Käfer schnuppern für den Menschen

Insektenfühler plus modernste Meßelektronik: So entstehen Feuermelder oder Geräte, mit denen Landwirte Schädlinge effektiver bekämpfen können.

Mit ihren Antennen erspüren Insekten alles, was ihnen wichtig ist. Weibchen finden so den Ort für die Eiablage, Männchen riechen die Sexualpheromone - Lockstoffe - ihrer Auserwählten. Dabei reichen einzelne Pheromon-Moleküle aus, um ein Signal an den Sinneszellen zu erzeugen.

Der Biologe Uwe Koch und seine Kollegen an der Universität Kaiserslautern machen sich das jetzt zunutze und verwenden die Insektenfühler von Apfel- und Traubenwicklern sowie von Baumwollmotten als Meßinstrument. Die abgeschnittenen Fühler verbinden die Forscher über eine flüssigkeitsgefüllte Glaskapillare mit ihrer Meßapparatur. Verstärker und Computer zeichnen die elektrischen Signale der Sinneszellen auf. So kann Uwe Koch sehr viel schneller den Gehalt der jeweiligen Insekten-Pheromone in der Luft bestimmen, als das bisher möglich war. Mit konventionellen Methoden müssen Wissenschaftler die Luft stundenlang filtern, um die Lockstoffe für die Messung anzureichern.

Mit dem Kaiserslauterner Verfahren kann überprüft werden, wie gut sich Plantagen mit künstlichen Pheromonen schützen lassen. Die Landwirte bekämpfen dabei Schadinsekten nicht mit Gift, sondern verwirren sie mit den Sexuallockstoffen. Männchen und Weibchen finden nicht zueinander und es entstehen keine gefräßigen Raupen mehr. Diese umweltfreundliche Schädlingsbekämpfung kostet zehnmal soviel wie eine herkömmliche Giftbehandlung. Uwe Koch kann nun exakt feststellen, ob die Pheromonkonzentration in der Luft ausreicht, um die Plantagenschädlinge zu verwirren. Die Landwirte können so die teuren künstlichen Pheromone in gerade ausreichender Menge einsetzen.

Das Weibchen des Kiefernprachtkäfers hat eine Antenne für andere Gerüche. Es nimmt den Duftstoff Guaiacol, der bei der Verbrennung von Holz entsteht, noch in milliardenfacher Verdünnung wahr. So kann es abgebrannte Bäume über Kilometer hinweg orten, um dann dorthin seine Eier zu legen.

Auf diese besonderen Fähigkeiten setzen Stefan Schütz von der Universität Gießen und Michael Schöning vom Forschungszentrum Jülich. Sie spannen die Antenne, die am Käfer verbleibt, in eine Meßapparatur ein. Das Gerät zeigt an, wenn Guaiacol in der Luft liegt und warnt so vor Feuer. Der Käfer arbeitet dabei für Stunden bis Tage als Gehilfe der Wissenschaftler. "Für einen Brandmelder ist das allerdings zu kurz", sagt Stefan Schütz.

Daher will er einen Hybrid-Brandsensor bauen, in dem die Insekten einen herkömmlichen Feuermelder kontrollieren. Erst wenn die Käferantennen nach einem Signal des konventionellen Gerätes bestätigen, daß Brandgeruch in der Luft liegt, soll Alarm ausgelöst werden. Der Hybrid-Brandmelder, so hoffen die Forscher, könnte jahrelang funktionieren: Solange der physikalische Sensor kein Signal gibt, hält das System den Käfer in einem Dauerschlaf und verlängert so das Leben des Insekts.

Joachim Wrage

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