Biologie & Medizin

Philadelphia, 1793: Der Sitz der Bundesregierung und Wohnort vieler amerikanischer Gründungsväter hat einen heißen Sommer hinter sich. Schiffe aus Europa, Afrika und der Karibik löschen im größten Hafen Amerikas ihre Ladung. Doch nichts ist wie sonst. Schiffe werden unter Quarantäne gestellt, weil sich unter den Mannschaften Zeichen einer schweren Krankheit zeigen. Vergeblich – der Tod ist längst in Philadelphia. Unbemerkt von den Wachen ist er ungehindert in die Stadt geflogen.

Das Leid der Kranken ist grässlich: hirnerweichendes Fieber, brutale Kopf- und Augenschmerzen, Gliederschmerzen – so stark wie bei Knochenbrüchen. Blut tropft aus den Augen, aus der Nase. Die Leber versagt, die Haut färbt sich gelb. Für die meisten Opfer kommt der Tod innerhalb von Tagen — eine Erlösung. Die Ärzte sind fassungslos. Zwar ist die Krankheit »nicht ansteckend«, denn Krankenpfleger werden nicht häufiger befallen als andere. Nicht einmal, wenn sie mit dem schwarzen Erbrochenen der Kranken besudelt sind. Und doch: Jeder zehnte Einwohner Philadelphias stirbt qualvoll.

Fast ein Jahrhundert wird vergehen, bis die Wissenschaft den Todesboten identifizieren kann: die Stechmücke. Sie ist nur so groß wie ein Reiskorn – aber die Hälfte aller Menschen, die jemals auf unserem Globus gelebt haben, ist ihr zum Opfer gefallen: Die Stechmücke ist das gefährlichste Tier der Erde. Sie überträgt Gelbfieber, Malaria, Denguefieber, Westnilfieber, Filariasis, Enzephalitits und vieles mehr — noch heute tötet die Mücke damit Millionen Menschen. Allein an Malaria erkranken jährlich eine halbe Milliarde Menschen. Drei Millionen von ihnen sterben – darunter alle 30 Sekunden ein Kind in Afrika. Wer die Infektion überlebt, ist lange arbeitsunfähig – in den ärmsten Regionen eine wirtschaftliche Katastrophe. Wie kein anderes Tier hat die Mücke auch die Geschichte der Menschheit beeinflusst – indem sie den Ausgang von Kriegen entschied. Zum Beispiel im Römischen Reich. Die einheimische Bevölkerung entwickelte nach und nach Immunität gegen den lokalen Malaria-Erreger – die von Norden eindringenden Feinde dagegen wurden dahingerafft. Aber auch die Römer mussten mitunter Blutzoll zahlen. In Schottland verlor das Imperium mehr als die Hälfte einer 80000 Mann starken Truppe: Gegen die schottische Malaria waren die Krieger nicht immun. Der berühmte Mückenforscher An-drew Spielman glaubt sogar, dass die kleinen Biester auch Dschingis Khans Vormarsch nach Europa verhinderten.

Mit Malaria infizierte Mücken bevölkerten früher den ganzen europäischen Kontinent, sogar Skandinavien. Im Mittelalter rieben sie komplette Armeen auf, etwa die von Kaiser Heinrich II. auf seinem dritten Italienzug im Jahr 1022. 1742 verlor die britische Armee die Hälfte ihrer 12000 Mann starken Truppen in Kolumbien, in Kuba wiederholte sich das Debakel. Und als die Franzosen 1802 eine Rebellion auf Haiti niederschlagen wollten, mussten sie gegen den winzigen Feind aufgeben: Von 29000 Soldaten kehrten nur 6000 zurück. Im Zweiten Weltkrieg klagte der amerikanische General Douglas MacArthur darüber, dass die Malaria seine Armee im Pazifik dezimierte: Nur ein Drittel war kampfbereit, der Rest halb oder völlig handlungsunfähig. Hilfe kam von Paul Russell, einem der besten Mückenexperten der Welt: Er sorgte dafür, dass die Soldaten die vorhandenen Medikamente wirklich regelmäßig einnahmen – und bald waren die GIs gesünder als die japanischen Feinde.
Stechmücken existierten schon, als vom Menschen noch keine Rede war – sie plagten bereits die Dinosaurier. 2500 Arten zählt man heute. 85 Prozent von ihnen leben (als »Moskitos«) in den Tropen, aber gestochen wird bis in die arktische Tundra. Stechmücken finden sich in fast jeder Klimazone – Hauptsache, es gibt irgendwo unbewegtes Wasser, das sich als Brutplatz eignet. Manche Arten spezialisieren sich auf bestimmte Tiere, manche auf den Menschen. Da sie aber ausgesprochen anpassungsfähig sind, wechseln sie mitunter ihre Brutplätze und ihre Opfertiere: Damit können sie Erreger von einer Tierart zur anderen transportieren.

