Warum Einsatz von Pestiziden/Insektiziden? Problem: Toxizität für Arthropoden <-> nicht für Wirbeltieren, Pflanzen und Nutzarthropoden Schaden an der Ernte durch Arthropoden in Entwicklungsländern: 45 % Historische Dimension: hohe Ausfallquoten der Ernten in England, Irland (Kartoffeln), Deutschland (Wein); Bekämpfungsmittel waren toxisch (z.B. Arsen, Schwefel, Quecksilber für Saatbeizung [bis 1970]) Schädlingsbekämpfung wichtiger als langfristige Toxizität Gründe: o Pflanzen auf Ertrag optimiert nicht auf Widerstandsfähigkeit gegen Krankheiten o Monokulturen ( Eindringungstiefe Abstand vom Rand Vögel nisten außerhalb der Kultur) o Unkrauttoleranz: o Reduktion des Arbeitseinsatzes ( dichteres Anpflanzen) o Herbizideinsatz statt Arbeitsaufwand (z.B. Hacken) o Steigerung der Ernte (z.B. bei Hafer früher 60% Unkraut) Schädlingsarten: Fraßschädlinge: schädigen die Ernte Mutterkorn(pilz): Alkaloid schwere Schäden, vermeidbar durch Kornlagerung keine Alternative für arme Menschen heute durch höheres Gewicht ausgefiltert Schimmelpilze: greifen DNA an; z.B. in Apfelsaft (Alfatoxin), Nüsse, Reis, Roggen Kartoffelkäfer: Schäden bis 100%, hohe Insektizidresistenz Waldschädlinge (z.B. Nonnenfalter): Larven leben in Trieben von Bäumen; Mitteleuropa relativ sicher, da Klima zu schlecht Heuschrecken: Einzeltiere harmlos <-> Schwarm bis zu 4 * 1010 Tiere 80000 t Gewicht zum Wachstum 10faches Gewicht an Pflanzennahrung nötig Flüge bis zu 200km (30-50 km/d) im Mittelalter auch in Deutschland (Brutplätze z.B. in der Lausitz, Franken) Vorratsschädlinge: ernähren sich von gelagerten Vorräten des Menschen, v.a. in tropischen Ländern Käfer ( meist Larven eigentliche Schädlinge) z.B. Getreidekapuziner, Kornkäfer, Getreidenager, Brotkäfer Schaben Hygieneschädlinge: Schädlinge die den Menschen parasitieren (hauptsächlich Ektoparasiten) und teilweise Krankheiten übertragen häufig mit zusätzlicher Übertragung von Endoparasiten oder Pathogenen Sekundär Befall Bekämpfung teilweise durch (1-3 wirtigen) Generationswechsel erschwert Bekämpfung im freien Stadium bzw. eines Zwischenwirts Bsp. für übertragene Krankheiten: Malaria, Boreliose, Lyme desease z.B. Anophelesmücke Malaria; große Seuchen häufig von Parasiten übertragen, aber Übertragung nur bei Anwesenheit des Erregers und geeigneter Temperatur ( Anopheles in Finnland sehr häufig aber keine Malaria) Bekämpfung mit DTT <-> Toxizität Milben können lange ohne Nahrung leben; Bsp.: Varro j. Brutmilben bei Bienen; Dermatophagoides sp. Hausstaubmilben; Sarcoptes s. Krätzmilbe Flöhe (Siphonaptera) Hauptproblem ist die Übertragung von Krankheiten (Pest, Thypus, Bandwürmer) Bsp.: Pulex irritans Menschenfloh Mücken (Diptera): Stechmücken die Malaria, Gelbfieber, Filariasis etc. übertragen können Bsp.: Simulium d. Kriebelmücke, Stomoxys c. Wadenstecher, Fliegen (Diptera): Larven der Fliegen leben in der Haut, den Schleimhäuten von Wirbeltieren Bsp.: Lucila sp., Musca domestica Stubenfliege, Sarcophaga carnaria Fleischfliege Wanzen (Heteroptera): Schäden durch Krankheitserreger; Bsp.: Cimex l. Bettwanze Zecken: können Krankheiten übertragen Befallen Nutztiere teilweise sehr stark „THE BIG SIX“ – die größten Seuchen der Menschheit und ihre Überträger Lepra Erreger: Mycobakterien Überträger: Raubwanzen Kala Azar, Orientbeule Erreger: Leishmanien Überträger: Sandmücken Schlafkrankheit: Erreger: Trypanosomen Überträger: Glossina Malaria: Erreger: Plasmodium Überträger: Anopheles Bilharziose: Erreger: Schistosoma Überträger: Schnecken Filariosen (z.B. Loa loa, Elephantiasis) Erreger: Filarien Überträger: Simuliden wirtschaftliche Schäden durch Schädlinge: ca. 21 000 000 000 $/a Warum Neuenentwicklung von Pestizide? o Resistenzentwicklung z.B. bei Organophosphaten, Pyrethroiden v.a. bei leichter Besprühun o Wirkungslücken z.B. Verbesserung der insektiziden und akariziden Breitenwirkung o Toxikologie z.B. therapeutische Breite bei Benzimidazolen, Polyethern o Einschränkungen in Teilmärkten z.B. ungünstige Rückstandssituation in Milch und Fleisch ( neue Analytikmethoden) o Umweltverträglichkeit z.B. Abbau von Verbindungen in Umwelt, Entsorgung von Tauchbädern Entwicklungsdauer: 8 –12 a, Kosten um 800 Mio $ Toxikologie = Untersuchung der schädlichen Wirkung chemischer Stoffe auf lebende Organsimen abhängig von Dosis Schaden <-> Nutzen