Xylella fastidiosa

Die Zellen von Xylella fastidiosa sind stäbchenförmig und haben typischerweise einen Durchmesser von 0,25–0,35 µm und eine Länge von 0,9–3,5 µm. Flagellen sind nicht vorhanden, das Bakterium kann sich aber durch die sogenannte zuckende Motilität (twitching motility) bewegen. Es handelt sich hierbei um mit Hilfe von Typ-IV-Pili ausgelöste Zuckbewegung. Es fehlt das für pflanzenpathogene Bakterien typische Typ-III-Sekretionssystem.[8]

Ist ein Baum befallen, besiedelt das Bakterium das Xylem und verstopft durch sein massenhaftes Auftreten die Leitungsbahnen. Wasser- und Nährstoffzufuhr werden zunehmend blockiert. Anfangs verfärben sich Blattspitzen und -ränder braun. Später verdorren Zweige, bis irgendwann der ganze Baum abstirbt. Befallene Pflanzen können jedoch auch monatelang symptomfrei bleiben.[9]

Im Jahr 2000 konnte in São Paulo (Brasilien) das gesamte Genom der Art entschlüsselt werden: Zwei Jahre lang arbeiteten 200 Wissenschaftler an der DNA-Sequenzierung. Sie ergab, dass das Genom des Bakteriums 2.679.305 Basenpaare umfasst. Ca. 50 % der Codierungsregionen konnten vermutlichen Funktionen zugewiesen werden; es gibt zahlreiche Hinweise auf die Ursache der Krankheiten an infizierten Pflanzen.[13]

Diese Rebstock-Krankheit wurde erstmals 1892 von Newton B. Pierce, einem der ersten Phytopathologen, an der Edlen Weinrebe (Vitis vinifera) in Kalifornien untersucht, im Jahr 1900 erschien seine Beschreibung.[14] Der Name dieser Pflanzenkrankheit des Weins lautet daher im Englischen Pierce’s disease. Der Erreger bewirkt, dass der Wasser- und Nährstoffhaushalt der Pflanze blockiert wird, was nach zwei bis drei Jahren zu ihrem Absterben führt. Außerdem verfärben sich die Blätter der befallenen Rebstöcke gelb und die produzierten Früchte sind klein und hart.

1996 fand man heraus, dass der Vektor (Überträger) dieser Krankheit eine Zwergzikade der Gattung Homalodisca ist: Homalodisca vitripennis. Dieses Insekt ernährt sich von Pflanzensäften und überträgt so das Bakterium in das Xylem der Pflanzen, wo es sich weiterentwickelt und vermehrt.

Die Krankheit wird durch die Subspecies Xylella fastidiosa fastidiosa verursacht[7] und wurde ebenfalls in Costa Rica, im Südosten der USA, in Mexiko und Venezuela nachgewiesen.

Das Bakterium führt zum Olivenbaumsterben, es bewirkt auch hier die Austrocknung und das Absterben der Pflanzen (OQDS, olive quick decline syndrome).[7]

Der Weg, auf dem das Bakterium aus Nord- und Lateinamerika nach Südeuropa eingeschleppt wurde, ist dabei unklar. 2013 trat das Bakterium zum ersten Mal auf 8.000 Hektar (ha) im Salento in Süditalien auf,[15] Anfang 2015 mussten dort auf nun schätzungsweise 230.000 ha in der Provinz Lecce ca. eine Million befallene Olivenbäume gefällt werden, eine weitere rasche Ausbreitung wurde befürchtet. Zusätzlich musste für eine effektive Vorbeugung der weiteren Ausbreitung das Gras in der gesamten Gegend gemäht sowie der Boden umgepflügt und Pestizide eingesetzt werden. 2012 wurden in einem Treibhaus bei Tours (Frankreich) und 2015 an der Côte d’Azur[16] und bei einer Kübelpflanze in Propriano (Korsika) ebenfalls entsprechende Bakterien gefunden.[17] Am 18. August 2016 wurden in Korsika 279 Infektionsherde identifiziert, konzentriert vor allem im Süden und Westen der Insel.[18]

Im Jahr 2015 stoppten italienische Staatsanwälte die Anordnung der EU und leiteten Untersuchungen gegen Forscher und örtliche Behördenvertreter ein, denen vorgeworfen wird, „unwahre Fakten“ übermittelt zu haben und so die EU zu einer falschen Einschätzung gebracht zu haben. Es gebe „keinen Beweis“ für eine Verbindung zwischen dem Bakterium und den Austrocknungserscheinungen tausender Bäume in Süditalien.[19][20] Diese Anordnung wurde erst im Juli 2016 nach der Androhung einer Klage vor dem Europäischen Gerichtshof wieder zurückgenommen.[21] Im Mai 2017 erstatteten Umweltschützer, denen die Abholzungen nicht gefielen, eine Beschwerde bei der Staatsanwaltschaft mit dem Ziel, andere mögliche Ursachen wie etwa Pilzinfektionen zu untersuchen, obwohl dies von EU-Seite bereits ausgeschlossen war.[7][22]