Hemagogous spegazzini zum Beispiel legt ihre Eier gern in den feuchten Baumkronen des tropischen Regenwalds ab. Dort leben auch ihre liebsten Opfer: Affen. Von Zeit zu Zeit wird es still im Dschungel – dann hat die Mücke unter der Affenpopulation mit Gelbfieber aufgeräumt. Wenn Holzfäller nun einen Baum umsägen, sucht das Insekt in Bodennähe Ersatz für die verlorenen Brutstätten – und die Affen. Für die Mücke ist der Mensch affenartig genug – und das Lager der Holzfäller ist ja nicht weit. Culex pipiens ist vor etwa 300 Jahren aus Afrika gekommen. Heute hat sie fast alle Teile der Welt erobert, und wahrscheinlich lebt sie auch bei Ihnen. In einer geschützten Ecke im Keller oder in der Garage hat sie den Winter überdauert. Wenn es wärmer wird, macht sie sich auf die Suche nach Blut. Am liebsten ist sie in der Dämmerung unterwegs – oder nachts, wenn Sie schlafen. Die Wärme Ihres Körpers, Ihre Ausdünstungen und Ihr Atem leiten sie in der Fins-ternis ans Ziel. Fuchteln Sie mit der Hand, um den summenden Ruhestörer abzuwehren? Gut so – für die Mücke. Denn ihre Augen sind darauf spezialisiert, Bewegungen auch im Dunkeln zu erkennen – und damit das nächste Opfer. »Stechmücken« stechen übrigens nicht. Ihr Mundwerkzeug, die Proboscis, ist ein raffiniertes und komplexes Gerät. Zwei flexible gegenläufige Sägen fressen sich durch Ihre Haut, in die zwei Kanülen eingeführt werden. Oft braucht es mehrere Versuche, bis ein passendes Blutgefäß gefunden ist. Durch eine der Kanülen injiziert das Tier Speichel in die Wunde: Er verhindert die Blutgerinnung und lähmt Ihr Immunsystem. (Wenn Sie Pech haben, kriegen Sie dabei eine Portion Westnilvirus verpasst.) In 90 Sekunden saugt die Mücke nun eine Blutmenge vom Zwei- bis Dreifachen ihres Körpergewichts. Und Abflug! Mit der schweren Ladung kann sie sich kaum in der Luft halten, deshalb steuert sie erst mal die nächste Wand an. Dort sitzt sie für die nächsten Stunden still, während sie das Blutmahl eindickt, indem sie ihm Wasser entzieht und es mit dem Urin ausscheidet.
Nachdem es Ballast abgeworfen hat, macht sich das Insekt in der Morgendämmerung auf die Suche nach einer Brutstätte.

