Schutz der Holzindustrie vor dem Emerald Ash Borer

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Der smaragdgrüne Eschenbohrer ( Agrilus planipennis ) ist ein täuschend attraktiver metallisch-grüner ausgewachsener Käfer mit rotem Hinterleib. Aber nur wenige Menschen sehen das Insekt selbst jemals – nur die Spur der Zerstörung, die es unter der Rinde von Eschen hinterlässt.

Diese Insekten, die in Asien und Russland beheimatet sind, wurden erstmals 2002 in Michigan entdeckt. Seitdem haben sie sich in 35 Bundesstaaten ausgebreitet und sind das zerstörerischste und teuerste invasive holzbohrende Insekt in der Geschichte der USA. Sie wurden auch in den kanadischen Provinzen Ontario entdeckt, Quebec, Manitoba, Neubraunschweig und Neuschottland.

Im Jahr 2021 stellte das USDA die Regulierung der Bewegung von Eschen und Holzprodukten in befallenen Gebieten ein, da sich die Käfer trotz Quarantänebemühungen schnell ausbreiteten. Jetzt verfolgen Bundesbehörden und Forscher eine andere Strategie:die biologische Kontrolle. Wissenschaftler glauben, dass winzige Schlupfwespen, die Smaragd-Eschenbohrer in ihrem Heimatgebiet erbeuten, halten den Schlüssel zur Eindämmung dieser invasiven Art und zur Rückkehr der Eschen in die nordamerikanischen Wälder.

Smaragd-Esche-Bohrer.

Ich untersuche invasive Waldinsekten und arbeite mit dem USDA zusammen, um einfachere Methoden zur Aufzucht von Smaragd-Aschenbohrern und anderen invasiven Insekten in Forschungslabors zu entwickeln. Diese Arbeit ist entscheidend, um Möglichkeiten zu entdecken und zu testen, um die Waldwiederherstellung besser zu verwalten und zukünftige Ausbrüche zu verhindern. Doch während sich der Smaragd-Aschenbohrer unkontrolliert in der Natur ausgebreitet hat, Die Herstellung einer konsistenten Laborversorgung mit diesen Insekten ist eine überraschende Herausforderung – und die Entwicklung eines wirksamen biologischen Bekämpfungsprogramms erfordert viele Zielinsekten.

Der Wert von Eschen

Forscher glauben, dass der Smaragd-Aschenbohrer wahrscheinlich irgendwann in den 1990er Jahren mit importiertem Holzverpackungsmaterial aus Asien in die USA gelangte. Die Insekten legen ihre Eier in die Rindenspalten der Eschen; wenn Larven schlüpfen, sie durchbohren die Rinde und ernähren sich von der inneren Schicht des Baumes. Ihre Wirkung wird beim Zurückschälen der Rinde sichtbar, enthüllt dramatische Futterspuren. Diese Kanäle schädigen das Gefäßgewebe der Bäume – interne Netzwerke, die Wasser und Nährstoffe transportieren – und töten den Baum schließlich.

Bevor dieser invasive Schädling auftauchte, Eschen waren besonders beliebt für Wohnsiedlungen, Dies entspricht 20-40 Prozent der gepflanzten Bäume in einigen Gemeinden des Mittleren Westens. Smaragd-Eschenbohrer haben zig Millionen US-Bäume mit geschätzten Wiederbeschaffungskosten von 10 bis 25 Milliarden US-Dollar getötet.

Eschenholz wird auch gerne als Holz für Möbel verwendet, Sportgeräte und Papier, unter vielen anderen Produkten. Die Eschenholzindustrie produziert jährlich über 100 Millionen Boardfoot, mit einem Wert von über 25 Milliarden US-Dollar.

Warum Quarantänen gescheitert sind

Landes- und Bundesbehörden haben Quarantänen eingesetzt, um die Ausbreitung mehrerer invasiver Waldinsekten zu bekämpfen. darunter asiatische Laubholzbockkäfer und Lymantria dispar , früher als Zigeunermotte bekannt. Dieser Ansatz zielt darauf ab, die Bewegung von Eiern und jungen Insekten, die im Holz versteckt sind, zu reduzieren. Baumschulpflanzen und andere Holzprodukte. In Landkreisen, in denen eine invasive Art nachgewiesen wird, Vorschriften verlangen normalerweise, dass Holzprodukte wärmebehandelt werden, von der Rinde befreit, begast oder gechipt, bevor sie bewegt werden können.

