Der Plan, Italiens sterbende Olivenbäume mit Hunden zu retten

An einem sonnigen Wintermorgen beugt sich der Hundetrainer Mario Fortebraccio langsam zu einer Reihe von Olivenbäumen in Töpfen und deutet mit der Hand darauf. Während er auf dieses Signal wartet, rennt Paco, ein dreijähriger weißer Labrador, mit geneigtem Kopf durch die Pflanzenreihe und schnüffelt an jedem Topf an der Wurzel, während der Rhythmus seines Einatmens durch das Gewächshaus hallt. Der Hund ist sorgfältig auf der Suche nach etwas, das Menschen nicht spüren können.

„Sie tun nichts, wenn es keine Belohnung gibt“, erzählt mir Fortebraccio lächelnd. Nach ein paar Sekunden, nachdem er seine Aufgabe erledigt hatte, kehrte Paco zum Trainer zurück, hob sein Bein, um auf eine Pflanze in der Nähe zu urinieren, wedelte mit dem Schwanz und forderte einen kleinen knusprigen Leckerbissen.

In Vivai Giuranna, einem riesigen kommerziellen Gewächshaus mit über einer Million Pflanzen in Parabita in der süditalienischen Region Apulien, sucht Paco nach Xylella fastidiosa, einer Bakterienart, die seit einem Jahrzehnt die Olivenfelder Süditaliens verwüstet. Paco und einige andere vierbeinige Kollegen bilden das bestens ausgebildete Team der Xylella Detection Dogs.

„Diese Hunde haben etwas Einzigartiges“, sagt Angelo Delle Donne, der leitende Pflanzengesundheitsinspektor der Regierung der Provinz Lecce, der seit seiner Entdeckung in Apulien im Jahr 2013 gegen Xylella kämpft.

Paco, ein sehr braver Junge, bekommt bei seinen Versuchen, Xylella aufzuspüren, einen Klaps auf den Kopf (Quelle: Agostino Petroni)

Xylella fastiodiosa ist ein Bakterium, das das Xylem (die Gefäße, die Wasser von den Wurzeln zu den Blättern transportieren) von Bäumen und anderen Holzpflanzen verstopft und sie langsam erstickt. Spuckläuse, ein weit verbreitetes Insekt, verbreiten die Krankheit: Wenn sie ein infiziertes Blatt beißen, wandern die Bakterien in ihren Speichel und die Käfer übertragen die Krankheit, wenn sie sich von ihrer nächsten gesunden Pflanze ernähren.

Es gibt keine bekannten Heilmittel für diese Krankheit, und sobald die Pflanze infiziert ist, vertrocknet sie langsam (obwohl einige infizierte Pflanzen überleben, ohne Symptome zu zeigen). Es gibt mehrere Xylella-Stämme, die nach der letzten Zählung insgesamt 595 Pflanzenarten weltweit befallen. Im vergangenen Jahrhundert hat Xylella Orangenfelder in Brasilien, Weinberge in Südkalifornien und Birnbäume in Taiwan dezimiert. Dann, vor 10 Jahren, erreichte Xylella die Olivenbäume Apuliens.

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Mit seinen 60 Millionen Olivenbäumen produzierte Apulien früher bis zu 50 % des italienischen Olivenöls, doch in nur wenigen Jahren infizierte und tötete Xylella 21 Millionen Bäume, von denen viele mehrere Jahrhunderte alt waren.

Heute bedeckt ein endloses Meer toter, grauer Baumstämme den unteren Teil der Region, übersät mit den Überresten Tausender kleiner Bauernhöfe, Olivenmühlen und Gewächshäuser.

Mauro Giuranna, der Besitzer von Vivai Giuranna, hat persönliche Erfahrungen mit einem Xylella-Anfall. Als Pflanzeninspektoren in seinem Gewächshaus infizierte Pflanzen fanden, musste er Pflanzen im Wert von etwa 1 Million Euro (1 Million US-Dollar/900.000 Pfund) entsorgen.