Culex pipiens ist nicht anspruchsvoll: Eine vergessene Blumenvase, eine verstopfte Dachrinne, eine Regentonne oder ein Zierteich sind perfekte Kinderstuben. An der Wasseroberfläche deponiert sie ein Bündel von bis zu 240 Eiern, aus denen schon nach zwei Tagen Larven schlüpfen. Sie verbringen die nächsten zwölf Tage an der Oberfläche, atmen durch einen Schnorchel und ernähren sich von Mikroorganismen. Unter der Haut wächst ein neues Tier, die Puppe. Sie frisst nicht mehr, ist aber beweglich und kann vor Feinden davonschwimmen. Im Körper der Puppe reift die neue Mücke heran – bei günstigen Umweltbedingungen innerhalb von zwei Tagen. Sie entsteigt der aufreißenden Puppenhaut, entfaltet ihre Beine und Flügel und sucht danach eine geschützte Stelle, wo sie den Rest ihres Reifungsprozesses abwartet. In weniger als drei Wochen wird aus dem Ei ein blutgieriger Vampir – sofern es sich um eine weibliche Mücke handelt. Nur Weibchen saugen Blut – und zwar nach der Paarung, wenn sie besonders viele Nährstoffe zur Produktion von Eiern brauchen. Die Männchen ernähren sich genügsamer: Sie saugen Nektar und zuckerhaltige Ausscheidungungen von Blattläusen.

Lange wurde angenommen, dass Mücken nur einmal Eier legen. Das ist nicht so — leider. Manche leben bis zu sechs Monate lang, legen mehrmals Eier und brauchen dazu jedes Mal eine frische Blutmahlzeit. Kommt diese von einem kranken Opfer, wird die Mücke zum idealen Vehikel (wissenschaftlich: »Vektor«) für Dutzende von Krankheitserregern. Welches Infektionsrisiko eine Krankheit birgt, drückt sich in ihrer »Basic Reproduction Number« (BRN) aus: Das ist die Zahl der Ansteckungen, die ein Kranker jederzeit auslösen kann. Bei Aids liegt die BRN nur knapp über 1, denn das HIV-Virus kann sich ausschließlich bei direktem Kontakt mit Körperflüssigkeiten verbreiten. Masern, eine der ansteckendsten Krankheiten (dem Erreger reicht Ihre Anwesenheit im Krankenzimmer), hat eine BRN von zwölf bis 14 – bei Malaria liegt der Wert über 100! Durch den Vektor Mücke können Sie sich bei einem Kranken anstecken, der kilometerweit entfernt dahinsiecht – oder sogar auf einem anderen Kontinent lebt! Ebenso ist es beim Gelbfieber. Diese Krankheit, die 1793 Philadelphia heimsuchte, hatte vorher in Afrika unter den europäischen Kolonisten fürchterlich gewütet. Als die Europäer afrikanische Sklaven in die Plantagen Amerikas und der Karibik verschleppten, reiste das Gelbfieber mit einer Mückenart namens Aedes aegypti in die Neue Welt. Auf der Überfahrt brütete sie mehrmals in Fässern mit
Wasservorräten, und manchmal löschte sie ganze Mannschaften aus, deren Schiffe dann als Geis-terschiffe dahintrieben. Heute reisen Mücken mit Flugzeugen, Zügen, Autos und Containerschiffen. Zum Beispiel Aedes albopictus, der asiatische Tiger-Moskito – ein Vektor für das Denguefieber und mindestens drei Arten von Gehirnhautentzündung. In den 1970er Jahren kam er in Containern mit Altreifen nach Amerika, und in den 1990er Jahren war er blinder Passagier in Zierbambus.

