Er zombieinsekter vejen til et landbrug uden traditionelle pesticider?

Kunne det ikke være fantastisk, hvis vi kunne droppe miljøskadelige pesticider på vores marker? Det kan vi måske snart.

Ny opfindsom forskning viser nemlig, at vi kan bruge molekyler fra svampeinfektioner til at forhindre insekter i at spise afgrøderne på marken.

Denne metode dræber ikke insekterne. Den hensætter dem derimod i en ’zombietilstand’. Det betyder, at insekternes gode virkning i naturen bevares, desuden er den harmløs over for mennesker.

Afgrøderne vinder, insekterne vinder, miljøet vinder, vi vinder. En sjælden win-win-win-win.

Målet er at gøre det insekt- og afgrødespecifikt. Har man problemer med græshopper, er det kun dem, der bliver sat i en ’zombietilstand’, mens andre insekter går fri.

Der er dog et men. Skal metoden i brug, skal offentligheden – og politikerne – nemlig acceptere, at vi anvender bæredygtige, genmodicerede organismer (GMO’er) i landbruget.

Er vi klar til at tage det skridt?

Før vi vender tilbage til det spørgsmål, skal vi se på, hvordan svampeinfektioner, planter og insekter egentlig fungerer sammen.

Svampe og planter har en lang kærlighedshistorie

I tusindvis af år har svampe og planter levet i symbiose: Svampe inficerer planter for at sikre overlevelse, og planter bruger svampe for at undgå at blive spist af insekter.

Sådan har eksempelvis rajgræs og svampen Epichloë, på dansk kernerør, levet sammen i partnerskab.

Svampene producerer et spind, der bliver spist af insekter, som normalt ville have spist rajgræsset. Til gengæld får Epichloë beskyttelse om vinteren og spredning af deres sporer via insekterne.

Desuden vil insekterne nu lægge deres æg ved siden af det Epichloë-inficerede rajgræs, og dermed bliver andre planter også beskyttet, da insekterne ikke søger føde andetsteds.

Svampeslægten Epichloë tilhører ordenen Hypocreales, på dansk kødkerneordenen, som er en orden af svampe med mange nyttige medlemmer.

Men hvordan fungerer det i praksis?

Beskyttelsen fungerer, fordi svampene producerer små molekyler, som specifikt er rettet mod insekterne.

Det kan være peptider, proteiner og endda mRNA, som hæmmer eller aktiverer specifikke biokemiske funktioner i insekterne, som er essentielle for deres normale opførsel.

Vores – specifikt én af os (Pablo Cruz-Morales) – forskning omhandler Hypocreales-ordenen, som inkluderer svampe fra slægterne Ophiocordyceps og Epicholë.

Vi fokuserer vores studier på, hvilke molekyler de producerer, som kan bruges som et alternativ til vores nuværende pesticider (vores resultater er endnu ikke publicerede).

At de er lovende som biopesticider skyldes, at infektion med svampe som Ophiocordyceps-svampe, eller nogle af de molekyler de producerer, modificerer insekternes opførsel. De bliver til såkaldte ’zombieinsekter’.

De kaldes zombieinsekter, fordi deres opførsel er ændret af svampemolekyler og ikke længere er normal. Zombieinsekterne dør ikke umiddelbart af infektionen, men de opfører sig anderledes.

De spiser mindre, og de reproducerer ikke. Det er, som om svampen (eller dens molekyler) kontrollerer insekterne med det mål at sprede sig og inficere mere permanent.

Konkret er resultatet, at de planter, vi dyrker, bliver beskyttet mod at blive spist.

Vi er i gang med at isolere og karakterisere mange molekyler for at vise, hvilke af dem der potentielt er ansvarlige for den ’zombieeffekt’, der giver afgrøderne beskyttelse.

De molekyler, som viser potentiale, bliver så afprøvet af vores samarbejdspartner på fluer, møl og andre insekter, som er skadelige for vores afgrøder.

Her vil hun finde ud af, hvilke molekyler har virkning på hvilken type insekt, og hvad denne virkning er.

Tilsammen vil vi identificere bestemte molekyler, der kan forhindre specifikke insekter i at spise afgrøder. Dette vil så kunne testes i naturen for at finde deres potentiale som bæredygtige biopesticider.

Derfor er svampemolekylerne et miljøvenligt alternativ

Alle disse molekyler har været i naturen i flere milliarder år. Vi mennesker møder dem selv, når vi går ud i naturen.