„Wir waren in den ersten Jahren zu oberflächlich [bei der Bekämpfung von Xylella]“, sagt Giuranna. „Es gibt keine monumentalen Olivenbäume mehr.“

Er wünschte, die Kontrollen wären strenger und schneller gewesen. Der Präsident der Region, Michele Emiliano, war jedoch zunächst skeptisch gegenüber einem Zusammenhang zwischen Xylella und der raschen Austrocknung von Olivenbäumen.

Die Wissenschaftler, die an der Bekämpfung der Bakterien arbeiteten, wurden vor Gericht gestellt und beschuldigt, die Bakterien selbst verbreitet zu haben (schließlich wurden alle Anklagen fallen gelassen). Italien wurde von der Europäischen Kommission wegen unzureichender Reaktion untersucht.

Ein Sprecher von Emiliano sagte gegenüber Future Planet, dass er niemals antiwissenschaftliche oder Verschwörungstheorien unterstützt habe. „Der Präsident hat eine wichtige Aktion eingeleitet, bei der er allen zuhört, öffentliche Versammlungen organisiert und persönlich an allen Veranstaltungen teilnimmt, zu denen er eingeladen wurde, um ein so komplexes, dramatisches und umstrittenes Thema wie Xylella in den Kontext eines zivilen Dialogs zu bringen.“ sagte der Sprecher.

Die Reaktion Italiens hat sich seit den ersten Tagen nach der Infektion verbessert und Maßnahmen wie eine groß angelegte Krankheitsüberwachung ergriffen. Allerdings breitet sich Xylella immer weiter in den Olivenfeldern der Region aus.

„Wir sind immer auf der Jagd nach der Krankheit“, sagt Delle Donne.

Der Labrador ist nicht die einzige Rasse, die sich hervorragend als Superschnüffler eignet, wie der sieben Jahre alte Springer Spaniel Ellis bezeugen kann (Quelle: Agostino Petroni).

Da sich die Bakterien mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 km (12 Meilen) pro Jahr weiter nach Norden ausbreiten und auch in anderen Regionen Italiens und Europas auftauchen, sind die Regierungen besorgt, während Wissenschaftler und Pflanzeninspektoren darum kämpfen, die Krankheit einzudämmen und ihre Ausbreitung zu verhindern weiter. Sobald ein infizierter Baum in der Nähe gesunder Bäume identifiziert wird, muss er entwurzelt werden und alle anderen Bäume im Umkreis von 50 m (160 Fuß) werden sorgfältig untersucht.

Nicola di Noia, ein Agronom aus Taranto und Generaldirektor von Unaprol, Italiens größtem Olivenölproduzentenkonsortium, ist sich der Gefahr von Xylella bewusst und setzt sich lautstark für deren Eindämmung ein.

„Es ist eine beispiellose ökologische Katastrophe“, sagt er. „Wir können uns nicht einfach nur der Leidenschaft für Umweltschützer hingeben. Wir müssen wissenschaftlich vorgehen.“

Im Jahr 2020 dachte er an seine früheren Erfahrungen als Carabiniere (Offizier der italienischen Gendarmerie), als er mit molekularen Spürhunden zum Aufspüren von Drogen und Sprengstoffen arbeitete, und erinnerte sich an deren unglaubliche Geruchsfähigkeiten. Was wäre, wenn sie auch Xylella erkennen könnten?

„Wir begannen, nach ähnlichen Arbeiten zu suchen, die Hunde an Pflanzen ausführen“, sagt Di Noia. Und sie fanden heraus, dass ein Team kalifornischer Experten einen Weg gefunden hatte, mithilfe des Geruchs Bakterien auf Zitrusfrüchten zu erkennen.

