchtigen. Da sich diese genetischen Veränderungen nur auf die Fitness der Männchen auswirken und da Mitochondrien ausschließlich über die Weibchen vererbt werden, entgehen diese Merkmale der natürlichen Selektion. Weibchen, die die Mutation tragen, bringen unfruchtbare männliche Nachkommen zur Welt; ihre Töchter können sich jedoch fortpflanzen und für Nachschub an weiteren sterilen Männchen sorgen.

Ausrottung muss zu 100 Prozent erfolgreich sein

Daniel Tompkins, Ökologe in Dunedin, Neuseeland, hat bereits zusammen mit seinen Kollegen in Computermodellen und Laborexperimenten gezeigt, dass diese Technik bei Taufliegen funktioniert. Eine einzige Freisetzung trojanischer Weibchen hielt die Individuenzahl einer Population über zehn Generationen niedrig, und es gab keinerlei Anzeichen für das Wirken der natürlichen Selektion. Im Fall der Säugetiere wäre es allerdings äußerst kontraproduktiv, Tausende von weiblichen trojanischen Ratten frei zu lassen, denn diese stellen für das Ökosystem eine ebensolche Gefährdung dar wie jene Tiere, die man loszuwerden versucht. Tompkins, der für das staatliche Forschungsinstitut Landcare Research tätig ist, sieht diese Maßnahme daher eher als einen Todesstoß, der verhindert, dass sich Schädlingspopulationen wieder erholen, die durch konventionelle Techniken dezimiert wurden. Wenn nur noch wenige Individuen vorhanden seien, würden einige wenige trojanische Weibchen ein erneutes Anwachsen der Populationen verhindern, erklärt der Ökologe. Diese kleinen Populationen könnten dann auf natürliche Weise aussterben oder in solch geringen Größen überleben, dass sie für einheimische Arten keine Gefahr mehr darstellten.

Bis zum großräumigen Einsatz all dieser Techniken dauere es allerdings noch ein paar Jahre, und keine von ihnen sei eine Wunderwaffe, warnt Russell, der die Lösung in der kombinierten Anwendung mehrerer Methoden über einen längeren Zeitraum sieht. "Die kostengünstigste und am besten geeignete Lösung für den Wald muss nicht unbedingt die zweckmäßigste für den Hinterhof sein", so der Wissenschaftler. Und der Zugang zu ebendiesen Hinterhöfen sei es, mit dem das Projekt stehe oder falle, erklärt Donlan. Eine Ausrottung muss fast zu 100 Prozent erfolgreich sein, um Wirkung zu zeigen; dies wiederum bedeutet, dass es notwendig ist, die Unterstützung von nahezu allen Beteiligten zu gewinnen. Sollten weite Teile der Bevölkerung ihre Kooperation verweigern, könnten bestimmte Gebiete nicht bereinigt und somit zu Rückzugsgebieten für invasive Arten werden. "Das Alles-oder-nichts-Prinzip einer Ausrottung macht gesellschaftliche Angelegenheiten wichtiger und schwieriger", meint Donlan. "Man braucht eine breitere Unterstützung als nur eine einfache Mehrheit."

"In Neuseeland befinden wir uns in einer einzigartigen Lage, denn hier sind die Menschen wirklich bereit, für den Artenschutz zu töten"James Russell

In dieser Hinsicht habe man in Neuseeland ziemliches Glück, sagt Russell. Im ganzen Land gibt es bereits tausende Gruppen von Freiwilligen, die in ihrer Freizeit Fallen aufstellen und kontrollieren. Die Bewohner von Crofton Downs, einem Vorort von Wellington, erklärten beispielsweise ihr Viertel frei von räuberischen Säugetieren, nachdem sie dafür gesorgt hatten, dass in jedem fünften Hinterhof eine Falle platziert wurde. "In Neuseeland befinden wir uns in einer einzigartigen Lage, denn hier sind die Menschen wirklich bereit, für den Artenschutz zu töten", erklärt Russel. "Es ist eine Art Volkssport." Gleichwohl könnte das Projekt in einigen Teilbereichen an die Grenzen der öffentlichen Unterstützung stoßen. In Florida und Brasilien etwa stießen genetische Verfahren zur biologischen Bekämpfung von Stechmücken auf den erbitterten Widerstand der Bevölkerung. Die Neuseeländer befürworten zwar nachdrücklich den Naturschutz, stehen jedoch der Gentechnik im Allgemeinen eher misstrauisch gegenüber. Außerdem werden Gene-Drive-Technologien gerade auf der ganzen Welt äußerst kontrovers diskutiert.

Nicht zuletzt geht es auch um die Finanzierung. Die neuseeländische Regierung und philanthropische Organisationen haben sich verpflichtet, bis zum Ablauf der Frist im Jahr 2050 etwa drei Milliarden Neuseeland-Dollar (knapp zwei Milliarden Euro) zur Verfügung zu stellen – weitaus weniger als die von Russell geschätzten neun Milliarden Neuseeland-Dollar, die zur Realisierung des Projekts benötigt werden. Allerdings hofft die Regierung auf weitere wissenschaftliche Fortschritte, die zu einer Senkung der Kosten beitragen. Und Russell glaubt fest daran, dass diese Fortschritte kommen werden. Er verweist auf die erste Ausrottung von Ratten auf einer ein Hektar großen Insel vor der Küste Neuseelands im Jahr 1963 – zu einer Zeit, in der niemand Derartiges für möglich gehalten hätte. "Wir wissen zwar noch nicht, wie wir es 2050 anstellen werden, aber 1960 hatten wir auch keine Ahnung von den Dingen, die wir 1980 oder 2010 machen würden", sagt Russell. In gewisser Weise ist es seine Erfahrung mit der Ratte Razza, die dem Forscher Hoffnung gibt. Auch wenn das Tier schließlich auf ausgesprochen "untechnische" Weise gefangen wurde – ein Pinguinkadaver stellte sich als unwiderstehlicher Köder heraus –, zwang die Rattenjagd Russell und sein Team dazu, innovative Techniken zu entwickeln, die auch heute noch Verwendung finden. Biosicherheits-Spürhunde können zum Beispiel einzelne überlebende Individuen zur Strecke bringen, und die genetische Sequenzierung von Exkrementen wird zur Identifizierung von Restpopulationen herangezogen. "Es macht mich stolz, wenn ich zurückblicke und sehe, wie weit wir in nur zehn Jahren gekommen sind", meint Russell.