Sinds enkele jaren is de Drosophila suzukii, de Aziatische fruitvlieg, een ware plaag in de Nederlandse en Belgische wijngaarden. Gezonde rijpende druiven vallen massaal ten prooi met oogstverlies en grote economische schade tot gevolg. De bestrijding van de Drosophila suzukii gaat moeizaam, maar entomopathogenen – nematoden, bacteriën, schimmels en virussen die specifiek ziekteverwekkend zijn voor insecten – bieden mogelijk uitkomst.
De Drosophila suzukii is voor het eerst in Europa gesignaleerd in 2008 in Spanje en Italië en was in 2012 al verspreid over geheel Noordwest-Europa. Drosophila suzukii brengt in tegenstelling tot de meest voorkomende inheemse Europese fruitvlieg – de Drosophila melanogaster – veel schade toe aan de wijngaarden. De Drosophila suzukii vrouwtjes zijn namelijk in staat om met hun veel langere legboor (ook wel ovipositor genoemd) door de dunne schil van (bijna) rijpe intacte druiven te prikken. De Drosophila melanogaster kan dit niet en legt enkel eitjes in al kapot of rottend fruit en brengt daardoor een stuk minder schade toe1-3.
Drosophila Suzukii vrouwtje met uitvergroot de ovipositor
Martin Cooper via CC BY 2.0
De Drosophila suzukii kan bestreden worden met insecticiden (Spinosad / Tracer)4, maar deze kunnen – door gevaar voor achterblijvende residuen op de schil – niet tot op het laatste moment van de rijpingsfase gebruikt worden of zijn toxisch voor gunstige insecten zoals bijen. Op het meest cruciale moment van het seizoen hebben de fruitvliegjes dus vrij spel. Het is mogelijk om netten op te hangen, of zelfs om elke tros in een afzonderlijk zakje te stoppen, maar dit is kostbaar en arbeidsintensief. Er wordt daarom volop onderzoek gedaan naar biologische en ecologische middelen die wel tot laat in de rijpingsfase gebruikt kunnen worden. Natuurlijke vijanden en etomopathogenen van de Drosophila suzukii staan daarom vol in de aandacht.
In onderstaande alinea’s zal kort besproken worden welke natuurlijke vijanden en entomopathogenen (nematoden, bacteriën, schimmels en virussen) er bekend zijn voor de Drosophila suzukii, en hoe effectief ze zijn in het doden van de fruitvliegjes.
Natuurlijke vijanden
Er zijn vele natuurlijke vijanden getest – waaronder halfvleugeligen (zoals bladluizen, wantsen en cicaden), kevers en mijten – in de bestrijding van de Drosophila suzukii. In een afgesloten labomgeving hadden deze een beperkt effect, maar dit effect was niet meer waarneembaar in het veld5. De enige natuurlijke vijand die wel een effect had op de ontwikkeling van de Drosophila populatie was de parasitaire wesp (ook wel sluipwesp genoemd). Er bestaan verschillende soorten parasitaire wespen, en allemaal leggen ze hun eitjes in een Drosophila larve of pop. De larve ontwikkelt zich nog wel tot een pop, maar de pop wordt in alle gevallen vervolgens opgegeten door de larve van de wesp.
Bij de Drosophila melanogaster kunnen de Europese wespen meer dan 50% van de larven parasiteren, maar dit lukt niet bij de Drosophila suzukii. Wespen die meer uit de natuurlijke leefomgeving van de Drosophila suzukii afkomstig zijn, zoals de Asobara japonica en de Asobara leveri, zijn beter in staat om larven te parasiteren. Daarnaast is er ook een wesp gevonden, de Asobara sp. TK1, die specifiek de larven van Drosophila suzukii parasiteert. Echter, deze wespen zijn enkel nog onder labcondities getest en kunnen in het veld hele andere resultaten opleveren. Daarnaast is het ook niet erg wenselijk om hele exotische wespen uit China of Japan te introduceren in de Nederlandse wijngaarden. Twee inheemse wespen, die niet de larven maar de poppen van de Drosophila parasiteren, de Pachycrepoideus vindemmia en de Trichopria drosophilae, tonen echter hele goede resultaten in het lab (tot 90% geparasiteerde poppen)6, 7. Het uitzetten van Trichopria drosophilae in een boomgaard laat zien dat ze kunnen zorgen voor een reductie van Drosophila suzukii. De resultaten zijn echter nog niet zo succesvol dat het meteen grootschalig in de wijnbouw ingezet kan worden8.
