Menu Close

Drie vliegen in één klap

Door miljoenen insekten met een kunstmatige erfelijke ziekte over de akkers te verspreiden, hopen Britse onderzoekers een eind te maken aan menige plaag. Het geheim: de ziekte treft alleen de vrouwtjes.

Een ‘milieuvriendelijke manier om insektenplagen te bestrijden’, noemt het weekblad Science het deze week. Voor een methode die berust op het verspreiden van honderden miljoenen genetisch veranderde insekten, waarvan de vrouwelijke nakomelingen als gevolg van de verandering massaal zullen sterven, is dat op het eerste gezicht een curieuze omschrijving. Maar feit is dat het werk van onderzoekers van de Britse Oxford-universiteit een flinke stap vooruit zou kunnen zijn in het bestrijden van insektenplagen met minder landbouwgif.

Het ‘uitzetten van insekten met een dominant, dodelijk gen,’ noemen de onderzoekers hun nieuwe methode. Die zou de moderne opvolger moeten worden van de ‘steriele-insekten-techniek’, die al sinds het midden van de jaren vijftig met groot succes tegen verscheidene insektensoorten is toegepast. De oude methode is dringend aan verjonging toe, omdat praktische problemen, waaronder hoge kosten, succes bij veel andere plaaginsekten in de weg staat.

Open wonden

De steriele-insekten-techniek, door entomologen kortweg aangeduid als SIT, behoort tot de klassiekers van de populatiebiologie. De methode werd in 1937 uitgedacht door Edward Knipling, een bioloog die in opdracht van het Amerikaanse ministerie van landbouw de strijd tegen insekten moest aanbinden. Volgens Kipling leerden eenvoudige rekensommen dat plagen op een revolutionaire manier kunnen worden bestreden: niet door insekten te doden, maar juist enorme aantallen extra los te laten.

Kniplings toenmalige doelwit was de schroefwormvlieg, een grote, zwarte vlieg met oranje ogen, die op het Amerikaanse continent niet alleen wild en loslopend vee plaagde, maar ook onder mensen dodelijke slachtoffers maakte. De vrouwtjesvlieg legt haar eitjes in open wonden, waar de schroefvormige larven zich hun eerste levensweek tegoed doen aan vers vlees. In plaats van te helen worden de wonden steeds groter, tot het slachtoffer aan infecties sterft.

Geïnspireerd door nieuwe kennis over de effecten van radioactieve straling, die vliegen onvruchtbaar kon maken zonder ze te doden, bedacht Knipling een duivels plan: wanneer hij in het laboratorium steriele mannetjes-vliegen zou kweken, en die in grote aantallen over het veld zou verspreiden, dan zouden vruchtbare mannetjes kunnen worden weggeconcurreerd. Als er op elk moment tien tot honderd keer meer steriele mannetjes dan vruchtbare mannetjes zouden zijn, dan zou de populatie binnen drie, vier generaties zijn uitgestorven.

Het zou tot 1954 duren voor Knipling het geld bij elkaar had om zijn theorie te testen. Dat gebeurde op het eiland Curaçao, een overzichtelijk, geïsoleerd proefterrein. Drie maanden nadat de onderzoeker steriele vliegen begon te verspreiden, was het plaag-insekt geheel van het eiland verdwenen.

Ondanks verzet in wetenschappelijke kringen, waar Kniplings theorie op grote scepsis kon rekenen, volgden een paar jaar later massale uitroeiingsprogramma’s voor de zuidelijke Verenigde Staten. Toen bleek dat vliegen uit Mexico bleven toestromen, werd de frontlinie naar het zuiden verlegd. Dankzij een grote fabriek in de Mexicaanse plaats Tuxtla Gutierrez, die wekelijks een half miljard bestraalde vliegen kweekt, werd de schroefworm sindsdien stap voor stap in zuidelijke richting teruggedrongen. Inmiddels zijn Honduras en Nicaragua praktisch schroefworm-vrij en zal de vlieg zich naar verwachting in 2003 niet meer boven het Panamakanaal vertonen.

