Wie die Tigermücke kalte Winter bewältigt

Forscher untersuchen, warum Tropenkrankheiten auch im Norden auftreten.

Die Asiatische Tigermücke breitet sich in Europa von Süden Richtung Norden aus. Sie kann gefährliche Tropenkrankheiten wie Dengue- und Chikungunya-Fieber übertragen. Dabei wird sie allerdings durch die kühleren Temperaturen und Frostperioden in Nordeuropa gebremst.

Ein Forscherteam vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum und der Goethe-Universität in Frankfurt am Main hat nun die Eier der Mücken unter dem Elektronenmikroskop analysiert. Dadurch wollten die Wissenschaftler die Mechanismen erforschen, mit denen die Stechmücken mit Kälte umgehen. Die Ergebnisse veröffentlichten die Forscher jetzt im „Journal of Vector Ecology“.

Die Asiatische Tigermücke Aedes albopictus kommt eigentlich aus Asien, ist inzwischen aber auch in Südeuropa heimisch. In Deutschland konnte sie dieses Jahr erstmals in St. Georgen bei Freiburg und in Heidelberg überwintern. Die Larven und Puppen der Mücken sterben bei unter 11 Grad mittlerer Jahrestemperatur, die Eier überleben jedoch bis zu minus 10 Grad.

Was dabei im Inneren des Eis passiert, haben die Wissenschaftler um Aljoscha Kreß nun genauer unter die Lupe genommen. Die Tigermücken haben für den Umgang mit Kälte zwei Strategien parat: Einerseits können sie sich in eine Art Winterschlaf (Diapause) begeben, andererseits passen sie sich an die kälteren Temperaturen an.

Winterschlaf und Kältestress haben unterschiedliche Folgen

„Wir haben deshalb Mücken aus Italien durch gezielte Lichtzufuhr in die Diapause geschickt. Anschließend haben wir die Hälfte der so behandelten Eier statt den üblichen 25 Grad im Labor einen Tag lang ungemütlichen 3 Grad ausgesetzt“, erläutert Kreß. Anschließend wurden die Mückeneier unter dem Transmissions-Elektronenmikroskop untersucht und dabei gemessen, wie dick einzelne Schichten des Eis als Folge der Kälteanpassung waren.

Es zeigte sich, dass Diapause und Kältestress die Struktur des Eis auf unterschiedliche Weise verändern. Durch den Winterschlaf werden Teile der Eihülle dünner. Das widerlegt die Annahme, dass die vor Frost schützende Wachsschicht bei Kälte dicker wird. „Wir vermuten eher, dass sich die Qualität der Wachsschicht ändert", erläutert Kreß.

Die Kälteakklimatisierung der Mückeneier wird dagegen in der Eihaut sichtbar, die unter der Eihhülle liegt: Der Raum zwischen äußerer und innerer Eihaut wird bei Kältestress vergrößert. Ein solcher Zwischenraum könnte dazu dienen, Eiskristalle zu isolieren, so dass das Ei mit dem Mückenembryo vor Frost geschützt bleibt.

„Die Erkenntnisse unserer Studie ergänzen das Wissen über die komplexen Mechanismen der Kälteanpassung. Sie liefern Anknüpfungspunkte für weitere Forschung darüber, wie eine in den Tropen beheimatete Art weiter nördlich überwintern kann", fasst Kreß zusammen. Dieses Wissen sei wichtig, um die bisherige Ausbreitung der Asiatischen Tigermücke besser zu verstehen und zukünftige Verbreitungsgebiete genauer zu modellieren.

Quelle:

• Kreß, A. et al. (2016). Effects of diapause and cold acclimation on egg ultrastructure: new insights into the cold hardiness of the Asian tiger mosquito Aedes (Stegomyia) albopictus. Journal of Vector Ecology. doi: 10.1111/jvec.12206