Sluipwesp (Ceraphron sp. F)
Pierre Bornand via CC BY-NC 2.0
Nematoden
Nematoden zijn kleine rondwormen – ook wel aaltjes genoemd – die leven in de bodem of in (het spijsverteringskanaal van) andere organismen. Gewassen zoals wijnstokken kunnen worden bespoten met water waaraan de nematoden zijn toegevoegd9. De nematoden Steinernema kraussei, Steinernema carpocapsae, Steinernema feltiae en Heterorhabditis bacteriophora waren in staat om minstens respectievelijk 50, 80, 80 en 95% van de Drosophila suzukii larven te doden. De Steinernema Kraussei nematode was het minst efficiënt bij de larven, maar compenseert dit door bij de poppen met 55% het hoogste sterftepercentage te behalen. De andere drie nematoden zorgden dat ongeveer 40% van de Drosophila suzukii poppen dood ging10. De drie Steinernema nematoden zijn eerder ook getest op bosbessen, maar hadden toen geen effect op de ontwikkeling van de Drosophila suzukii11. Daarentegen zorgen de nematoden bij toepassing op aardbeien, en met name de Steinernema feltiae, wel voor een afname van het aantal volwassen Drosophila suzukii (tot 35%)12. Deze verschillen in effectiviteit van de nematoden kan komen door de verschillen in de geteste proefopstelling, zoals de hoeveelheid gebruikte nematoden, of het type gewas waarop het gebruikt is.
Al deze nematoden zijn vrij verkrijgbaar op de Nederlandse markt9 en er is maar heel weinig wetgeving of regulering verbonden aan het gebruik van nematoden. Ze zijn namelijk “volledig veilig voor mens, milieu, het gewas en andere natuurlijke vijanden”13. Maar dit is niet helemaal juist, de nematoden kunnen de larven en poppen van verschillende insecten doden, en die hoeven niet allemaal schadelijk te zijn voor de druiven. Afgezien hiervan bestaan er ook nematoden die zich voeden aan de wortels van de wijnstok en zodoende zorgen voor wortelrot en opbrengstverlies14. De etomopathogene nematoden die hierboven genoemd zijn brengen echter geen schade toe aan de wortels, maar parasiteren enkel insecten. Nematoden hebben dus de potentie om de Drosophila suzukii te bestrijden, maar goede veldtesten zijn nodig om hun daadwerkelijke efficiëntie (en schade aan andere insecten) te bepalen.
Nematoden uit de pop van een wasmot
USDA via Publiek domein
Bacteriën
Er is maar van twee entomopathogene bacteriën bekend dat ze een effect hebben op de ontwikkeling van de Drosophila suzukii. De eerste is de Bacillus thuringiensis en deze kan zorgen voor een sterfte van 44% van de larven, al is dit effect zeer afhankelijk van de bacteriestam. De enige Bacillus thuringiensis-stam die namelijk zorgt voor sterfte maakt ook het toxische eiwit β-exotoxin aan. Dit eiwit verklaart daarmee mogelijk de toxische werking, maar is echter ook toxisch voor vertebraten waardoor deze bacteriestam niet geschikt is als bestrijdingsmiddel15. De andere bacterie, Photorhabdus luminescens, heeft meer potentie en leeft in symbiose met de hierboven al genoemde nematode Heterorhabditis bacteriophora. Deze bacterie leeft in de darmen van de ringworm en wordt vrijgegeven aan het bloed wanneer de nematode de fruitvlieg heeft geïnfecteerd. In het bloed zal Photorhabdus luminescens enzymen en ’toxin complexen’ produceren die het lichaam van de vlieg afbreken in voedingsstoffen voor de nematode en de bacterie zelf. Photorhabdus luminescens doodt al bij een zeer lage concentratie effectief de larven en poppen van de Drosophila suzukii (sterfte van 70-100%)16. De Photorhabdus luminescens lijkt dus zeer veelbelovend om uitbraak van een Drosophila suzukii plaag te voorkomen. Een nadeel is echter wel dat zowel de nematode als Photorhabdus luminescens ook toxisch zijn voor andere insecten in de wijngaard16.
Wettelijk is er in Europa al goedkeuring voor het gebruik van meerdere bacteriestammen in de wijngaard. Het merendeel van deze bacteriën is echter voor gebruik tegen botrytis en meeldauw. Van de bovengenoemde bacteriën tegen de Drosophila suzukii is er alleen toestemming voor een aantal stammen van de Bacillus thuringiensis. Deze bacteriestammen zijn goedgekeurd voor gebruik in de wijngaard ter bestrijding van de nachtvlinders de druivenbladroller (Lobesiabotrana) en het blauw smalsnuitje (Eupoecilia ambiguella), maar zijn niet goedgekeurd voor gebruik tegen de Drosophila suzukii17.
