Der Todbringer

Ursprung in Mittelamerika

Das Bakterium Xylella fastidiosa stammt ursprünglich aus Zentralamerika und umfasst genetisch drei Hauptunterarten: fastidiosa, multiplex und pauca. Es kann über 700 Pflanzenarten infizieren, darunter viele Nutzpflanzen wie Oliven-, Mandel-, Pfirsich- und Pflaumenbäume, Zitrusgewächse und Rebstöcke. An Weinreben verursacht es die gefürchtete Pierce-Krankheit, die ganze Ernten vernichten kann.

Die Unterart pauca, die Apulien schwer getroffen hat, zeigt eine ungewöhnliche Anpassungsfähigkeit an europäische Pflanzen, denen eine evolutionäre Abwehr gegen den Eindringling von einem anderen Kontinent fehlt. „Das Bakterium überquert die Pitmembran“, berichtet Annalisa Giampetruzzi vom IPSP in Bari. Diese Membran ist eine poröse Zellwandstruktur zwischen zwei Gefäßzellen der Pflanze. Überwindet das Bakterium diese Barriere, kann es sich ungehindert ausbreiten – je nach Oliven-Art gelingt das besser oder schlechter

Xylella fastidiosa wird hauptsächlich durch saugende Insekten wie die Wiesenschaumzikade (Philaenus spumarius) übertragen. Weitere bekannte Vektoren gehören zur Überfamilie der Schaumzikaden (Cercopoidea). „Das Insekt ernährt sich vom Xylem und überträgt das Bakterium von Pflanze zu Pflanze“, erklärt Saldarelli. Alle in Europa vorkommenden xylemsaugenden Insekten gelten als potenzielle Überträger. Dazu kommt, dass infizierte Pflanzen oft über Monate hinweg keine Symptome zeigen – eine Ausbreitung bleibt dadurch lange unbemerkt.

Eine wirksame Bekämpfungsstrategie müsse deshalb sowohl die Vektoren eindämmen als auch infizierte Pflanzen rechtzeitig entfernen. Die Geschwindigkeit, mit der sich Xylella in befallenen Regionen – insbesondere in Plantagensystemen – ausbreitet, ist hoch. Ein bei infizierten Pflanzen wirksames Pflanzenschutzmittel fehlt bislang.

Die Mittelmeerregion im Griff

Italien war 2013 das erste europäische Land mit einem offiziell bestätigten Xylella-Ausbruch, 2016 wurde das Bakterium in Spanien nachgewiesen. Das Bakterium hat sich jedoch inzwischen in vielen Mittelmeerregionen festgesetzt. Besonders drastisch zeigen sich die Folgen auf den Inseln mit ihrer besonderen Ökologie und ihrem speziellen Klima. Wer wissen will, was Europa droht, wenn sich Xylella fastidiosa ungehindert ausbreitet, kann nach Mallorca schauen. Auf der größten Baleareninsel – berühmt für ihre prächtige Mandelblüte – sind heute mehr als 85 Prozent der Mandelbäume infiziert. „Die ersten Symptome traten bereits 2003 auf, wurden aber als Pilzkrankheit oder Trockenstress fehlgedeutet“, sagt Manuel Matías vom Institut für Interdisziplinäre Physik und Komplexe Systeme (Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos, IFISC). „Heute sind die traditionellen, nur vom Regen abhängigen Mandelhaine auf Mallorca fast verschwunden“, sagt Matías und warnt: „Die Insel ist ein Hotspot, weil hier alle drei Unterarten von Xylella nebeneinander auftreten.“ Diese Koexistenz schaffe ein Risiko für genetische Neukombinationen des Bakteriums, die neue Wirtspflanzen befallen könnten – auch bislang resistente Arten wie etwa Johannisbrotbäume oder Steineichen.