Nog altijd is de schroefworm het paradepaardje van de steriele-insekten-techniek. Een bestrijdingsprogramma dat per jaar niet meer dan dertig miljoen dollar kost, voorkomt een jaarlijkse schade van meer dan een miljard, en dat zonder dat er één liter gif aan te pas komt.

De schroefwormvlieg is niet het enige insekt dat met succes via steriele mannetjes is bestreden. Op het Amerikaanse continent zijn onder andere de roze bolworm en de mediterrane fruitvlieg het doelwit; In Afrika wordt, bijvoorbeeld op het eiland Zanzibar, de tsetse-vlieg bestreden. In Nederland beschermen uientelers hun gewassen door steriele uienvliegen uit te zetten.

Toch is de methode lang niet overal een groot succes. Soms is het aantal insekten zo groot dat er niet tegen valt te kweken. Soms is het moeilijk mannetjes steriel te maken zonder ze te verzwakken. En soms zorgt natuurlijke selectie ervoor dat vrouwtjes een voorkeur voor onbestraalde mannetjes krijgen.

Maar vaak ook is er een heel ordinair probleem: geld. Om voor grote gebieden voldoende steriele mannetjes te kweken, zijn grote fabrieken nodig. De kwekerijen zijn duur, deels omdat wordt gewerkt met straling, deels ook omdat de mannetjesvliegen van de vrouwtjes moeten worden gescheiden. In het gunstigste geval zijn de vrouwtjes in het programma alleen maar ‘ballast’, die nodeloos voedingsstoffen en ruimte opeisen. Maar in ongunstigster gevallen doen steriele vrouwtjes het effect van steriele mannetje deels teniet.

Het is hierom dat het idee van de Britse onderzoekers, gepubliceerd in Science (dl. 287, p. 2474), een oplossing kan bieden. Hun truc slaat, om zo te zeggen, drie vliegen in één klap, en kan bestrijding een stuk goedkoper maken.

Bij een Drosophila-fruitvlieg bouwden de Britten twee extra genen in. Die genen bevatten het recept voor een stofwisselingsziekte die alléén bij vrouwtjes optreedt, en waarbij giftig afvalproducten zich ophopen in vetcellen. Voor de vrouwtjes met deze ‘erfelijke ziekte’ is er maar één medicijn: de stof tetracycline. Tot het moment dat ze hun eitjes leggen, krijgen ze het via hun voer. Maar zodra hun taak volbracht is, wordt de ‘behandeling’ met tetracycline gestaakt, en komen alle vrouwtjes om.

De mannetjes, die geen last hebben van hun extra genen, kunnen met vele miljoenen tegelijk worden uitgezet, zelfs zonder eerst bestraald te zijn. Hun vruchtbaarheid kan weinig kwaad, want al hun dochters zullen aan de erfelijke ziekte lijden, en komen zonder tetracycline onmiddellijk om. Van de zoontjes die worden geboren, is een deel drager van de erfelijke ziekte. Met genetisch kunst- en vliegwerk is dit aandeel tot bijna honderd procent op te voeren, menen de onderzoekers, zodat de overlevende zoontjes ook nog eens gratis meewerken aan een nieuwe ronde van het bestrijdingsprogramma.

Hoewel de ingewikkelde truc er op papier goed uitziet, zal het nog wel even duren voor insekten met een ‘dominant dodelijk gen’ massaal zullen worden uitgezet. Zo zullen wetenschappers in hun laboratoria nog een aantal flinke barrières moeten overwinnen. Want de truc mag nu dan bij de Drosophila-fruitvlieg zijn geslaagd, dat biedt nog geen garantie op succes bij andere, in de praktijk veel problematischer insekten. Voor veel soorten ontbreekt de kennis om de benodigde genetische veranderingen aan te brengen.

Bovendien is het enthousiasme voor openlucht-experimenten de laatste jaren niet van dien aard dat honderden miljoenen gemanipuleerde vliegen binnenkort zonder slag of stoot kunnen worden losgelaten. Het wat morbide karakter van de ingebouwde genen zal het er niet eenvoudiger op maken de methode als ‘milieuvriendelijk’ te verkopen, hoeveel radioactieve straling, landbouwgif en geld er ook wordt uitgespaard.

Related Posts