Fun Fact: Na de slag om Shiloh tijdens de Amerikaanse burgeroorlog begonnen de wonden van sommige soldaten licht te geven en genazen ze sneller dan verwacht. Deze “Angel’s glow” werd vermoedelijk veroorzaakt door Photorhabdus luminescens. Zoals zijn naam al aangeeft is de bacterie bioluminescent (hij geeft licht) en daarnaast is bekend dat hij ook een antibioticum produceert om de competitie met andere bacteriën aan te gaan, en dat was voor die gewonde soldaten wel handig18, 19.
“Battle of Shiloh” door Thure de Thulstrup (1888)
Restoratie door Adam Cuerden via CC BY 4.0
Schimmels
Het effect van entomopathogene schimmels op Drosophila suzukii larven, poppen en volwassen vliegen wordt momenteel volop getest. Een aantal zoals de Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, Metarhizium anisopliae en Lecanicillium lecanii zorgen voor een sterftecijfer van meer dan 50% onder de fruitvliegen11,20. De Metarhizium Brunneum schimmel zorgt na tien dagen zelfs voor een sterfte van bijna 90% van de fruitvliegen. Daarnaast zorgt het ook voor een verminderde vruchtbaarheid van de vliegen (gedurende deze tien dagen) waardoor er ook minder nakomelingen ontstaan20. Het nadeel van deze schimmels is dat ze naast de fruitvliegen ook veel andere insecten kunnen infecteren. De schimmel Entomophthora muscae daarentegen is veel specifieker en zal enkel een effect hebben opvliegen en muggen. Helaas zorgt deze schimmel dan wel maar voor een sterfte van 27% onder de Drosophila suzukii21.
Ondanks dat ze niet altijd heel specifiek zijn voor een bepaald insect, zijn stammen van veel van deze schimmels in Europa al goedgekeurd voor het gebruik bij teeltgewassen zoals aardbeien of tomaten. Echter, enkel gebruik van Metarhizium anisopliae is toegestaan in de wijngaard (en is ook door België en Nederland als individuele lidstaten goedgekeurd). De registratie geldt dan wel weer alleen voor het gebruik tegen de druifluis (Daktulosphaira Vitifoliae) en de gegroefde lapsnuitkever (OtiorhynchusSulcatus), maar niet tegen de Drosophila suzukii17. Er moet hierbij opgemerkt worden dat de effecten tegen Drosophila suzukii schimmelstam-specifiek kunnen zijn11, 20. Een andere stam van dezelfde schimmel die werkt tegen de druifluis hoeft daarom niet perse ook effectief te zijn tegen de fruitvlieg (maar het zou wel handig zijn voor de Europese goedkeuring). Er zijn dus een aantal schimmels die goede resultaten boeken in de tests en ook al geregistreerd staan in Europa voor gebruik bij andere gewassen en andere organismen. Het zou dus mogelijk zijn om binnen afzienbare tijd (waarschijnlijk nog steeds jaren) een aantal van deze schimmels te kunnen gebruiken ter bestrijding van de Drosophila suzukii.
Wilde Drosophila gedood door Entomophthora muscae schimmel
Elya et al, 2017 via CC BY 4.0
Virussen
Virussen zijn vaak erg specifiek voor een bepaald organisme en zouden dus een mooi middel zijn om specifiek de Drosophila suzukii mee te behandelen. Helaas zijn er vooralsnog geen virussen bekend die specifiek de Aziatische fruitvlieg aanvallen. Er zijn meerdere virussen bekend die bij de Drosophila melanogaster zorgen voor hoge sterfte, maar deze virussen hebben geen of nauwelijks effect op de Drosophila suzukii. Dit komt waarschijnlijk doordat de bacterie Wolbachia – welke in symbiose leeft met de Drosophila suzukii – virale infecties tegengaat22.
De toekomst
Sinds de opkomst van de Drosophila suzukii in Europa zijn er veel nieuwe ontdekkingen gedaan naar de natuurlijke bestrijdingsmethode van deze fruitvlieg. Het nadeel van alle bovenstaande natuurlijke vijanden en entomopathogenen is echter dat ze vaak niet erg efficiënt zijn, of niet specifiek zijn voor Drosophila suzukii. Ze kunnen daarom ook schade aanbrengen aan andere insecten (of zelfs gewervelden). Toekomstige onderzoeken moeten daarom uitwijzen of de efficiëntie verhoogd kan worden – bijvoorbeeld door een aantal bestrijdingsmethoden te combineren – maar ook of ze veilig gebruikt kunnen worden zonder ernstige schade toe te brengen aan andere ecosystemen. Een natuurlijke bestrijding betekent namelijk niet altijd een ecologisch verantwoorde bestrijding! Sommige bestrijdingsmethoden zijn daarom zeer veelbelovend, maar er is vaak nog een lange wetenschappelijke en bureaucratische weg te gaan voordat ze met zekerheid veilig en effectief grootschalig gebruikt kunnen gaan worden in de wijngaard.