Die besondere Gefährdung von mediterranen Inseln hat auch ökologische Gründe: „Mallorcas mildes Winterklima verhindert den sogenannten Winter-Cure-Effekt“, erklärt Matías. Anders als auf dem Festland sterben die Bakterien hier nicht während der Kälteperiode ab. So bleibt das Pathogen über Jahre hinweg aktiv. Zudem ist das Mikroklima für Vektoren wie die Wiesenschaumzikade besonders günstig. „Mallorca ist ein Frühwarnsystem – ein Mikrokosmos dessen, was im Mittelmeerraum geschehen könnte, wenn wir jetzt nicht entschieden handeln“, warnt der Forscher.

Klimaerwärmung erhöht das Risiko

Die Erderwärmung könnte das Bakterium bald auch in Regionen überdauern lassen, wo es bisher kaum Chancen hatte. Matías erforscht innerhalb eines interdisziplinären Teams, wie sich Pflanzenkrankheiten unter den Bedingungen des Klimawandels ausbreiten. „Der Klimawandel ist keine ferne Gefahr mehr“, sagt er. „Er beschleunigt das Xylella-Risiko – und zwar jetzt.“

Matías hat mit Kollegen untersucht, wie sich die Pierce-Krankheit – eine besonders aggressive Xylella-Variante an Weinreben – unter verschiedenen Klimaszenarien in Europa ausbreiten könnte. Das Modell kombiniert Temperaturdaten, Vektordynamik und biologische Aktivität des Bakteriums. Das Ergebnis: Schon bei einem globalen Temperaturanstieg von zwei Grad erhöht sich das Risiko für Epidemien deutlich – vor allem in Italien, Frankreich und Portugal. Ab drei Grad ist auch Südwestfrankreich betroffen. Bei vier Grad wären zudem bis zu 80 Prozent der italienischen und 40 Prozent der französischen Weinanbauflächen bedroht.

Reben gehören zu den Hauptwirtspflanzen der Unterart fastidiosa, die in Kalifornien bereits ganze Anbaugebiete zerstört hat. Auch Bordeaux – eine der renommiertesten Weinregionen der Welt – steht auf der Risikoliste. Angesichts solcher Vorhersagen betrachtet Manuel Matías die EU-Politik als oft noch zu „reaktiv statt präventiv“.

Diese Kritik teilt nicht jeder. Fachleute wie Giuseppe Stancanelli verweisen auf die Fortschritte der vergangenen Jahre. „Wir setzen auf ein risikobasiertes Überwachungssystem, das ständig verbessert wird“, sagt er. Die EFSA unterstützt mit wissenschaftlichen Bewertungen, Datenbanken und Empfehlungen – ist aber nicht für rechtlich bindende Maßnahmen zuständig. Dafür gibt es EU-Durchführungsverordnungen. So müssen in einer Befallszone alle Wirtspflanzen entfernt werden – auch wenn sie keine Symptome zeigen. „Allein in Apulien nehmen die zuständigen Behörden jedes Jahr über Hunderttausend Proben“, sagt Stancanelli. Damit soll ein Befall schnell entdeckt werden. Zusätzlich werden in gefährdeten EU-Gebieten weitere Überwachungszonen eingerichtet, um neue Ausbrüche frühzeitig zu erkennen.

Matías kritisiert aber auch, dass noch immer Zierpflanzen als Wirte aus Übersee routinemäßig in die EU gelangten – symptomfrei, aber infiziert – „das bleibt ein eklatantes Schlupfloch“, so der Experte. Um Einschleppungen zu verhindern, dürfen Pflanzen zwar nur mit Pflanzengesundheitszeugnis in die EU eingeführt werden, doch dieser Schutz ist offensichtlich nicht genug. Als weitere Maßnahme sollen bei Grenzkontrollen nun zusätzlich Spürhunde zum Einsatz kommen, die in der Lage sind, infizierte Pflanzen am Geruch zu erkennen – oft noch, bevor Labortests anschlagen. Doch trotz aller Bemühungen: Absolute Sicherheit wird es nicht geben, so lange es den Warenverkehr gibt. Und die Experten sind sich einig, dass eine völlige Abschottung gegen Handel sich nicht mit den EU-Prinzipien vereinbaren ließe.

