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07.01.2020

Pheromone günstig herstellen

Pheromone sind eine effektive Waffe gegen Pflanzenschädlinge, in der Herstellung aber teuer. Ein europäisches Forscherteam will diese Botenstoffe nun biotechnologisch herstellen.

Fraßschäden an Nutzpflanzen können durch Pheromone vermieden werden.
Fraßschäden an Nutzpflanzen können durch Pheromone vermieden werden.
Quelle: 
Shutterstock/Kallayanee Naloka

Fressfeinde von Nutzpflanzen, beispielsweise der Maiszünsler, sind für Landwirte eine Plage. Wo die Larven am Werk sind, bleibt kaum ein Blatt übrig. In der Regel helfen nur Pestizide, um den Schädling zu bekämpfen. Im EU-Projekt OLEFINE will ein europäischer Forscherverbund unter Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP in Stuttgart das Problem auf schonendere Weise lösen. Statt die gefräßigen Larven der Falter mit Insektiziden zu bekämpfen, setzt das Team auf Pheromone. Dabei handelt es sich um Duftstoffe, die viele Tiere zur Kommunikation mit Artgenossen nutzen. Diese Botenstoffe haben sich auch bei der Schädlingsbekämpfung als äußerst effektiv erwiesen. Sie sorgen dafür, dass die Männchen die Insektenweibchen nicht finden. So wird die Befruchtung und damit das Ablegen der Eier, aus denen die Larven schlüpfen, verhindert. Doch die chemische Synthese der Botenstoffe ist teuer und oft auch umweltschädlich.

Pheromone günstig aus Hefezellen herstellen

Im Rahmen des Projektes OLEFINE soll ein Verfahren zur Herstellung von Pheromonen entwickelt werden, das kostengünstiger ist. „Statt die Pheromone chemisch zu synthetisieren, setzt das Team auf eine biotechnologische Herstellung“, erläutert Eva Knüpffer, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer IBP. Die Grundlage dafür bilden Hefezellen, die Pheromone unter bestimmten Bedingungen über ihren Stoffwechsel produzieren. Für die Entwicklung des Verfahrens ist das dänische Unternehmen Biophero verantwortlich.

Fraunhofer erstellen Ökobilanz

Die Fraunhofer-Forscher werden im Verlauf des Projektes prüfen, inwiefern Herstellung und Verwendung der biotechnologisch hergestellten Pheromone tatsächlich nachhaltig sind, und eine Ökobilanz erstellen. „Wir untersuchen über Modelle beispielsweise, wieviel Materialien und Energie bei der Herstellung nötig sind und wie sich dies auf die Umwelt auswirkt. Dabei schauen wir uns die einzelnen Schritte sehr detailliert an und zeigen auf, bei welchen Einzelschritten sich Veränderungen stark auswirken würden“, sagt Knüpffer. Die Erkenntnisse der Stuttgarter Forscher werden der Forscherin zufolge von Biophero bei der Prozessentwicklung umgesetzt.

Erste Biotech-Pheromone im Feldversuch

Welche Wirkung diese neuen biotechnologisch hergestellten Pheromone auf die Umwelt haben, wollen die IBP-Forscher in einem Feldversuch ab 2020 untersuchen. Anhand der Daten sollen Fragen wie die zur Auswirkung der Pheromone auf die Biodiversität oder deren Wirkung auf Schädlinge beantwortet werden und die Methode mit der Wirkung herkömmlicher Insektizide verglichen werden. 

Auch die Kostenanalyse liegt bei den Stuttgarter Forschern. Knüpffers hat keinen Zweifel, dass am Ende die biotechnologische Herstellung der Pheromone deutlich kostengünstiger sein wird als die chemische Synthese. Langfristig könnte die sanfte Methode der Schädlingsbekämpfung auch hinsichtlich der Kosten mit herkömmlichen Pestiziden mithalten. „Die Pheromone müssen nur einmal jährlich während der Flugphase der Falter ausgebracht werden, während Insektizide in der Regel mehrmals pro Jahr versprüht werden“, argumentiert die Forscherin. „Daher ist es durchaus denkbar, langfristig in einen ähnlichen Preisrahmen zu kommen wie bei den Pestiziden.“

bb

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