Übertragung von Mikrosporidien in forstlichen Lepidopteren

Unser Wissen vom Einfluss von Mikrosporidieninfektionen auf die Populationsdynamik forstschädlicher Insekten ist nach wie vor sehr lückenhaft. Ein Schlüsselprozess in den Wechselwirkungen zwischen Krankheitserreger und Wirtsinsekt ist die Übertragung der Krankheit. Darüber hinaus ist ein detailliertes Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen der Übertragung von entscheidender Bedeutung, wenn solche insektenpathogene Organismen für die biologische Schädlingskontrolle in Betracht gezogen werden. Die Pathologie einer Mikrosporidiose, charakterisiert durch Entwicklungszyklus, Organspezifizität und Virulenz des Erregers, kann nicht ohne Berücksichtigung der Krankheitsübertragung interpretiert werden. Unterschiedliche Charakteristika der Erkrankung sollten in unterschiedlichen Mechanismen der Übertragung ihren Niederschlag finden. Im beantragten Projekt wollen wir einen bedeutenden Schädling in unseren Eichenwäldern, den Schwammspinner, Lymantria dispar, und drei ihn befallende Mikrosporidienarten, namentlich Vairimorpha sp., Nosema lymantriae und Endoreticulatus schubergi als Modellsystem für die Krankheitsübertragung untersuchen. Diese drei Mikrosporidien zeichnen sich durch den Befall unterschiedlicher Organe des Wirtes aus, und man nimmt an, dass sie unterschiedliche Hauptwege der Übertragung nutzen. Unsere Studie wird experimentelle Daten zur Rolle von Exkrementen, Seide und Kadavern infizierter Wirte bei der Krankheitsübertragung ermitteln. Alle potentiellen Mechanismen der Freisetzung infektiöser Dauerstadien des Pathogenes werden für die drei Arten quantifiziert. Wir werden die Möglichkeit der Krankheitsübertragung auf die nächste Generation untersuchen, ebenso die Dauerhaftigkeit infektiösen Materials unter Winterbedingungen. So soll gezeigt werden, wie eine Krankheit über mehrere, durch den Winter getrennte Generationen in der Wirtspopulation überdauern kann. Die neuen, quantitativen Daten werden verwendet, um ein mathematisches Modell zur Beschreibung der Krankheitsübertragung, das für eine nahe verwandte Nosema aus dem Schwammspinner entwickelt worden ist, zu verbessern und zu vervollständigen. Dieses Modell wird darüber hinaus adaptiert, um die vermutlich höchst unterschiedlichen Übertragungswege von Vairimorpha und Endoreticulatus zu beschreiben. Die hier beantragte, experimentell-vergleichende Studie könnte die erste detaillierte und modellhafte Darstellung der Übertragung von Mikrosporidien in einem forstschädlichen Insekt im Kontext unterschiedlicher Krankheitsverläufe liefern.

Unser Wissen vom Einfluss von Mikrosporidieninfektionen auf die Populationsdynamik forstschädlicher Insekten ist nach wie vor sehr lückenhaft. Ein Schlüsselprozess in den Wechselwirkungen zwischen Krankheitserreger und Wirtsinsekt ist die Übertragung der Krankheit. Darüber hinaus ist ein detailliertes Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen der Übertragung von entscheidender Bedeutung, wenn solche insektenpathogene Organismen für die biologische Schädlingskontrolle in Betracht gezogen werden. Die Pathologie einer Mikrosporidiose, charakterisiert durch Entwicklungszyklus, Organspezifizität und Virulenz des Erregers, kann nicht ohne Berücksichtigung der Krankheitsübertragung interpretiert werden. Unterschiedliche Charakteristika der Erkrankung sollten in unterschiedlichen Mechanismen der Übertragung ihren Niederschlag finden. Im beantragten Projekt wollen wir einen bedeutenden Schädling in unseren Eichenwäldern, den Schwammspinner, Lymantria dispar, und drei ihn befallende Mikrosporidienarten, namentlich Vairimorpha sp., Nosema lymantriae und Endoreticulatus schubergi als Modellsystem für die Krankheitsübertragung untersuchen. Diese drei Mikrosporidien zeichnen sich durch den Befall unterschiedlicher Organe des Wirtes aus, und man nimmt an, dass sie unterschiedliche Hauptwege der Übertragung nutzen. Unsere Studie wird experimentelle Daten zur Rolle von Exkrementen, Seide und Kadavern infizierter Wirte bei der Krankheitsübertragung ermitteln. Alle potentiellen Mechanismen der Freisetzung infektiöser Dauerstadien des Pathogenes werden für die drei Arten quantifiziert. Wir werden die Möglichkeit der Krankheitsübertragung auf die nächste Generation untersuchen, ebenso die Dauerhaftigkeit infektiösen Materials unter Winterbedingungen. So soll gezeigt werden, wie eine Krankheit über mehrere, durch den Winter getrennte Generationen in der Wirtspopulation überdauern kann. Die neuen, quantitativen Daten werden verwendet, um ein mathematisches Modell zur Beschreibung der Krankheitsübertragung, das für eine nahe verwandte Nosema aus dem Schwammspinner entwickelt worden ist, zu verbessern und zu vervollständigen. Dieses Modell wird darüber hinaus adaptiert, um die vermutlich höchst unterschiedlichen Übertragungswege von Vairimorpha und Endoreticulatus zu beschreiben. Die hier beantragte, experimentell-vergleichende Studie könnte die erste detaillierte und modellhafte Darstellung der Übertragung von Mikrosporidien in einem forstschädlichen Insekt im Kontext unterschiedlicher Krankheitsverläufe liefern.