Xylella fastidiosa befällt auch Mandel-, Pfirsich- (phony peach disease)[23] und Pflaumenbäume sowie Zitrusfrüchte, darüber hinaus Oleander (oleander leaf scorch)[24]. Weitere Wirtspflanzen, in denen das Bakterium nachgewiesen wurde, sind: Süßkirsche (Prunus avium), Weidenblatt-Akazie (Acacia saligna), Immergrün (Vinca rosea), Rosmarin (Rosmarinus officinalis), Australischer Rosmarin (Westringia fruticosa), Kreuzblume (Polygala myrtifolia) und Immergrüner Kreuzdorn (Rhamnus alaternus)[25].

Als Gegenmaßnahme wurde von der EU ein Importverbot bestimmter Kaffeesträucher aus Honduras und Costa Rica verhängt.[26]

2016 wurde Xylella fastidiosa erstmals in Deutschland nachgewiesen.[27] Der Befall im Gewächshaus einer Gärtnerei in Sachsen konnte durch Vernichtung des verdächtigen Pflanzenmaterials gestoppt werden. 2018 wurde Deutschland wieder für befallsfrei erklärt.[28][29]

Ende 2016 wurde das Bakterium auch auf den Balearen identifiziert. In der Folge der Untersuchungen ergab sich der Verdacht, dass sich das Bakterium bereits seit 2012 auf Mallorca ausbreiten konnte und deswegen bis zu 12.000 Mandelbäume in der Mitte der Insel abstarben.[30][31] Nach Untersuchungen des Bakteriums hat sich ergeben, dass es sich hierbei um die aggressive Form Xylella fastidiosa pauca handelt, die neben den schon oben erwähnten Bäumen auch Olivenbäume, Kirschbäume, Lorbeerbüsche, Weidenblatt-Akazien, Lavendel, Rosmarin, Australischen Rosmarin (Westringia fruticosa) und Kreuzblumen befallen kann.[32]

Am 28. Februar 2017 berichtet die Mallorca Zeitung, dass der Biologe Eduardo Moralejo das Landwirtschaftsministerium bereits 2010 über die Ausbreitung des Bakteriums auf Mallorca informierte. Moralejo beschuldigte das Ministerium, aus wirtschaftspolitischen Gründen den wahren Grund des Mandelbaumsterbens verschleiert zu haben. Seit dem Frühjahr 2017 gilt ein Ausfuhrstopp von den Balearen auf das spanische Festland für jegliche Pflanzen, die von dem Erreger befallen sind.[33] Als Ursprung der Ausbreitung nennt Moralejo eine Finca nahe Son Carrió bei San Llorenç. Hier wurde 1996 aus Kalifornien stammendes Biomaterial zu Experimentalzwecken ausgebracht. Seiner Meinung nach breitet sich Xylella fastidiosa auf der Insel bereits seit diesem Zeitpunkt aus. Somit sei Mallorca auch die erste europäische Region, die von Xylella befallen wurde. Seit 2008 seien an die 100.000 Mandelbäume auf Mallorca abgestorben. Etwa eine Million Mandelbäume seien bereits befallen und das Bakterium greife auch auf Weinreben, Olivenbäume, Feigenbäume und verschiedene Zierpflanzen über.[34] Moralejos Hypothesen gelten inzwischen als gesichert und die Forschung zu Verbreitungswegen und Gegenmaßnahmen läuft weiter.[35]

Befall von Olivenbäumen durch Xylella fastidiosa, subsp. pauca (seit 2013)

Abgestorbener Olivenhain bei Surano in Apulien, 2019

Alter Olivenbaum in Apulien

Eine Unterart des Bakteriums Xylella fastidiosa, auch Feuerbakterium genannt, das die Wasserleitungsbahnen der Olivenbäume verstopft, löst die in Amerika als Pierce's disease seit 1892 bekannte[36] Krankheit aus, die in Italien CoDiRO (Complesso del Disseccamento Rapido dell'Olivo) genannt wird.[37] Sie gilt als „eine der gefährlichsten Pflanzenkrankheiten“,[38] gar als „neue globale Bedrohung“,[39] da sie die Bäume durch Verstopfung der wasserführenden Leitungen schnell austrocknen lässt, was anfangs zu „Blattbrand“ führt. Doch weist sie eine lange Inkubationszeit von bis zu zehn Monaten auf.[40]

Unterschieden werden fünf Unterarten, nur die Subspezies pauca ist für Olivenbäume tödlich.[41] In einer Reihe von Gebieten brach die Olivenölproduktion seither ein.