Erst mit der Entwicklung von brauchbaren Mikroskopen um 1820 begann die Menschheit langsam, die Stechmücken als Überträger von Erregern zu entlarven. Etwa im Fall der Tropenkrankheit »Elefantiasis«, die Beine und Unterleib grotesk anschwellen lässt. Bei Autopsien entdeckte ein britischer Forscher Würmer, die aufgerollt in den Lymphgefäßen der Leichen lagen – Experimente brachten ihn auf die heiße Spur: Es handelte sich um Wurmlarven aus dem Körper von Moskitos. Ein Arzt im Dienst der französischen Fremdenlegion identifizierte den Malaria-Erreger im Blut von Kranken, und ein britischer Forscher in Indien wies ihn in Moskitos nach. 1898 brachte der spanisch-amerikanische Krieg US-Soldaten nach Kuba, und bald darauf lagen viele davon im Sterben. 1900 versuchte eine Gruppe von jungen amerikanischen Ärzten, das Rätsel mit heroischen Selbstexperimenten zu lösen: Sie ließen sich absichtlich von Mücken stechen, die vorher Blut von Kranken gesaugt hatten. Einer von ihnen starb, ein anderer kam knapp mit dem Leben davon – aber damit war der wissenschaftliche Beweis erbracht: Auch für das Gelbfieber waren Mücken als Vektoren des Virus verantwortlich. Mit diesen Erkenntnissen erklärte die Menschheit dem kleinen Tier endgültig den Krieg. Genau genommen hatte der erste Weltkrieg gegen die Mücke schon Jahrzehnte früher begonnen. Denn aus Erfahrung wusste man, dass z. B. bessere Hygiene, der Bau von Kanalisationen und die Trockenlegung von Sümpfen und Feuchtgebieten die Infektionskrankheiten eindämmten. (Meist war man der Meinung, dass das an der »besseren Luft« lag – in Wahrheit verloren die Mücken ihre Brutstätten.) Der amerikanische Befehlshaber in Havanna, William Gorgas, ging noch einen Schritt weiter: Alle Infizierten kamen in Quarantänestationen, damit keine neuen Mücken das Virus aufnehmen konnten. In Teiche wurde Öl gegossen, und Soldaten durchsuchten jedes Haus in der Stadt: Sie hatten Befehl, alle Gefäße mit stehendem Wasser auszuschütten oder zu zerstören. Nachlässigkeit von Haus- und Grundstücksbesitzern wurde bestraft. Nach fünf Monaten war das Gelbfieber aus Kubas Hauptstadt verbannt – und Gorgas ein Nationalheld. Sein nächster Einsatzort war Panama, wo die USA einen Kanal bauen wollten. Ein früheres französisches Projekt war kläglich gescheitert, weil das Gelbfieber 30000 Arbeiter dahingerafft hatte. Gorgas’ drakonische Maßnahmen gegen die Mücken waren auch hier erfolgreich: 1914 wurde der Panamakanal eröffnet, und nur zwei Prozent der Arbeitskräfte waren während der zehnjährigen Bauzeit an Gelbfieber erkrankt.

Überall, wo man die Mücken durch sanitäre Maßnamen dezimierte, wurde der Entwicklungszyklus der Krankheitserreger unterbrochen. Mücken gab es zwar immer noch, aber sie konnten sich nicht bei Kranken anstecken. Die gemäßigten Zonen Europas und Nordamerikas wurden dadurch frei von Malaria und Gelbfieber, und auch in den Tropen konnten diese Krankheiten stark eingedämmt werden. Aber die Mücke reagierte bald auf die Offensive der Menschheit. Genügsamere Arten wie Culex pipiens erschlossen sich ökologische Nischen: Als blinde Passagiere des weltweiten Handelsverkehrs reisten sie um die Welt und bildeten in anderen Gegenden und Erdteilen neue Kolonien – und neue Seuchenherde. Der zweite Weltkrieg gegen die Mücke begann in den 1940er Jahren. Die Menschheit hatte jetzt eine neue viel versprechende Superwaffe: Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT). Das Potenzial des Insektizids schien grenzenlos. Es war leicht herzustellen und monatelang wirksam gegen alle Arten von Insekten.