Begeistert von dieser Möglichkeit sprach Di Noia mit der Ente Nazionale della Cinofilia Italiana (ENCI, der nationalen Organisation, die für die Anerkennung, Standardisierung und Registrierung von Rassehunden in Italien zuständig ist) und mit den leitenden Xylella-Forschern in Bari, Apulien, über diese Idee Hauptstadt, beim National Research Council.

Er stellte die Mittel zusammen und beschloss, die Kavallerie – die Xylella-Spürhunde – anzurufen.

Hunde wie Ellis haben außergewöhnliche Nasen, aber sie haben auch andere entscheidende Eigenschaften wie Intelligenz und eine ausgeprägte Spiellust (Quelle: Agostino Petroni)

Die Nase eines Hundes funktioniert im Prinzip genauso wie die eines Menschen. Beim Ein- und Ausatmen erkennen Rezeptoren in der Nase Moleküle in der Luft und senden die Informationen an das Gehirn.

Die Nase eines Hundes weist einige unterschiedliche Merkmale auf, die ihn zu einem außergewöhnlichen Geruchssinn machen. Sein vorderer Teil der Nase dient dazu, die einströmende Luft zu befeuchten, was den Geruchssinn unterstützt. Die Luft wird dann in die Lunge und teilweise in eine Riechkammer gepumpt, die mit Rezeptoren zum Auffangen von Geruchsstoffen gefüllt ist. Und hier sind Hunde der menschlichen Nase überlegen: Hunde haben 20-mal mehr Geruchsrezeptoren als Menschen, die Signale an ihr Gehirn senden. Wenn der Hund ausatmet, entweicht die Luft durch die beiden seitlichen Nasenschlitze und nicht durch die Nasenlöcher, wie wir es tun: Aus diesem Grund können Hunde in einem kontinuierlichen Zyklus schnüffeln und dabei große Mengen an Luft und Geruchsstoffen einfangen.

„Es gibt Tiere, die viel mehr Farben sehen als wir“, sagte Adee Schoon, ein unabhängiger niederländischer Biologe, der sich seit drei Jahrzehnten mit der Geruchserkennung durch Tiere beschäftigt. „Wenn man diesen Vergleich auf Hunde anwendet, sieht man, dass wir im Vergleich zu Hunden definitiv geruchsblind sind.“

Die meisten Hunde können sich auf für uns unvorstellbare Weise in der Geruchswelt zurechtfinden, aber es bedarf besonderer Menschen und viel Training, um Spürhunde zu werden. Schoon arbeitete früher mit Spürhunden in der Forensik, insbesondere bei Vergewaltigungsfällen für die niederländische Polizei, um Vergewaltiger anhand ihres Spermas zu identifizieren. Sie sagt, man solle sich Spürhunde als hochqualifizierte Spezialisten vorstellen, die Gerüche auf die Art und Weise erkennen, wie Menschen die Gesichter von Menschen erkennen.

Sowohl Paco als auch Ellis konnten eine infizierte Pflanze zuverlässig erkennen und daneben einfrieren (Quelle: Agostino Petroni)

Allerdings ist die Ausbildung eines neuen Hundes nicht einfach und kann einige Zeit dauern. Laut Serena Donnini, Hundetrainerin bei ENCI und Koordinatorin des Experimentierprogramms Xylella Detection Dogs, gibt es einige Hunderassen, wie den Springer Spaniel, den Deutschen Schäferhund, den Cocker Spaniel und den Labrador, die dank ihrer größeren Nase und B. im Brustraum, neigen eher dazu, gute Superriecher zu werden und längere Schichten auf selbstgesteuerte Weise zu arbeiten, wobei sie oft stundenlang einem Duft nachjagen. Doch damit nicht genug, sagt Donnini, denn auch die Persönlichkeit eines Hundes sei wichtig: Um alle Prüfungen zum Spürhund zu bestehen, müssten die Tiere Freude am Spielen und Fressen haben.

