„Mückenatlas“: Ein Citizen-Science-Projekt zur Mückenüberwachung in Deutschland

Mücken sind einer der Vektoren, die möglicherweise vektorübertragene Krankheitserreger übertragen können, dh Krankheitserreger, die durch den Biss infizierter Arthropoden zwischen Tieren (Wirbellosen) und Menschen übertragen werden. Durch Mücken übertragene Krankheiten haben in ganz Europa an Aufmerksamkeit gewonnen, da Fälle und Ausbrüche von Dengue-Fieber, Chikungunya und West-Nil seit Ende der 2000er Jahre zunehmend in Südeuropa verzeichnet wurden (Engleret al., 2013; Schaffner et al., 2013).

Neben der Intensivierung des internationalen Handels, bei dem invasive Arten im Fernverkehr eingeführt werden, wurden die Auswirkungen des Klimawandels, wie steigende Temperaturen und zunehmende Niederschläge in einigen Gebieten, als Faktoren identifiziert, die zum Auftreten der Stechmückenvektorarten beitragen (EuropäischesZentrum für die Prävention und die Kontrolle von Krankheiten [ECDC]; Vektorübertragene Krankheiten). Der Klimawandel kann die Übertragungszeiten an Orten verlängern, an denen bereits vektorübertragene Krankheiten vorliegen, und die klimatische Eignung für invasive Mückenarten in Gebieten verbessern, die zuvor weniger geeignet waren.

Aedes albopictus (asiatische Tigermücke), eine der am weitesten verbreiteten invasiven Arten, fungiert als Vektor für Dengue-, Chikungunya- und Zika-Virus (Paz, 2021). Für diese Art wird eine verbesserte klimatische Eignung für Mitteleuropa und die Balkanregion prognostiziert, während trockenere Bedingungen in Gebieten wie Spanien und Portugal die klimatische Eignung langfristig verringern könnten (Semenzaund Suk, 2018).

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Population von Aedes japonicus (asiatische Buschmücke), einer weiteren prominenten invasiven Art, die besonders WNV und Zika-Virus verbreiten könnte, sind weniger klar. Dennoch schlagen einige Wissenschaftler eine anhaltend hohe Eignung von Gebieten in Deutschland für die Zukunft vor (Kerkowet al., 2019). Insbesondere Süddeutschland dürfte sich für diese Mückenart sehr gut eignen und eine der wenigen Regionen sein, in denen sowohl Ae. albopictus als auch Ae. japonicus nebeneinander existieren könnten (Cunzeet al. 2016).

Nach jüngsten Zahlen des ECDC und der EFSA (2021) ist Deutschland derzeit das nördlichste Land Europas mit mehreren etablierten Populationen von Aedes-Mücken, darunter Aedes albopictus und Aedes japonicus. Erste Fälle von WNV, die in erster Linie von einigen der in Deutschland heimischen Mückenarten verbreitet werden konnten, wurden 2018 bei Vögeln und Pferden registriert, und in den Jahren 2019 und 2020 wurden mehrere Fälle beim Menschen gemeldet, vor allem in den östlichen Teilen Deutschlands (Ziegleret al., 2019; 2020; Pietsch et al., 2020).  

Vor diesem Hintergrund ist die Überwachung des Vorhandenseins invasiver Arten, die Krankheitserreger weiter verbreiten könnten, wichtig, insbesondere in einfuhrgefährdeten Gebieten, in denen sich die bestehenden Populationen weiter ausbreiten und Krankheitserreger übertragen können (ECDC,2012). Da jedoch auch einheimische Mücken eine Rolle bei der Übertragung spielen können, müssen sie ebenfalls überwacht werden (ECDC,2014). In ganz Europa wurden Überwachungsmaßnahmen eingeführt, um die (frühe) Erkennung von Mückenpopulationen, deren Beseitigung und die Verhinderung künftiger Niederlassungen zu unterstützen (NationaleExpertenkommission „Mücken als Vektoren von Krankheitserregern“, 2016). Die Bemühungen sind jedoch nicht integriert, und das Fachwissen und die Erfahrung im Bereich der Vektorüberwachung und -kontrolle sollten verstärkt werden, um sich auf künftige Herausforderungen vorzubereiten (ECDC,2021; EFSA und ECDC, 2021b).

Das Aufkommen und Wiederaufleben von durch Mücken übertragenen Krankheiten in Südeuropa Anfang der 2000er Jahre führte zu einer öffentlichen finanziellen Unterstützung für Forschungsprojekte zu diesem Thema in Deutschland. Dazu gehörte die Einrichtung eines Mückenüberwachungsprogramms im Jahr 2011, das einen zweifachen Ansatz für die Probenentnahme verfolgt, bei dem sowohl Fallen als auch die Bürgerbeteiligung im Rahmen des sogenannten „Mückenatlas“-Projekts verwendet werden. Seit 2012 zielt das Projekt „Mückenatlas“ darauf ab, das Wissen darüber zu verbessern, wo (und wann im Laufe des Jahres) einheimische und invasive Mückenarten vorkommen und über ihr jeweiliges Potenzial als Vektoren von Krankheitserregern, um letztlich zukünftige gesundheitliche Risikobewertungen in Deutschland zu unterstützen.