Die bundesstaatliche Quarantäne für Smaragd-Aschenbohrer begann 2003 in 13 Landkreisen in Michigan und nahm im Laufe der Zeit exponentiell zu, um mehr als ein Viertel der kontinentalen USA abzudecken. Quarantänen können wirksam sein, wenn sich Waldinsekten hauptsächlich durch die Bewegung ihrer Eier ausbreiten, lange Strecken per Anhalter fahren, wenn Menschen Holz transportieren.

Jedoch, weibliche Smaragd-Eschenbohrer können bis zu sechs Wochen nach der Paarung bis zu 12 Meilen pro Tag fliegen. Die Käfer sind auch schwer zu fangen, und werden in der Regel erst nach drei bis fünf Jahren Anwesenheit entdeckt – zu spät für eine Quarantäne.

Nächste Option:Wespen

Jeder Biokontrollplan wirft Bedenken hinsichtlich unbeabsichtigter Folgen auf. Ein berüchtigtes Beispiel ist die Einführung von Zuckerrohrkröten in Australien in den 1930er Jahren, um Käfer auf Zuckerrohrfarmen zu reduzieren. Die Kröten haben die Käfer nicht gefressen, aber sie verbreiteten sich schnell und fraßen viele andere Arten. Und ihre Toxine töteten Raubtiere.

Die Einführung von Arten zur biologischen Kontrolle ist in den USA streng reguliert. Es kann zwei bis 10 Jahre dauern, bis die Wirksamkeit potenzieller Biokontrollmittel nachgewiesen ist. und die Erlangung einer Genehmigung für Feldtests kann zwei weitere Jahre dauern. Wissenschaftler müssen nachweisen, dass die freigesetzte Art auf den Zielschädling spezialisiert ist und nur minimale Auswirkungen auf andere Arten hat.

Vier Wespenarten aus China und Russland, die natürliche Feinde des Smaragd-Eschenbohrers sind, haben das Zulassungsverfahren für die Freilassung im Freiland durchlaufen. Diese Wespen sind Parasitoide:Sie legen ihre Eier oder Larven in oder an einem anderen Insekt ab. die zu einer ahnungslosen Nahrungsquelle für den wachsenden Parasiten wird. Parasitoide sind großartige Kandidaten für die biologische Kontrolle, da sie typischerweise eine einzige Wirtsart ausbeuten.

Die ausgewählten Wespen sind winzig und stechen nicht, aber ihre Eiablageorgane können Eschenrinde durchdringen. Und sie haben spezielle sensorische Fähigkeiten, um Larven oder Eier von Smaragd-Eschenzünslern zu finden, die als ihre Wirte dienen.

Das USDA arbeitet daran, eine riesige Anzahl von parasitoiden Wespen in Laboreinrichtungen zu züchten, indem es im Labor gezüchtete Smaragd-Aschenbohrer als Wirte für ihre Eier bereitstellt. Trotz COVID-19-Störungen, die Agentur produzierte über 550, 000 Parasitoide im Jahr 2020 und setzten sie an über 240 Standorten frei.

Das Ziel ist es, selbsterhaltende Feldpopulationen von Parasitoiden zu schaffen, die die Smaragd-Eschenbohrer-Populationen in der Natur so weit reduzieren, dass neu gepflanzte Eschen wachsen und gedeihen können. Mehrere Studien haben ermutigende frühe Ergebnisse gezeigt, Aber die Sicherung einer Zukunft für Eschen erfordert mehr Zeit und Forschung.

Eine Hürde ist, dass im Labor gezüchtete Smaragd-Eschenbohrer frische Aschestämme und -blätter benötigen, um ihren Lebenszyklus abzuschließen. Ich arbeite in einem Team daran, eine Alternative zum zeit- und kostenintensiven Sammeln von Rundholz zu entwickeln:eine künstliche Nahrung, die die Käferlarven im Labor fressen können.

Das Essen muss die richtige Textur und Ernährung bieten. Andere blattfressende Insekten fressen gerne künstliche Nahrung aus Weizenkeimen, aber Arten, deren Larven Holz verdauen, sind wählerischer. In der Wildnis, Smaragd-Eschenzünsler ernähren sich nur von Eschenarten.

In der heutigen Weltwirtschaft, mit Menschen und Produkten, die sich schnell um die Welt bewegen, Es kann schwierig sein, wirksame Managementoptionen zu finden, wenn sich invasive Arten in einem großen Gebiet etablieren. Aber die Erkenntnisse aus dem Smaragd-Aschenbohrer werden den Forschern helfen, schnell zu mobilisieren, wenn der nächste Waldschädling eintrifft.

Kristine Grayson ist außerordentliche Professorin für Biologie an der University of Richmond.