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world of biodiversity

Senckenberg Forschung

SAW-Projekt: Vektoren
 

Vorkommen und Vektorkompetenz von Stechmücken als Überträger von Arboviren in Deutschland 

 

Das Projekt:

 

Gibt es von blutsaugenden Insekten übertragene Infektionskrankheiten wie das West-Nil-Fieber, Dengue-Fieber und Co. bald regelmäßig auch in Mitteleuropa?

Aufgrund der rasant zunehmenden Globalisierung sowie durch Faktoren wie Klimawandel, Bevölkerungswachstum und Biodiversitätsverlust wird das Auftreten neuer Epidemien und Infektionskrankheiten auch in unseren Breiten begünstigt. Obwohl wir uns derzeit in einer Phase beschleunigten globalen Aussterben von Arten befinden, wurde dem Zusammenhang zwischen Biodiversitätswandel und neu auftretenden, bzw. wiederaufkommenden Krankheiten bislang nur wenig Beachtung geschenkt. Die Verbindung zwischen Biodiversität und menschlicher Gesundheit wird allerdings besonders durch die Verbreitung von invasiven Arten wie Mücken, Nagern (als sog. Vektoren=Überträger) und Pathogenen wie z.B. Viren, Bakterien und Parasiten (als Krankheitserreger) deutlich. Die Verbreitung von Vektoren und Infektionskrankheiten ist schon immer direkt mit menschlichen Aktivitäten verbunden. So haben z.B. das Hanta- und Westnil-Virus sowie die Erreger von Dengue-, Rift Valley-, Chikungunya-Fieber und der Malaria bereits biogeographische Barrieren mit Hilfe menschlicher Aktivitäten überwunden. Des Weiteren beeinflussen höhere Temperaturen die Vektorendichte in einem Gebiet und erhöhen somit die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung von Krankheitserregern. Als Konsequenz wird in den nächsten Dekaden (10 bis 50 Jahre) die Verbreitung von durch Vektoren übertragene Infektionskrankheiten (Vector-Borne Infection Diseases, VBID) stark zunehmen.

  Bruthabitat   Eigelege   Larve und Puppe   Oc. communis

Bruthabitat mit abgestandenem Wasser (Bild: Antje Werblow; BiK-F); Eigelege von Culex sp. sowie frisch geschlüpfte Larven; Larve Stadium 4 sowie eine Puppe; Stechmücke (Ochlerotatus communis); Bilder von Andreas Krüger (BNI)

 

Arboviren sind durch Arthropoden (Mücken, Zecken) übertragene (arthropod-borne) Viren. Verschiedene Viren nutzen Stechmücken entweder als Wirt oder als Transportmittel, als einen so genannten Vektor, um von einem Wirtsorganismus zu einem anderen zu gelangen. Die Mikroorganismen werden dabei von der Stechmücke mit einer Blutmahlzeit aufgenommen und beim nächsten Stich über den Speichel weitergegeben. Die durch sie verursachten Krankheiten stellen durchweg Zoonosen (vom Tier auf den Menschen übertragbare Krankheiten) dar, zirkulieren also in der Natur permanent in wild lebenden Tieren wie z.B. Vögeln oder Nagern. Gelegentlich kommt es aber zur Infektion von Haus- und Nutztieren sowie des Menschen und dabei auch zu mehr oder weniger großen Epidemien. Die Krankheitsbilder können sehr unterschiedlich sein und reichen von grippeartigen Symptomen über Enzephalitiden bis hin zu hämorrhagischen Fiebern mit tödlichem Ausgang.

Stechmücken gelten weltweit als die wichtigsten Überträger Vektor-assoziierter Infektionserreger. Es wird geschätzt, dass in Deutschland rund 49 verschiedene Stechmückenarten heimisch sind, von denen zumindest einige nachweislich Vektorkompetenz für bestimmte Pathogene besitzen, z.B. für die Erreger der Malaria, die als “Marschenfieber“ bis in die 1950er Jahre autochthon in Deutschland existierte. In jüngerer Zeit, insbesondere im Zuge des Klimawandels, wird zunehmend die Möglichkeit der Übertragung von Arboviren, wie z.B. Westnil-, Tahyna- oder Sindbis-Virus, aber auch die Übertragung bestimmter Würmer (Dirofilarien) diskutiert und erforscht.