Erstmals im Oktober 2013 wurde die besagte Unterart in Europa registriert, nämlich im apulischen Gallipoli. Allein in der Provinz Lecce erkrankten bis 2016 über eine Million Olivenbäume.[42] Auch in den Provinzen Tarent und Brindisi, seit 2020 auch Bari, und auf Korsika wurde das Bakterium (Juli 2015) festgestellt, dann in Südfrankreich, im August 2016 in der Schweiz,[43] im November auf Mallorca,[44] im Februar 2017 auf Menorca.[45] Nachdem das Bakterium auch in Südspanien nachgewiesen worden war, ergriff die FAO Präventivmaßnahmen auch in Marokko.[46] 2018 erreichte das Bakterium Belgien, die Niederlande, und auch in Sachsen[47] traten Fälle auf. 2019 wurden erstmals Fälle im Nordosten Brasiliens registriert.[48]

Lange wurde angenommen, die Unterart sei in Kaffeepflanzen aus Costa Rica eingeschleppt worden.[49] 2019 gelang der genetische Nachweis, dass die Übertragung nach Europa durch Pflanzenhandel aus Kalifornien erfolgt ist. Dorthin wiederum gelangte das Bakterium aus dem Südosten der USA, wo die meisten Unterarten existieren.[50]

Untersuchungen zeigten, dass manche Sorten wie Coratina weniger anfällig sind als beispielsweise Cellina di Nardò. Auch könnte die Züchtung neuer Sorten ein Ausweg sein, denn gegen Xylella fastidiosa gibt es kein Mittel.[51] Die Europäische Kommission ordnete daher das Fällen erkrankter Bäume und umgebender Bestände an und untersagte Aus- und Einfuhr der Pflanzen; erstmals erlaubte sie aber im September 2017 auf Mallorca das bloße „Eindämmen“, es müssen also nur noch die befallenen Bäume gefällt werden, nicht mehr alle im Umkreis von 100 m.[52] Anfang 2017 galten 10 Millionen Bäume in den Provinzen Lecce, Tarent und Brindisi als befallen, der wirtschaftliche Schaden überstieg eine Milliarde Euro.[53] Drei Jahre lang wurden Neuanpflanzungen im Salentino untersagt, eine Bestimmung, die für resistente Sorten wie Leccino aufgehoben werden soll,[54] ähnliches gilt für Coratina.[55]

Die European Food Safety Authority veröffentlichte 2018 eine Liste von 563 Pflanzenarten, die als Wirt von Xylella fungierten,[56] im Mai 2020 umfasste die Liste bereits 595 Arten.[57]

2018 verklagte die Europäische Kommission Italien wegen mangelhafter Umsetzung von Schutzmaßnahmen.[58] Laura Spinney glaubt, „in Italien, wo Familien über Generationen hinweg jeweils bei der Geburt eines Kindes einen Olivenbaum pflanzen, haben Olivenbäume tiefe emotionale Bedeutung. Die EU-Kommission hatte die Besitzer der Olivenbäume nicht an ihren Beratungen teilhaben lassen, und die Besitzer wiesen die wissenschaftlichen Argumente, die die EU-Kommission vorbrachte, zurück.“[59] Andererseits wurden von Großbetrieben legal enorme Mengen von neuen Olivenbäumen aus Infektionsgebieten in Spanien, Chile oder Peru eingeführt.[60] Die Rolle der Beteiligten bei Entscheidungsprozessen wird erst jüngst untersucht, zumal rein epidemiologische Vorgehensweisen ohne durchschlagenden Erfolg blieben. Dabei wurden sowohl Wissenschaftler als auch Politiker, betroffene Landbesitzer und gesellschaftliche Bewegungen unter dem Blickwinkel einer Soziologie des Wissens, des wissenschaftlichen Wissens und auch des Unwissens untersucht. Auf diese Art soll eine „360°-Perspektive“ – mit Blick auf die bisherige Reduzierung auf Politik und Wissenschaften unter Ausschluss der übrigen Gesellschaft – erlangt werden, auch um weiter reichende Konzepte zum Verständnis des vorhandenen Wissens zu erarbeiten.[61]

Die Preise italienischer Olivenöle stiegen 2016 im Vergleich zu 2014 um 21 %, während der Absatz um 18 % zurückging.[62] In der Region wurden 2015 bis zu 40 % des italienischen Olivenöls produziert.[63] Im Februar 2019 wurde das decreto Centinaio beschlossen, das vorsieht, alle befallenen Bäume zu fällen. Im Salento existierten zu dieser Zeit 491 Ölmühlen, davon 251 in der Provinz Lecce, 143 in Brindisi und 97 in Tarent.[64]