„Das ist wichtig, um ein Belohnungssystem zu entwickeln“, sagt Donnini. Je lieber ein Hund einen Ball fängt und je mehr er davon besessen ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass er danach sucht. „Solange wir nicht etwas haben, das der Hund so stark haben möchte, dass er fast bereit wäre zu töten, um es zu bekommen, können wir nicht weitermachen und ihn trainieren.“

Ein häufiger Gegenstand, mit dem Donnini und ihre Kollegen oft arbeiten, ist ein hohles Gummispielzeug. Nachdem sie den Hund zunächst damit spielen ließen, beginnen die Trainer, es zu verstecken, um die Suchfähigkeiten des Hundes zu trainieren. Jedes Mal, wenn die Hunde das Gummi finden, erhalten sie eine Futterbelohnung.

„Es muss denken: ‚Hier zu arbeiten ist großartig, weil ich mein Spielzeug gefunden habe‘“, sagt Donnini. Für die Hunde hat das Gummi einen ganz spezifischen Geruch. Je weiter das Training voranschreitet, desto mehr bricht der Trainer das Gummi in kleinere Stücke, bis sie die Größe einer Linse haben. Je kleiner das Gummifragment ist, desto mehr konzentriert sich der Hund darauf, es zu finden und beschleunigt seine Schnüffelfrequenz. Nachdem dem Hund beigebracht wurde, durch Erstarren, Bellen oder Sitzen anzuzeigen, dass er das Spielzeug gefunden hat, fügen die Trainer den Zielgeruch ein.

Laut Donnini gibt es dafür verschiedene Möglichkeiten, es gibt jedoch zwei gängigste Methoden. Das erste ist das Paaren – Zielgeruch und Spielzeug zusammenstellen, den Hund belohnen, wenn er sie findet, und langsam den Gummi des Spielzeugs entfernen. Der andere ist kontrastreich – hier ist kein Spielzeug versteckt, aber da der Hund dringend danach sucht, erhält er eine Belohnung, wenn er am Zielgeruch vorbeikommt. Der Hund lernt schnell, zu signalisieren, wenn er den neuen Geruch erkennt, und erhält eine Belohnung.

Daher ist es laut Donnini von entscheidender Bedeutung, den Hunden die richtigen Düfte beizubringen, und hier spielen die Wissenschaftler des National Research Council eine grundlegende Rolle. Um Bäume vor Xylella zu schützen, ist dieser Duft der Geruch einer infizierten Pflanze. Wenn Pflanzen infiziert werden, verändern sich wie beim Menschen ihr Stoffwechsel und ihr Geruch.

Donato Boscia, ein Pflanzenvirologe und Leiter der Bari-Abteilung des CNR-Instituts für nachhaltigen Pflanzenschutz, der für die Untersuchung von Xylella zuständig ist, hat Donnini zertifiziert infizierte Olivenpflanzen zur Verfügung gestellt. Boscias Team versucht derzeit herauszufinden, welche spezifischen Moleküle die infizierten Pflanzen freisetzen und welche die Hunde wahrnehmen.

„Wir wissen es nicht genau, aber wir müssen dem Hund alle Puzzleteile geben, damit er ein präzises Geruchsbild erstellen kann“, fügt Donnini hinzu.

Um die Präzision der Hunde zu demonstrieren, stellt Donnini fünf kleine Olivenbäume in Töpfen in einer Reihe auf dem Hof ​​von Forestaforte, einer Olivenmühle und dem Forschungsaußenposten des CNR in Salento, auf. Eine der Pflanzen trägt ein Etikett mit einem roten Punkt, der von Boscias Team als mit Xylella infiziert bescheinigt wurde. Hundetrainer Fortebraccio gibt Ellis, seinem siebenjährigen gesprenkelten weiß-braunen Springerspaniel, ein Zeichen, der durch die Pflanzen sprintet, vor der infizierten Pflanze erstarrt und schwanzwedelnd zum Trainer zurückkehrt, um ihr Futter zu holen.