De er ikke nye. De bliver produceret, efterladt og nedbrudt i naturen hele tiden af naturen selv.

Hvad, der er nyt, er at finde de specifikke molekyler og forstå deres virkning, så vi selv kan producere dem og bruge dem som biopesticider.

Idéen er ikke helt ny, nogle svampemolekyler bruges allerede til at dræbe nogle insekter.

Men vi synes, at det er bedre at undlade at dræbe insekterne og i stedet forhindre dem i at ødelægge vores afgrøder, da insekterne spiller en afgørende og nødvendig rolle for et velfungerende økosystem.

Og fordi insekterne overlever, bliver de ikke resistente over for pesticiderne, som de gør, når man dræber dem.

Det er faktisk et kæmpe problem nu om dage, da insekterne er resistente over for de mest almindelige, og før i tiden mest effektive, pesticider.

Hvad mangler vi?

Selv om vores forskningsdata er meget lovende, er vi stadig langt fra at få denne type biopesticider på markerne. Vi skal være sikre på, at vores molekyler er insektspecifikke, da vi kun vil ramme de nødvendige insekter.

Desuden viser forskning, at nogle typer af svampemolekyler kan være farlige for mennesker.

I den samme svampeorden, hvor de lovende molekyler findes, finder man også forskellige arter af meldrøjer, Claviceps, som er kendt for at give hallucinationer og forfærdelige sygdomme.

Den mest kendte er St. Antoines Fire, hvor man får anfald, diarre og endda koldbrand, når man spiser inficeret korn.

Den slags har vi ikke lyst til at komme til at sætte i produktion ved et uheld.

EU- og dansk lov står i vejen

Den største forhindring er dog godkendelsen af produktet selv, fordi produktionen af det vil kræve, at vi genmodificerer bagergær, som så kan producere store mængder af svampemolekyler.

Selve molekylerne vil ikke nødvendigvis være genmodificerede, da vi kan fremstille dem på en måde, hvor de er helt identiske med dem, som forekommer i naturen.

Vores mad vil heller ikke blive det, men alligevel vil molekylerne – eller stofferne om man vil – blive kendt som GMO, da deres produktion kræver genmodificeret bagergær.

Nuværende EU- og dansk lov tillader ikke, at vi bruger GMO-produkter i vores landbrug. Selv hvis slutproduktet er identisk med det, vi finder i naturen, og de genmodificerede bakterier aldrig forlader fabrikken.

Det genmodificerede bagergær bruges kun til at masseproducere præcis de molekyler, som svampene producerer i naturen. Den masseproduktion kan svampene ikke udføre for os.

Derefter bliver molekylerne oprensede. Dette produkt er så det, som vil blive brugt i naturen. Det kan for eksempel være Epichloë, kernerør, som nu kan bruges til at beskytte rajgræsset efter behov og uden at have brug for svampenes infektion.

Men lovgivningen skelner som sagt desværre ikke mellem, om slutmolekylet er identisk eller ej med det, der allerede findes i naturen.

Hvilken vej vil vi gå?

Lovgivningen kommer nok ikke til at ændre sig foreløbig, da befolkningen har en meget stærk modstand mod alt, hvad der har med GMO at gøre.

Også selvom der er en stor forskel på at tillade GMO i naturen og at bruge dem til produktion (som er det, vi sigter efter).

Det sidste gør vi allerede i meget stor grad i den medicinske verden. Her bruger man GMO-bakterier hele tiden. De producerer vores medicin, det bedst kendte eksempel er insulin.

Det var et stort fremskridt, da Novo Nordisk blev i stand til at modificere bakterier, så de kunne producere insulin og dermed give hele verden adgang til dette livreddende molekyle (du kan læse mere om det her.)

Som samfund må vi overveje og bestemme, hvilken vej vores fremtids landbrug skal gå.

Skal vi fortsætte med traditionelle pesticider? Skal vi fortsætte med at lægge pres på vores jord og lide store tab af afgrøder på grund af insekter?

Eller skal vi gøre som New Zeland, Brasilien og USA, hvor nogle biopesticider allerede nu er i gang med at blive afprøvet i naturen?

Denne artikel omhandler Pablo Cruz-Morales' forskning. Vanesa María Sánchez Guajardo er ikke en del af forskningen, men 1) en del af samme center og 2) dansktalende, mens Pablo ikke er. Derfor har hun stået for hoveddelen af artiklen og konsulteret med Pablo.