Bacillus thuringiensis

Bacillus thuringiensis ist ein im Boden lebendes Bakterium, das aber auch in den Raupen einiger Schmetterlinge und auf Pflanzen vorkommt. Es wurde 1901 in Japan durch Ishiwata Shigetane (jap. 石渡繁胤) und 1911 von Ernst Berliner (1880–1957) in Deutschland beschrieben (er entdeckte eine Krankheit namens „Schlaffsucht“ bei Raupen). Anscheinend handelt es sich bei B. thuringiensis um dieselbe Art wie Bacillus cereus und Bacillus anthracis, die sich nur in den Plasmiden unterscheiden. Wie alle anderen Bacillus-Arten sind sie aerob und bilden Endosporen.

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Bt-Toxin

B. thuringiensis produziert ein Gift (Bt-Toxin), das tödlich auf die Larven von Insekten der Ordnungen der Käfer, Schmetterlinge und Zweiflügler (Mücken und Fliegen) wirkt, aber bislang als harmlos für andere Lebewesen angesehen wird, da das Toxin nur bei den hohen pH-Werten, die in einem Insektendarm herrschen, aktiv wird. Deshalb werden die Sporen von B. thuringiensis auch im ökologischen Landbau und in der Forstwirtschaft als Pflanzenschutzmittel eingesetzt. Zu kaufen gibt es B. thuringiensis als Sporangien. Diese Sporangien bestehen aus einer Spore und einem Toxinkristall. Das Toxin lähmt die Darmwand. Diese wird spröde und porös sodass B. thuringiensis in den Körper eindringen und sich vermehren kann. Durch den Befall des Darmes verhungern die Insekten.

Angewendet wird das Pflanzenschutzmittel in Form einer Suspension (fester Stoff im Schwebezustand in einer Flüssigkeit) gegen freifressende Schmetterlingsraupen. Benötigt werden 2-4 Liter pro Hektar. Die Kosten belaufen sich auf 25-50€/ha. Dieses Mittel wird in Frankreich seit 1938, in den USA seit 1950 eingesetzt. Heute werden verschiedene Unterarten gegen verschiedene Insekten eingesetzt; so ist zum Beispiel B. thuringiensis israelensis wirksam gegen Moskito-Larven. Andere eingesetzte Unterarten sind B. thuringiensis kurstaki, B. thuringiensis aizawa, B. thuringiensis san diego, und B. thuringiensis tenebrionis.

Anwendung in der Gentechnik

Bt-Produkte machten weniger als zwei Prozent des Weltmarkts für Insektizide aus, als ab 1996 Gene für Bt-Toxine auf gentechnischem Wege in verschiedene Pflanzen eingeführt wurde. Inzwischen wird Bt-Mais und Bt-Baumwolle weltweit auf einer Fläche von 22,4 Millionen Hektar angebaut (Stand: 2004); das ist mehr als die gesamte deutsche Ackerfläche. Wegen negativer Auswirkungen auf den Monarchfalter und weil Insekten gegen das Gift Resistenzen entwickeln könnten, ist diese Vorgehensweise umstritten.

Ab 1996 war auch eine Bt-Kartoffel auf dem Markt, die 2001 wegen Verbraucherbedenken und der Einführung eines neuartigen Insektizids vom Markt genommen wurde.

Bt-Mais hat laut US-Umweltschutzbehörde 1996 "keine messbaren Auswirkungen auf Wasser-Kleintiere". Forscher im US-Bundesstaat Indiana entdeckten 2007 aber, dass das Designer-Getreide Flüsse vergiftet. Die Biologin Jennifer Tank von der Universität Notre Dame führte in einer dicht bepflanzten Gegend eine Studie durch. Dabei stellte Sie fest, dass zahlreiche Pflanzenteile (Pollen, Blätter und Kolben) weite Strecken durchwandern und sogar Seen und große Ströme erreichen.

Die Köcherfliegen (eine beliebte Futterquelle von Fischen und Amphibien) sterben, nachdem sie die schwimmenden BT-Maispollen fressen, eines vorzeitigen Todes. Diese Studie beweist also, dass BT-Mais auch andere (nützliche) Insekten vernichtet.

Verwandtschaft mit Bacillus cereus

Im Jahr 2000 haben Wissenschaftler im Fachjournal "Applied and Environmental Microbiology" dargelegt, dass es sich beim alternativen Pflanzenschutzbakterium Bacillus thuringiensis, dem Milzbranderreger Bacillus anthracis und dem Lebensmittel vergiftenden Bacillus cereus um die Variationen einer einzigen Spezies handelt. Die Keime von Bacillus cereus bilden ein hämolytisches und ein nichthämolytisches Enterotoxin, sowie Cytotoxin K, (ein enterotoxisches Protein). Dieses Bakteriengift kann beim Menschen nicht nur erhebliche Durchfälle hervorrufen, sondern auch zu Todesfällen führen.

2001 wurde daher Bacillus cereus IP 5832 als Probiotikum in der Tierernährung verboten, weil nach Meinung des wissenschaftlichen Ausschusses für Futtermittel der EU - Kommission (SCAN / Scientific Committee of Animal Nutrition) von dem Bakterienstamm ein potentielles Risiko für den Verbraucher ausging.

Literatur

• Erlendur Helgason, Ole Andreas Økstad, Dominique A. Caugant, Henning A. Johansen, Agnes Fouet, Michéle Mock, Ida Hegna und Anne-Brit Kolstø: Bacillus anthracis, Bacillus cereus, and Bacillus thuringiensis - One Species on the Basis of Genetic Evidence. In: Applied and Environmental Microbiology. Bd. 66, Nr. 6, 2000, S. 2627-2630.
• Kristine Frederiksen, Hanne Rosenquist, Kirsten Jørgensen und Andrea Wilcks: Occurrence of Natural Bacillus thuringiensis Contaminants and Residues of Bacillus thuringiensis-Based Insecticides on Fresh Fruits and Vegetables. In: Applied and Environmental Microbiology. Bd. 72, Nr. 5, 2006, S. 3435-3440.
• Jörg Romeis, Michael Meissle und Franz Bigle: Transgenic crops expressing Bacillus thuringiensis toxins and biological control. In: Nature Biotechnology. Bd. 24, Nr. 1, 2006, S. 63-71.

Dr. Renate Kaiser-Alexnat: Bacillus thuringiensis, B.t.-Präparate und B.t.-Pflanzen