Hybride superplaaginsecten vormen wereldwijd bedreiging voor gewassen

Twee uiterst schadelijke plaaginsecten hebben zich gekruist en hybriden voortgebracht die resistent zijn tegen meer dan één pesticide. Dat zou in veel landen tot ernstige problemen kunnen leiden.

Twee ‘superplaaginsecten’ die wereldwijd nu al een groot probleem vormen voor boeren, namelijk de rupsen van de motten Helicoverpa armigera (ook wel katoendaguil) en Helicoverpa zea (ook wel ‘maïsoorworm’), hebben zich in Brazilië gekruist. Dat heeft geleid tot het uitwisselen van genen die ze resistentie maken tegen pesticiden. De hybride soorten die hieruit zijn ontstaan, kunnen soja en andere gewassen in Brazilië en de rest van de wereld verwoesten als het niet lukt om ze onder controle te houden. Daardoor vormen ze een bedreiging voor de wereldwijde voedselzekerheid.

Prijsstijging en ontbossing

‘Dit kan een enorm probleem worden’, zegt evolutiebioloog Chris Jiggins van de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk. Veel landen importeren namelijk soja uit Brazilië, die dient als voeding voor zowel mensen als dieren. ‘Soja voedt de wereld, als het ware.’

LEES OOK

Ons brein haat onzekerheid – en dat is een probleem voor de democratie

Een democratisch systeem brengt onzekerheid met zich mee. Ons brein is daar niet van gediend, zeggen Florence Gaub en Liya Yu.

Meer dan 90 procent van de soja die Braziliaanse boeren telen, is genetisch gemodificeerde Bt-soja met een ingebouwd pesticide. Als de opbrengsten dalen doordat ongedierte resistent wordt, zou dat leiden tot prijsstijgingen voor veel voedingsmiddelen. Het zou ook kunnen leiden tot meer ontbossing en uitstoot van broeikasgassen, doordat boeren de opbrengstdaling mogelijk gaan compenseren door meer landbouwgrond te ontginnen.

Maïseters

De Helicoverpa zea is een mot die inheems is in Amerika. Hun rupsen eten grote delen van planten. Ze zijn vooral schadelijk voor maïs, maar ze voeden zich ook met allerlei andere planten, waaronder tomaten, aardappelen, komkommers en aubergines.

In Brazilië vormde H. zea geen groot probleem voor boeren die soja verbouwden, aangezien deze mot dit gewas doorgaans met rust laat. Maar in 2013 ontdekten onderzoekers de Helicoverpa armigera in Brazilië. H. armigera is een verwant van H. zea die wijdverspreid is in Eurazië. De twee motten worden beschouwd als superplaaginsecten, omdat ze zo schadelijk en moeilijk te bestrijden zijn.

‘Het zijn vrij uitzonderlijke plaaginsecten, dus ik denk dat die benaming gerechtvaardigd is’, zegt Jiggins. ‘Het is bijna onmogelijk om de verspreiding van deze motten tegen te gaan. Ze leggen zeer grote afstanden af.’

Soja-eters

H. armigera voedt zich ook met een breed scala aan planten en gedijt, in tegenstelling tot H. zea, goed op soja. Daardoor veroorzaakte deze mot enorme problemen voor boeren toen hij Brazilië bereikte. ‘Het kostte de Braziliaanse landbouw miljarden dollars’, zegt Jiggins.

Dit werd grotendeels opgelost door de introductie van Bt-soja. Dat gewas is genetisch gemodificeerd om een eiwit te produceren dat wordt gemaakt door de bodembacterie Bacillus thuringiensis. Dat eiwit is giftig voor de meeste insecten.

Resistente genen doorgegeven

Onderzoekers gingen ervan uit dat H. armigera en H. zea niet met elkaar kunnen kruisen, maar in 2018 bracht genetisch onderzoek toch enkele hybride soorten aan het licht. Jiggins en zijn collega’s hebben nu het DNA geanalyseerd van bijna duizend motten die de afgelopen tien jaar in Brazilië zijn verzameld.

Ze ontdekten dat een derde van de H. armigera nu genen draagt die resistentie bieden tegen het Bt-gif. Deze genen blijken ze van H. zea te hebben gekregen. Sommige H. zea-stammen ontwikkelden die resistentie toen Bt-maïs in de jaren negentig voor het eerst geïntroduceerd werd in Noord-Amerika. Deze resistentiegenen lijken zich te hebben verspreid naar Zuid-Amerika en zijn nu doorgegeven aan andere soorten. Op dit moment vormt de hybride H. armigera nog geen groot probleem, zegt Jiggins. Maar dat kan veranderen als de resistentie zich verspreidt.

De onderzoekers ontdekten ook dat de overdracht in beide richtingen is gegaan. Bijna alle H. zea in Brazilië hebben nu een gen dat resistentie biedt tegen een klasse pesticiden genaamd pyrethroïden. Dat gen blijkt overgenomen van H. armigera. ‘We zijn verbluft door hoe snel dit is gegaan’, zegt Jiggins.

‘Klimaatverandering en de grote hoeveelheid transport tussen werelddelen heeft de barrières voor de verspreiding van soorten verlaagt. Daardoor zullen dergelijke superplaaginsecten waarschijnlijk een steeds groter wereldwijd probleem worden. En dat geldt ook voor invasies door niet-inheemse planten en dieren in het algemeen’, zegt ecoloog Angela McGaughran van de Universiteit van Waikato in Nieuw-Zeeland.

Toevluchtsoorden

Om de verspreiding van resistente plagen te vertragen, zouden boeren naast Bt-gewassen ook niet-Bt-gewassen moeten planten om toevluchtsoorden te creëren. Daar worden de dieren niet blootgesteld aan Bt-gewassen, waardoor ze geen resistentie hoeven op te bouwen. In veel landen worden deze richtlijnen echter niet opgevolgd.

Plantenbedrijven introduceren nieuwe soorten Bt-gewassen die twee, drie of zelfs vijf verschillende Bt-eiwitten produceren om resistentie tegen te gaan. ‘Maar het op de markt brengen van dergelijke nieuwe producten is duur en verloopt traag. Het is daarom het beste om de werkzaamheid van de huidige Bt-eiwitten te behouden met resistentiemanagementtactieken, waaronder toevluchtsoorden waar geen blootstelling aan Bt-gewassen plaatsvindt’, zegt bioloog Bruce Tabashnik van de Universiteit van Arizona in de Verenigde Staten.

Hoewel de vermenging van soorten resistentie kan verspreiden, zegt Tabashnik dat het belangrijkste probleem de evolutie binnen soorten is. In China hebben stammen van H. armigera onafhankelijk resistentie tegen het oorspronkelijke Bt-gif ontwikkeld, zegt hij.