Die ersten Anti-Mücken-Einsätze waren so erfolgreich, dass amerikanische Experten die weltweite Elimination aller Mü-cken für möglich hielten – Entomologie-Studenten wurde schon abgeraten, ihre Zeit mit Moskitos zu verschwenden. Ein Feldzug in Sardinien sollte den Beweis bringen: 25000 Arbeiter, fünf Flugzeuge, zwei Hubschrauber, Hunderte von Fahrzeugen und etliche Boote wurden mobilisiert, 300000 Häuser und zwei Millionen Innenräume mit dem Insektizid behandelt, Felder und Binnengewässer besprüht. Insgesamt kamen 160000 Kilogramm DDT zum Einsatz – einige Mücken überlebten zwar, aber die Malaria verschwand von der Insel. Davon ermutigt, begann die griechische Regierung nach 1945 ein ähnliches Programm. Und für die USA wurde der weltweite Mückenkrieg zur politischen Priorität: Im Kalten Krieg wollte man auch auf diesem Gebiet die wissenschaftliche Überlegenheit des Westens demonstrieren. Bis 1960 warfen sich unter der Führung der USA und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) 66 Nationen in die Schlacht: Pro Jahr wurden 30 Millionen Kilogramm DDT gesprüht. Aber der Siegestaumel kam zu früh. Schon 1951 hatten Forscher eine seltsame Beobachtung gemacht: Einige Mücken blieben auch nach dem Einsatz der chemischen Keule aktiv. Daraufhin rückte man ihnen mit noch mehr DDT zu Leibe – aber bald war klar, dass die Mücken mit immer höheren Dosen fertig wurden. Gleichzeitig tauchten bei Menschen und Tieren Gesundheitsschäden auf, weil das Gift in bedrohlichem Ausmaß in die Nahrungskette gelangte. Nach langen Ermittlungen sprach die amerikanische Umweltschutzbehörde 1972 ein Verbot des DDT aus. Heute wird es nur noch in Indien und China produziert, aber viele Entwicklungsländer verwenden das billige DDT nach wie vor – wenn auch in geringerem Maße. So hat die Menschheit auch den chemischen Krieg gegen die Mücke verloren. Die Malaria zum Beispiel ist heute in fast alle Gegenden zurückgekehrt, in denen sie schon vor dem großen DDT-Angriff existierte. Ihr Vektor, die Anophelesmücke, ist wieder auf dem Vormarsch in Richtung gemäßigte Klimazonen – die globale Erwärmung verstärkt diesen Trend.

Der dritte Weltkrieg gegen die Mücke hat noch nicht begonnen. Aber die neue Waffe, die man einsetzen wird, steht schon fest: die Gentechnik. Wenn es schon nicht gelingt, die Mücke auszurotten, könnten wir sie vielleicht weniger gefährlich machen? Ohne Krankheitserreger wäre sie ja lediglich lästig. Eines der führenden Institute, die sich mit dem Gen-Krieg gegen Mücken beschäftigen, ist das Labor von Anthony James an der University of California in Irvine. Osvaldo Marinotti, ein aus Brasilien stammender Forscher, führt mich durch die Mückenbruträume. Sie sind im Kellergeschoss untergebracht und von der Außenwelt abgeschottet. Ich bin überrascht, wie einfach die genügsamen Mücken zu halten sind: Auf Regalen liegen rechteckige Plastikgefäße gestapelt, wie man sie in jeder Küche findet. Jedes ist zur Hälfte mit Wasser gefüllt, in dem Hunderte Larven zuckend umherschwimmen. Ein paar Gramm pulverisiertes Zierfischfutter reichen ihnen als Nahrung. Der nächste Raum würde bei zart besaiteten Menschen Gänsehaut verursachen. Hier ist es warm und feucht; bis an die Decke sind Halbliterbecher aus Karton gestapelt, in denen sich jeweils Hunderte Mücken tummeln. Kleine Flecken aus Moskitonetz dienen als Deckel. Darauf liegen ein paar Rosinen, aus denen die Mücken süßen Saft saugen. Einer der Becher enthält Anopheles gambiae, einen der gefährlichsten Malaria-Vektoren der Welt. Wir nehmen einen Becher mit Culex pipiens aus dem Regal. Osvaldo ermutigt mich, in den Becher zu hauchen: keine Reaktion. Die Insekten bleiben ruhig an der Becherwand sitzen – die Laborbeleuchtung ist ihnen zu hell: Diese Art attackiert am liebsten im Schutz der Dunkelheit. Nun nehmen wir einen Becher mit Aedes aegypti heraus. Ich blase leicht hinein, und plötzlich hebt der ganze Schwarm ab und wirbelt im Becher herum. Diese Art gehört zu den aggressivsten! Wenn ich meinen Finger auf den Deckel lege, hängt in Sekundenschnelle ein Dutzend der blutrünstigen Biester daran. Auch nachdem ich den Finger zurückziehe, stochern sie noch wütend mit ihren Mundwerkzeugen durch das Netz. Ich bin froh, dass die Labortiere kein Dengue- oder Gelbfiebervirus tragen.