Unabhängig davon, wo die Pflanze in der Reihe positioniert war, konnten sowohl Ellis als auch Paco sie deutlich erkennen und vor ihr erstarren.

Wenn Paco und seine Kollegen Xylella-infizierte Bäume auf Olivenfarmen zuverlässig erkennen können, könnten sie die Ausbreitung der Infektion eindämmen und viele andere Bäume retten (Quelle: Agostino Petroni)

Nicht alle mit Xylella infizierten Pflanzen zeigen für den Menschen wahrnehmbare Symptome, was einer der Gründe dafür ist, dass es sich als so schwierig erwiesen hat, die Krankheit einzudämmen. Die Hunde könnten dazu beitragen, die Ausbreitung an strategisch wichtigen Orten wie Gewächshäusern und Häfen zu stoppen. Laut einer Studie von Annalisa Giampetruzzi von der Universität Bari Aldo Moro wird angenommen, dass Xylella überhaupt durch eine importierte Kaffeepflanze aus Lateinamerika nach Apulien gelangte.

„Genau diese [Orte] waren das trojanische Pferd, mit dem Xylella in ein neues Gebiet eingeschleppt wurde“, sagt Boscia. Sie stellen sich trainierte Hunde vor, die in jedem Eingangshafen eingesetzt werden, der importierte Pflanzen empfängt, und andere, die regelmäßig die Gewächshäuser der Region erkunden.

„Wir müssen Hunde trainieren, um Xylella-infizierte Pflanzen zu identifizieren, unabhängig von der Pflanzenart, in der sie vorkommen“, sagte Boscia. Die Forscher wissen immer noch nicht, ob die Verbindungen, die die Hunde riechen, aus den Wurzeln oder aus den Zweigen des Baumes stammen. Sie sind sich noch unsicher, ob es ihnen mit der gleichen Ausbildung gelingen wird, gleichzeitig die Bakterien in einer Rosmarin- oder einer Oleanderpflanze aufzudecken.

Laut Cristina Davis, Professorin für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der University of California, die seit Jahren an der Entwicklung von Instrumenten zur Erkennung flüchtiger organischer Verbindungen arbeitet, ist dies eine Möglichkeit. Sie erklärt, dass, wenn beispielsweise 50 flüchtige Verbindungen von jeder verschiedenen Xylella-infizierten Pflanzenart emittiert werden, es sein könnte, dass ein Teil dieser Verbindungen von allen geteilt wird.

„Ich denke, es besteht eine wirklich berechtigte Erwartung, dass man einem Tier wie einem Hund oder einem Sensor beibringen könnte, das im Laufe der Zeit zu erkennen“, sagt Davis.

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Tatsächlich gelang es Davis und ihrem Team im Jahr 2014, mit einem fortschrittlichen Instrument, einem Differentialmobilitätsspektrometer, Zitruspflanzen zu erkennen, die mit dem Bakterium Candidatus Liberibacter infiziert waren.

Während italienische Wissenschaftler die infizierten Pflanzen weiterhin untersuchen, könnten Hunde als Machbarkeitsnachweis für die Entwicklung eines Instruments dienen, das auch ihre Xylella-Suche unterstützen könnte. Es gibt noch viel zu tun, aber die Forscher hoffen, dass die Xylella-Spürhunde ein weiteres Instrument zur Bekämpfung der tödlichen Bakterien sein werden.

Neben den schlimmen Auswirkungen von Xylella auf das süditalienische Territorium macht sich Di Noia Sorgen über die Mengen an Kohlendioxid, die die endlosen Wälder abgestorbener Olivenbäume bei ihrer Zersetzung in die Atmosphäre freisetzen.

„Es sind Kosten, die wir alle auf nationaler und internationaler Ebene tragen müssen, um eine Umweltkatastrophe einzudämmen“, sagt Di Noia.

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