Epidemiologisches Modell zur biologischen Schädlingsbekämpfung bei Insekten

Wie beeinflusst das Leben in Gruppen die Dynamik von Krankheiten? In einem interdisziplinären Forschungsprojekt untersuchten Sebastian Novak, PhD-Studierender in Nick Bartons Gruppe, und Professor Sylvia Cremer die Frage am Beispiel pilzartiger Krankheitserreger, die für die biologische Bekämpfung schädlicher Ameisenarten eingesetzt werden. Ihr epidemiologisches Modell wurde in der aktuellen Ausgabe des Journal of Theoretical Biology veröffentlicht. 

Soziale Insekten (soziale Bienen und Wespen und alle Ameisen und Termiten) sind eine ökologisch sehr erfolgreiche Gruppe. Auch die verheerendsten Schädlingsarten sind soziale Insekten wie z.B: die Rote Importierte Feuerameise und die Argentinische Ameise. Ihr Erfolg lässt sich teilweise auf ein hoch entwickeltes „Soziales Immunsystem“ zurückführen. Dies meint die kollektive Krankheitsabwehr der ganzen Kolonie zusätzlich zur Krankheitsabwehr der einzelnen Ameise. 

Eine wichtige Maßnahme zur biologischen Bekämpfung schädlicher Ameisen ist der Einsatz todbringender pilzartiger Krankheitserreger, die Grüne oder Weiße Muscardine auslöst. Im Gegensatz zur häufigsten Erkrankungen wie Grippe und Windpocken vermehren sich diese Krankheitserreger nicht in oder auf dem lebenden Wirt, sondern sind erst nach dem Tod ihres Wirts ansteckend. Die Infektion neuer Wirte beschränkt sich daher auf den Kontakt mit sporenbildenden Tierkadavern. 

In solchen Systemen von Wirt und Krankheitserregern können soziale Interaktionen zwischen kranken und gesunden Gruppenmitgliedern nur zu einer Neuverteilung infektiöser Partikel durch anfänglichen Kontakt führen, was einen „abschwächenden Effekt“ hat. Damit könnte die Intensität des Kontakts unter das kritische Infektionsniveau absenken, wodurch die Erkrankung zum Verebben gebracht wird. Kollektive Gesundheitsvorsorgemaßnahmen verstärken diese schützende Abschwächung durch die Desinfektion und Entfernung infektiöser Partikel.  

Das Modell ist für die biologische Schädlingsbekämpfung relevant, denn es berücksichtigt die besondere Lebensgeschichte todbringender Krankheitserreger und die Interaktion zwischen in Gruppen lebenden Wirten, seien es ansonsten alleinlebende Arten während der Herdenphase z.B. Wanderheuschrecken oder soziale Wirte wie Ameisenkolonien.