Eine 2019 erstellte Weltkarte der Verbreitung zeigt, dass Xylella nicht nur in allen Anbaugebieten vertreten ist, sondern auch die gefährdetsten Gebiete.[65] Das Bakterium gilt als eines der bestuntersuchten weltweit und zugleich als globale Bedrohung.[66] Die Art benutzt Insekten als Vehikel, wie die Schaumzikade in Apulien. In Italien ist vorgeschrieben, auf allen Grünflächen einschließlich privater Gärten die als Trägertier (Vektor) erkannte Wiesenschaumzikade (sputacchina) zu bekämpfen, und zwar im Larvenstadium im März/April.[67] Im Juni 2020 reduzierte die EU den Mindestabstand zu befallenen Bäumen von 100 auf 50 m. Zudem dürfen als resistent bekannte Sorten in abgefällten Gebieten angepflanzt werden. Biologisch bekämpfen ließe sich das Trägertier durch die kleine Wespenart Ooctonus vulgatus, die ihre Eier in die Eier der Wiesenschaumzikade legt.[68]

2015 wurde von der EU-Behörde eine Richtlinie veröffentlicht, um den Pflanzenschutz zu sichern und die weitere Ausbreitung der Krankheit zu verhindern. Unter anderem wurde angeordnet, dass um den Befall eine 100 Meter breite Zone und eine 10 Kilometer breite Pufferzone errichtet werden muss. In einem späteren, 2017 geänderten EU-Beschluss wurde diese Pufferzone auf fünf Kilometer reduziert. Des Weiteren wurde angeordnet, dass für eine Reihe von für den Handel bestimmte Pflanzen, die als Wirtspflanzen für den Erreger gelten, ein EU-Pflanzenpass obligatorisch ist. Befallene Pflanzen gelte es zu entfernen und zu verbrennen.  

• Pflanzliche Immunantwort (auch "pflanzliches Immunsystem" genannt)
• Pflanzliche Abwehr von Pflanzenfressern

Commons: Xylella fastidiosa – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• Feuerbakterium. – Informationen von Agroscope
• Pflanzengesundheit Seite des Julius Kühn-Instituts/Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen zu Xylella fastidiosa inklusive einer Liste der anfälligen Wirtspflanzen in der EU
• Spektrum.de: Ein von Xylella fastidiosa befallener Olivenhain.
• Brigitte Kramer : Bakterium bedroht Oliven- und Mandelbäume - EU rät zu radikalen Abholzmaßnahmen (Memento vom 10. Juli 2017 im Internet Archive), Bayerischer Rundfunk vom 19. April 2017
• Nature Artikel zur Früherkennung durch Drohnen , 2018
• Barbara Bachmann (Text), Patricia Kühfuss (Fotos) Die Wurzeln einer Region; Text in 'brand eins' zum Befall von Olivenbäumen.
• Amtsblatt inklusive der Liste der bekanntermaßen für die europäischen und außereuropäischen Isolate des spezifizierten Organismus anfälligen Pflanzen („spezifizierte Pflanzen“) und der Liste der bekanntermaßen für die europäischen Isolate des spezifizierten Organismus anfälligen Pflanzen („Wirtspflanzen“)
• Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
• NZZ-Artikel vom 17. Juni 2019 von Angela Schader und Gilles Steinmann: "Mit den Bäumen stirbt das Salento"
• "Mallorca auf der Spur des Feuerbakteriums", von Barbara Pohle. In: Mallorca Zeitung vom 16. September 2019

• SM. Mang, S. Frisullo, HS. Elshafie, I. Camele: Diversity Evaluation of Xylella fastidiosa from Infected Olive Trees in Apulia (Southern Italy). April 2016. In: J Microbiol Methods. PMID 27147930
• Q. Yuan, R. Jordan, RH. Brlansky, O. Istomina, J. Hartung: Development of single chain variable fragment (scFv) antibodies against Xylella fastidiosa subsp. pauca by phage display. Oktober 2015. In: J Microbiol Methods. PMID 26232710
• IE. Ben Moussa, V. Mazzoni, F. Valentini, T. Yaseen, D. Lorusso, S. Speranza, M. Digiaro, L. Varvaro, R. Krugner, AM. D'Onghia: Seasonal Fluctuations of Sap-Feeding Insect Species Infected by Xylella fastidiosa in Apulian Olive Groves of Southern Italy. August 2016. In: J Econ Entomol. PMID 27401111
• A. Fierro, A. Liccardo, F. Porcelli: A lattice model to manage the vector and the infection of the Xylella fastidiosa on olive trees. In: Nature - Scientific Reports. 9. Jahrgang, Nr. 1, 2019, S. 8723, doi:10.1038/s41598-019-44997-4.