Sowohl klimatische als auch ökologische Veränderungen können die Ausbreitung und das Verhalten von Stechmücken beeinflussen. In den letzten Jahren wurde zum Beispiel beobachtet, dass Anopheles plumbeus, eine in Deutschland heimische Art, die nachweislich importierte Stämme des hochpathogenen Malariaerregers Plasmodium falciparum übertragen kann, ihr Brutverhalten vom reinen “Baumhöhlenbrüter“ zum “Regentonnenbrüter“ (u.a. in Gärten) verändert hat, was zu einer deutlich höheren Dichte dieser Mücke in menschlicher Umgebung führt. Zu den häufigsten in Deutschland vorkommenden und zudem urbanen Stechmücken zählen Culex pipiens s.str. und Cx. p. molestus, zwei Arten des Culex pipiens-Komplexes. Beide gelten als Überträger des Westnil-Virus, das sich in den USA in den letzten Jahren flächendeckend ausgebreitet und auch in Europa in der jüngeren Vergangenheit immer öfter zu kleineren Epidemien geführt hat. Darüber hinaus sind Neuansiedlungen oder Einschleppungen von Stechmücken möglich. So scheint sich die asiatische Tigermücke Aedes albopictus nach ihrer Etablierung in Italien langsam nach Norden auszubreiten. In Süddeutschland wurden kürzlich erstmals Eier dieser Spezies nachgewiesen. Aedes albopictus ist unter anderem Überträger des in Afrika und Asien verbreiteten Chikungunya-Virus, das 2007 in Norditalien zu autochthonen Erkrankungen geführt hat.

Um solche Risiken einschätzen zu können wird eine sog. “Mückenkarte für Deutschland“ erstellt. Ein gemeinschaftliches Projekt, bei dem neben dem Wissenschaftlerteam von Prof. Dr. Sven Klimpel vom Biodiversität und Klima Forschungszentrum, der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung sowie der Goethe-Universität Frankfurt am Main auch Kollegen der Kooperationspartner des Bernhard-Nocht-Instituts für Tropenmedizin in Hamburg (BNI), dem Senckenberg Deutschen Entomologischen Institut (SDEI) sowie der KABS (Kommunale Aktionsgemeinschaft zur Bekämpfung der Schnakenplage) e.V. und den Senckenberg Standorten Dresden, Görlitz, Gelnhausen und Frankfurt am Main, beteiligt sind. Zunächst gilt es für die Taxonomen zu bestimmen, welche Stechmückenarten sich mittlerweile in Deutschland heimisch fühlen, um Veränderungen in der einheimischen Stechmückenfauna zu erfassen und frühzeitig erkennen zu können. Darüber hinaus klären wir mit Hilfe entsprechender Laborversuche, inwieweit heimische Arten überhaupt in der Lage sind, bestimmte Krankheitserreger unter den gegebenen Bedingungen zu übertragen (Vektorkompetenz). Dies ist das Ziel des interdisziplinären Forschungsprojektes „Vorkommen und Vektorkompetenz von Stechmücken als Überträger von Viren in Deutschland“, das von der Leibniz Gemeinschaft mit mehr als einer dreiviertel Million Euro gefördert wird.

Innerhalb der nächsten Jahre wollen wir einen Überblick über die Artenverteilung der Stechmücken gewinnen und wissen, welche Viren sie beherbergen und übertragen können. Derartig abgesicherte Daten sind essentiell, da sie es ermöglichen einen potentiellen Ausbruch einer Infektionskrankheit rechtzeitig zu erkennen und daher präventive Maßnahmen ergreifen zu können. Herzstück des Forschungsprojektes wird eine Datenbank sein, in die das Datenmaterial aller gesammelten Mücken und Viren bzw. Krankheitserreger die in ihnen nachgewiesen wurden eingeht. Jedes der Insekten wird quasi zu einem Punkt auf einer Deutschlandkarte und wir erhalten eine Verbreitungskarte, die uns zeigt, welche Mückenarten wo und in welchen Anzahlen vorkommen.

Trotz ihrer medizinischen Bedeutung ist der gegenwärtige Kenntnisstand zum Vorkommen, zur Verbreitung und zur Vektorkompetenz von Stechmücken in Deutschland lückenhaft und gründet sich im Wesentlichen auf veraltete Daten. Im Gegensatz zu anderen europäischen Ländern wie Frankreich, Belgien oder den Niederlanden gibt es in Deutschland bisher keine institutionell organisierte systematische Erfassung. Dies ändert sich nun mit dem bundesweit durchgeführten, Forschungsprojekt.

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