Referenties:
1. Cini A, Ioriatti C, Anfora G. A review of the invasion of Drosophila suzukii in Europe and a draft research agenda for integrated pest management. Bulletin of Insectology. 2012;65(1):149-60.
2. Cuthbertson AGS, Blackburn LF, Audsley N. Efficacy of Commercially Available Invertebrate Predators against Drosophila suzukii. Insects. 2014;5(4):952-60.
3. Helsen H, van Bruchem J, Potting R. De suzuki-fruitvlieg Drosophila suzukii, een nieuwe plaag op fruit in Nederland. Gewasbescherming. 2013;44(3):72-6.
4. Ctgb. Toelatingen 2018 [Available from: https://toelatingen.ctgb.nl/] Bezocht op 12 -12-2018.
5. Schetelig MF, Lee K-Z, Otto S, Talmann L, Stökl J, Degenkolb T, et al. Environmentally sustainable pest control options for Drosophila suzukii. Journal of Applied Entomology. 2017;142(1-2):3-17.
6. Chabert S, Allemand R, Poyet M, Eslin P, Gibert P. Ability of European parasitoids (Hymenoptera) to control a new invasive Asiatic pest, Drosophila suzukii. Biological Control. 2012;63(1):40-7.
7. Mazzetto F, Marchetti E, Amiresmaeili N, Sacco D, Francati S, Jucker C, et al. Drosophila parasitoids in northern Italy and their potential to attack the exotic pest Drosophila suzukii. Journal of Pest Science. 2016;89(3):837-50.
8. Stacconi MVS, Amiresmaeili N, Biondi A, Cardi C, Caruso S, Dindo ML, et al. Host location and dispersal ability of the cosmopolitan parasitoid Trichopria drosophilae released to control the invasive spotted wing Drosophila. Biological Control. 2018;117:188-96.
9. Royal Brinkman. Nematoden (aaltjes) als natuurlijke vijand 2018 [Available from: https://royalbrinkman.nl/kennisbank-gewasbescherming/natuurlijke-vijanden/nematoden-aaltjes] Bezocht op 12 -12-2018.
10. Cuthbertson AG, Audsley N. Further Screening of Entomopathogenic Fungi and Nematodes as Control Agents for Drosophila suzukii. Insects. 2016;7(2).
11. Woltz JM, Donahue KM, Bruck DJ, Lee JC. Efficacy of commercially available predators, nematodes and fungal entomopathogens for augmentative control of Drosophila suzukii. Journal of Applied Entomology. 2015;139(10):759-70.
12. Garriga A, Morton A, Garcia-del-Pino F. Is Drosophila suzukii as susceptible to entomopathogenic nematodes as Drosophilamelanogaster? Journal of Pest Science. 2018;91(2):789-98.
13. Royal Brinkman. Nematoden 2018 [Available from: https://royalbrinkman.nl/gewasbescherming-desinfectie/biologische-gewasbescherming/nematoden/] Bezocht op 12 -12-2018.
14. Ferris H, Zheng L, Walker MA. Resistance of Grape Rootstocks to Plant-parasitic Nematodes. Journal of nematology. 2012;44(4):377-86.
15. Cossentine J, Robertson M, Xu D. Biological Activity of Bacillus thuringiensis in Drosophila suzukii (Diptera:Drosophilidae). Journal of economic entomology. 2016.
16. Shawer R, Donati I, Cellini A, Spinelli F, Mori N. Insecticidal Activity of Photorhabdus luminescens against Drosophila suzukii. Insects. 2018;9(4).
17. EU Pesticides database 2018 [Available from: http://ec.europa.eu/food/plant/pesticides/eu-pesticides-database/public/] Bezocht op 12 -12-2018.
18. Durham S. Students May Have Answer for Faster-Healing Civil War Wounds that Glowed 2001 [Available from: https://www.ars.usda.gov/news-events/news/research-news/2001/students-may-have-answer-for-faster-healing-civil-war-wounds-that-glowed/] Bezocht op 12-12-2018.
19. Rodou A, Ankrah DO, Stathopoulos C. Toxins and secretion systems of Photorhabdus luminescens. Toxins. 2010;2(6):1250-64.
20. Cossentine J, Mairi R, Buitenhuis R. Impact of acquired entomopathogenic fungi on adult Drosophila suzukii survival and fecundity. Biological Control. 2016;103:129-37.
21. Becher PG, Jensen RE, Natsopoulou ME, Verschut V, De Fine Licht HH. Infection of Drosophila suzukii with the obligate insect-pathogenic fungus Entomophthora muscae. Journal of Pest Science. 2018;91(2):781-7.
22. Cattel J,Martinez J, Jiggins F, Mouton L, Gibert P. Wolbachia-mediated protection against viruses in the invasive pest Drosophila suzukii. Insect molecular biology. 2016;25(5):595-603.