Suche nach Wegen zur Eindämmung

Da sich Xylella somit kaum vollständig aufhalten lässt, richten viele Forschende den Blick auf das, was im Inneren der Pflanzen geschieht – und darauf, was sich dagegen tun lässt. Forschende des IPSP um Gimapetruzzi und Saldarelli konzentrieren sich derzeit auf zwei Olivenbaumsorten mit bestätigten Resistenzmerkmalen. Ein groß angelegter Versuch in Apulien ergab bereits: Diese Resistenz wird mit hoher Wahrscheinlichkeit vererbt. Weitere Sorten zeigen ebenfalls zumindest Anzeichen einer höheren Widerstandskraft. „Sie sind resistent, aber nicht immun – sie werden infiziert, verhindern aber die systemische Ausbreitung im Baum“, sagt der Pflanzenpathologe Saldarelli. Das gibt diesen Sorten einen entscheidenden Vorteil gegenüber hochanfälligen Olivenvarietäten.

Forschende nutzen auch Genanalysen, um zu verstehen, wie resistente Oliven auf das Bakterium reagieren. Dabei zeigt sich: In bestimmten Sorten sind Gene für Abwehrstoffe oder Zellwandstärkung besonders aktiv. Diese Erkenntnisse helfen, gezielt neue resistente Sorten zu entwickeln – oder bestehende durch Genom-Editierung widerstandsfähiger zu machen. Projekte wie BeXyl arbeiten bereits an solchen molekularen Werkzeugen.

Dezimierung der Überträger

Biologen suchen zudem gezielt nach natürlichen Gegenspielern der Schaumzikaden – jener Insekten, die Xylella von Pflanze zu Pflanze tragen. „Diese Strategie beeinflusst nicht direkt die Übertragung von Xylella, aber sie verringert die Zahl der Überträger“, sagt Domenico Bosco. Der Professor für Agrarentomologie in Turin koordiniert im BeXyl-Projekt das Arbeitspaket zur biologischen Vektorkontrolle. Er und seine Kollegen testen unter anderem entomopathogene Pilze – also solche, die Insekten befallen. „Unter Laborbedingungen erreichen bestimmte Stämme der Pilzgattungen Metarhizium und Lecanicillium eine Sterblichkeit von 70 bis 90 Prozent bei Zikadennymphen“, sagt Bosco. Beide Pilzgattungen befallen gezielt Insekten und kommen in der biologischen Schädlingsbekämpfung weltweit zum Einsatz – etwa gegen Käfer, Blattläuse oder Heuschrecken. Derzeit laufen Feldversuche in Apulien. Eine zweite Strategie nutzt den endophytischen Effekt: Dabei besiedeln die Pilze Pflanzengewebe und stören dort das Saugverhalten der Wiesenschaumzikade – was die Übertragung des Bakteriums verhindern könnte.

Außerdem sollen winzige Schlupfwespen in die biologische Notfalltruppe rekrutiert werden. Ooctonus vulgatus legt ihre Eier in die Eier der Zikaden, die so noch vor dem Schlüpfen sterben. Die tödlichen Parasiten wurden zunächst nur auf Korsika entdeckt, inzwischen aber auch in Nord- und Süditalien nachgewiesen. In manchen Regionen befielen sie bis zu 25 Prozent der Zikadeneier. Dennoch warnt der Agrarentomologe Bosco vor überzogenen Erwartungen: „Keine dieser biologischen Methoden reicht allein – sie müssen kombiniert werden als Teil einer integrierten Schädlingsbekämpfung.“

„Wir haben über 1.000 Olivensorten im Mittelmeerraum – wenn wir mehr resistente darunter identifizieren, haben wir eine Lösung“, sagt Giuseppe Stancanelli von der EFSA. Noch ist Xylella nicht besiegt. Aber vielleicht wächst in den alten Böden Apuliens schon das, was seine Ausbreitung aufhalten kann. ■