Einige der Becher tragen eine besondere Markierung: In ihnen befinden sich genetisch manipulierte Tiere für die Forschung an der Anti-Mücken-Waffe der Zukunft. Auch die Genome des Malaria-Erregers und der Anophelesmücke hat man schon entschlüsselt. Das machte es möglich, bestimmte Gewebe und Enzyme des Insekts so zu verändern, dass die Malaria-Erreger sich nicht in ihm einnisten können. Eine andere Möglichkeit der Manipulation besteht darin, im Insekt die Bildung von Antikörpern gegen den Krankheitserreger zu stimulieren. In beiden Fällen werden die entsprechenden Gene isoliert und durch neue ersetzt – dazu kann man entweder Gene von anderen Tierarten (z. B. Spinnen oder Skorpione) oder im Labor hergestellte künstliche Gene verwenden. Mit extrem feinen Kanülen werden sie in die Mückeneier eingeführt, wo sie sich in die natürliche DNS einfügen. Mit dieser Technik gelang es in Experimenten bereits, die Menge der Malaria-Erreger in der Speicheldrüse der Anophelesmücke um vier Fünftel zu senken. »Das Beste daran ist«, erklärt Marinotti, »dass die Mücken die eingefügte DNS an ihre Nachkommen weitergeben. Im Idealfall breiten sich diese Erbmerkmale dann durch natürliche Fortpflanzung auf die ganze Population aus.« Zumindest in der Theorie. Wann die Gen-Waffe flächendeckend einsetzbar sein wird, ist noch ungewiss. Denn dafür sind noch viele Fragen zu klären. Zum Beispiel: Wie werden sich die genmanipulierten Mücken in der Natur verhalten? Werden sie ihre besonderen Eigenschaften behalten und ihre neuen Gene wirklich in der wilden Population verbreiten? Oder wird die Natur den »Fehler« erkennen und durch Selektion korrigieren? Ein weiteres Problem besteht darin, dass gegen jede einzelne Krankheit eine oder mehrere Genmanipulationen bei den Mücken notwendig sind – und das bei allen Mückenarten, die einen Vektor für die betreffende Krankheit bilden. Das ist sehr aufwändig! Hinzu kommt die Furcht der Öffentlichkeit. Wie würde die Bevölkerung eines von Mücken geplagten Drittweltlandes reagieren, wenn dort Forscher aus reichen Industrieländern auftauchten und in großer Zahl genmanipulierte Mücken freiließen – in der Hoffnung, dass sie die eingesessenen verdrängen? Für kurze Zeit hieße das: noch mehr Mücken! Und vielleicht wären sie zwar gegen die Krankheit immun, würden stattdessen aber andere Krankheiten aufnehmen und verbreiten.

Wissenschaftler sind sich einig: Die Risiken, durch Genmanipulation die »gute« Mücke zu erzeugen, sind noch nicht einschätzbar. Aus Sicherheitsgründen experimentiert man an der Universität in Irvine derzeit noch nicht einmal mit Anophelesmücken, die menschliche Krankheitserreger tragen, sondern mit Formen von Malaria, die nur Labortiere befallen. Aber eines ist jetzt schon sicher: Wie die Hygiene des 19. und die Chemie des 20. Jahrhunderts wird auch die Gentechnik des 21. Jahrhunderts keine hundertprozentige Lösung des Mückenproblems bringen. Richtig angewandt, wäre sie aber ein wichtiger Bestandteil des menschlichen Waffenarsenals im Kampf gegen unseren schlimms-ten Feind im Tierreich. Schönen Sommer!