Bundesamt für Naturschutz

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Auswirkungen transgener Pflanzen (GVP) auf Schmetterlinge – bessere Methoden für die Umweltrisikoprüfung

Hintergrund

Zucht des Kohlweisslings Pieris napi (© Marina Lee)
Zu sehen sind ein Zuchtkäfig, Futterpflanzen und Nahrung.

Insektenresistenz (IR) ist eine der häufigsten in gentechnisch veränderten Pflanzen (GVP) genutzte Eigenschaft. IR basiert dabei in der Regel auf neuen Giftstoffen, die in der Pflanze gebildet werden.

Über ein F+E Vorhaben (FKZ 3515890100) hat das BfN die Methoden weiterentwickelt, die in den Zulassungsverfahren die Gefährdung von Schmetterlingen erkennen lassen sollen. Die Methoden, die auch für die Bewertung von Pestiziden verwendet werden können, tragen dazu bei, dass Schmetterlinge, als Teil der Insektenbiodiversität, besser geschützt werden können.

Das Projekt

Kleinschmetterling Ematurga atomaria bei der Paarung (© Marina Lee)
Kleinschmetterling Ematurga atomaria bei der Paarung

Viele der global angebauten GVP sind mit einer Insektenresistenz ausgestattet, um z.B. Schadschmetterlinge zu bekämpfen. Ähnlich wie Pestizide unterliegen auch GVP einem europäischen Zulassungsverfahren. Das BfN ist in dieses Verfahren eingebunden, in dem auch Wirkungen auf sogenannte Nichtzielorganismen abgeschätzt werden müssen. Schmetterlinge spielen dabei eine wichtige Rolle, da Gifte, die gegen den Maiszünsler wirken, auch für andere Schmetterlingsarten ein Risiko darstellen. Pollen spielen dabei eine wichtige Rolle, da Schmetterlingslarven die Gifte über Pollen auf den Futterpflanzen aufnehmen (vgl. Hofmann et al. 2016)

Drei Fragestellungen des F+E Vorhaben sollen hier kurz erläutert werden:


Platten in denen einzelne Larven exponiert werden (© Marina Lee)
Binokular und eine Reihe von Platten (jede mit Vertiefungen für die Larven) auf einem Labortisch.

1. Welche Schmetterlingsarten können am sinnvollsten für Tests (sogenannte ökotoxikologische Testverfahren) verwendet werden?
Auch 10 Jahre nach einer ersten Analyse (Lang & Otto 2010) zeigt sich, dass bisher nur wenige Arten (und vorwiegend Schadschmetterlinge) auf negative Effekte durch IR-GVP getestet wurden. Die Ergebnisse des F+E Vorhabens dokumentieren jedoch, dass eine Vielzahl von Schmetterlingsarten im Labor gehalten und getestet, und somit auch in der Zulassung berücksichtigt werden können. Das F+E Vorhaben stellt dafür ein transparentes, stärker auf die Ökologie ausgerichtetes Verfahren zur Verfügung.

2. Wie sind die aktuell in den Zulassungsverfahren verwendeten Methoden und Arten zu bewerten?
Eine entsprechende Methodenanalyse zeigt deutliche Mängel der für die Zulassung derzeit verwendeten Methoden. Dies betrifft verschiedene Punkte wie z.B. die Versuchsdauer, die Exposition oder die statistische Aussagekraft der Versuche.


Larve von Ematurga atomaria im Fraßversuch (© Marina Lee)
Larve und ein mit Pollen bestäubtes Blattstück in Versuchszelle.

3. Wie können Tests für Zulassungsverfahren verbessert werden?
Mit der Publikation von Lang et al. (2019) wurden Empfehlungen aus dem Vorhaben publiziert, wie Zulassungsunterlagen zur Abschätzung von Effekten von GVO auf Schmetterlingslarven verbessert werden können. Damit sind auch Laborversuche aus dem Vorhaben eingeflossen, in denen eine Reihe methodischer Aspekte und neue Arten untersucht werden konnten.
Die Versuche zeigen unter anderem die Nachteile von bakteriell hergestellten Toxinen, die derzeit als Ersatz für die Toxine aus den GVO, in den meisten Zulassungsstudien verwendet werden.

Ausblick

Schmetterlinge sind ein wichtiger Teil der Insektenvielfalt. Um den Schutz von Schmetterlingen beim Anbau von GVO oder beim Einsatz von Pestiziden zu verbessern, sind ökotoxikologische Tests für diese Insektengruppe sinnvoll. Mit dem F+E Vorhaben wurden speziell Testverfahren untersucht, bei denen Toxine über die Nahrung aufgenommen werden. Dies ist nicht nur bei GVO, sondern auch bei systemischen Insektiziden der Fall. Die Ergebnisse können damit auch für die Risikobewertung von Pestiziden genutzt werden.

Die Ergebnisse aller Forschungsteile werden im Lauf des Jahres 2020 vollständig in Fachzeitschriften publiziert werden.

Publikationen/weiterführende Links

Lang, Andreas; Lee, Marina; Dolek, Matthias; Berchtold, Julitta; Otto, Mathias (2019): Laboratory tests with Lepidoptera to assess non-target effects of Bt maize pollen: analysis of current studies and recommendations for a standardised design. Environmental Sciences Europe 31 (1), S. 11908. DOI: 10.1186/s12302-019-0220-2

Hofmann, F., Kruse-Plass, M., Kuhn, et al. (2016): Accumulation and variability of maize pollen deposition on leaves of European Lepidoptera host plants and relation to release rates and deposition by standardised technical sampling. Environmental Sciences Europe, 28, DOI 10.1186/s12302-016-0082-9

Lang, A. & Otto, M. (2010) A synthesis of laboratory and field studies on the effects of transgenic Bacillus thuringiensis (Bt) maize on non-target Lepidoptera. Entomologia Experimentalis et Applicata, 135, 121–134. DOI 10.1111/j.1570-7458.2010.00981.x

Laufzeit

Dezember 2015 - September 2019

Förderprogramm

Forschungs- und Entwicklungsvorhaben

Fachbetreuung im BfN

Dr. Mathias Otto, FG I 2.6

Weitere Informationen

Letzte Änderung: 27.07.2020

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