Universalabwehr

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DDT, einst als Wunderheilmittel gegen Schadinsekten gepriesen, ist seit langem verpönt und verfehlt inzwischen auch seine Wirkung bei vielen Insekten. Denn die Tiere wissen sich gegen das Gift und andere Chemikalien zu wehren - mit einem einzigen Gen.

Andreas Jahn

Bild — © Spektrum Akademischer Verlag (Ausschnitt)

Im Jahr 1948 erhielt Paul Müller den Nobelpreis für Medizin für eine Entdeckung, die als Segen der Menschheit angesehen wurde: Müller hatte herausgefunden, dass eine Substanz, die der Chemiker Othmar Zeidler 1874 erstmals hergestellt hatte, stark insektizid wirkt. Endlich schien das lang gesuchte Wundermittel gegen gefährliche Krankheitsüberträger wie Stechmücken, Fliegen und Läuse gefunden zu sein. Und in der Tat erwies sich das Mittel, das in den darauffolgenden Jahrzehnten weltweit massenhaft eingesetzt wurde, als hoch effektiv. Sein Name: Dichlordiphenyltrichlorethan oder kurz DDT.

Doch schon bald zeigte sich die Kehrseite der Medaille: DDT wirkt nicht nur auf Insekten, es reichert sich auch im Fettgewebe von Wirbeltieren einschließlich des Menschen an und gilt als mutationsauslösend und cancerogen. Daher ist die Produktion und der Einsatz in den meisten europäischen Ländern heute verboten, in vielen Entwicklungsländern wird es aber nach wie vor angewendet.

Doch inzwischen wussten sich die Insekten zu wehren: Sie entwickelten Resistenzen, sodass DDT und seine Abkömmlinge immer mehr ihre Wirksamkeit verloren. Hierzu nutzen sie eine Gruppe von Entgiftungsenzymen, die aufgrund ihres Absorptionsmaximums bei 450 Nanometern Cytochrom-P₄₅₀-System genannt wird.

Auch die Taufliege Drosophila melanogaster, die nicht gerade den Ruf eines gefährlichen Krankheitsüberträgers genießt, dafür bei Genetikern umso beliebter ist, hat Resistenzen gegen DDT entwickelt. Da ihr Genom nahezu vollständig entziffert ist, wählte Phil Daborn von der University of Bath das Insekt als Modellorganismus, um die Mechanismen der Resistenzen genauer zu untersuchen. Dabei wollten Daborn und seine Kollegen herausfinden, welches der etwa 90 P₄₅₀-Gene für die DDT-Resistenz verantwortlich ist.

Bekannt war bereits, dass DDT-R, ein Gen außerhalb der P₄₅₀-Genfamilie, hierbei eine Rolle spielt. Wie sich herausstellte, aktiviert es nur ein einziges P₄₅₀-Gen. Und dieses Gen namens Cyp6g1 bewirkt in den resistenten Tieren, dass das Cytochrom-P₄₅₀-System hundertfach effektiver arbeitet als in den Fliegen, denen DDT nach wie vor zusetzt.

Die Forscher überraschte nicht nur die Effektivität einer einzelnen Mutation. Denn neben DDT legt Cyp6g1 auch andere Insektizide lahm, wie Organochlor- und Organophosphorverbindungen, Carbamate oder Neonicotinoide. Offensichtlich scheint die Insektenwelt mit Cyp6g1 ihrerseits ein vielseitiges Wundermittel gegen das einstige Wundermittel gefunden zu haben.

Und die Resistenzen haben sich nicht nur schnell verbreitet, sie sind auch nach wie vor aktiv, trotz des inzwischen eingeschränkten DDT-Einsatzes. Hier sehen die Forscher ein deutliches Alarmzeichen. "Eine einzige Mutation bei einem Schadinsekt kann verheerende Konsequenzen nach sich ziehen", betont Phil Batterham von der University of Melbourne, der an der Arbeit beteiligt war. "Dies sollte uns eine Warnung sein, unsere Strategien zur Insektenbekämpfung zu überdenken."