Der „Mückenatlas“ ist ein Beispiel für ein Citizen-Science-Projekt, das die systematische Feldarbeit von Experten durch das Sammeln von Mückenproben in ganz Deutschland unterstützen soll. Die Bürgerinnen und Bürger werden gebeten, Mücken (unbeschädigt) in ihrer privaten Umgebung zu fangen, einzufrieren, ein Begleitformular auszufüllen und anschließend an eine der beiden beteiligten Forschungseinrichtungen zu senden. Die Website des Projekts bietet interessierten Personen Orientierungshilfen für die Erfassung und den Beitrag von Mückenproben und deren Verarbeitung. Nach dem Empfang identifizieren Experten die eingereichten Mückenarten morphologisch (mikroskopisch) oder genetisch. Die Mitwirkenden erhalten dann detaillierte Informationen über ihre Einreichungen. Wenn Kinder teilnehmen und dies im Formular angegeben ist, wird ein spezielles Zertifikat für sie ausgestellt.

Während sich die meisten Beiträge zum „Mückenatlas“ auf einheimische Mücken beziehen, hat das Citizen Science-Projekt auch zur Erfassung invasiver Mückenarten beigetragen. Im Jahr 2013 wurde in der norddeutschen Stadt Hannover dank eines früheren Beitrags zum „Mückenatlas“ eine beträchtliche Population von Ae. japonicus  entdeckt, da das Gebiet wahrscheinlich nicht als Region für die Verbreitung dieser Art angesehen worden wäre.  Es wurde vorgeschlagen, dass die Beiträge zum „Mückenatlas“ die Ausbreitung der derzeit bekannten Ae. japonicus-Populationen in Deutschland widerspiegeln, was darauf hindeutet, dass ein solches Citizen-Science-Projekt erfolgreich dazu beitragen kann, Veränderungen bei Mückenvorkommen aufzudecken und die Planung gezielter Feldüberwachungsmaßnahmen zu unterstützen. Die ersten Beiträge von Ae. albopictus zum Atlas im Jahr 2014 führten auch zur Entdeckung einer lokal brütenden Population in Süddeutschland. Fast alle bekannten Populationen von Aedes albopictus wurden nach Mitteilungen von Bürgern entdeckt, auch durch Beiträge zum Atlas.

Die lokalen Gemeinden, in denen diese Mücken auftraten, wurden dann benachrichtigt, um Kontrollmaßnahmen einzuleiten, was zeigt, dass Mückenatlas als wertvolles Frühwarnsystem fungieren kann. In mindestens zwei Fällen hat die Frühwarnung zur Eliminierung von Populationen geführt. Daten zu einheimischen und invasiven Arten, Ort und Zeitpunkt des Fangs werden anschließend in der nationalen deutschen Mückendatenbank CULBASE erfasst und zur Abbildung der Verteilung der Mückenpopulationen im ganzen Land verwendet. In Zukunft wird die Datenbank Forschern und politischen Entscheidungsträgern Informationen zur Verfügung stellen, um die Modellierung, Risikobewertung und das Management von durch Mücken übertragenen Krankheiten zu erleichtern.

Die Feststellungen zu Ae. albopictus werden zusätzlich den staatlichen Ämtern für Infektionsepidemiologie gemeldet, die die gemeldeten Daten an die jeweiligen Gesundheitsämter, das ECDC, sowie an die deutsche nationale Sachverständigenkommission „Mücken als Vektoren von Krankheitserregern“ weiterleiten. Der „Mückenatlas“ wurde verknüpft und zu zwei größeren Forschungsprojekten beigetragen. Zwischen 2015 und 2018 wurde im Rahmen eines bundesweiten Monitoringprojekts („CuliMo“– „Culiciden / Steckmücken Monitoring in Deutschland“) von sechs Forschungseinrichtungen das geografische und saisonale Vorkommen von Stechmücken sowie potenzieller Krankheitserreger erfasst. Ein Teil der Daten wurde direkt vom Citizen Science Projekt zur Verfügung gestellt. In der anderen Forschungsinitiative („CuliFo“– „Culiciden Forschungsprojekt“) wurde speziell untersucht, welche invasiven und einheimischen Arten für die Übertragung von durch Mücken übertragenen Krankheiten in Deutschland zwischen 2015 und 2019 geeignet sind.

Der „Mückenatlas“ selbst stützte sich auf Öffentlichkeitsarbeit und Medienkampagnen, um das Bewusstsein für das Projekt zu schärfen und die Beteiligung zu erhöhen. Zu den spezifischen Maßnahmen gehörten Pressemitteilungen, Zeitungsartikel, Interviews für Radio und Fernsehen, öffentliche Präsentationen und Broschüren.

Der Mückenatlas ist eine Kooperation zwischen demFriedrich-Loeffler-Institut (FLI) und dem Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Sie sind dafür verantwortlich, die Mückenarten nach der Einreichung durch die Bürger zu identifizieren, Feldforschungen durchzuführen, die gesammelten Daten zu speichern und zu verbreiten. Darüber hinaus beherbergt das FLI die Nationale Expertenkommission „Mücken als Vektoren von Krankheitserregern“, die seit 2019 Beratung, Leitlinien und Empfehlungen zum Thema durch Mücken übertragene Krankheiten bereitstellt, wobei der Schwerpunkt auf der asiatischen Tigermücke (Ae.albopictus)liegt.

Als Bürgerinitiative sind bundesweit lebende Menschen, die sich am Projekt beteiligen, ein wesentlicher Bestandteil des Projekterfolgs. Seit seiner Gründung im Jahr 2012 haben mehr als 30 000 Teilnehmer mehr als 150 000 Mückenexemplare beigesteuert. Die Medien haben dazu beigetragen, das Bewusstsein für das Projekt zu schärfen.

Eine Reihe weiterer Forschungseinrichtungen, wie das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin, waren an den gemeinsamen Projekten „CuliMo“ und „CuliFo“ beteiligt. Verschiedene Forscher haben den „Mückenatlas“ sowohl als Datenquelle als auch als Fallstudie zur Citizen Science bei der Überwachung von Mücken in wissenschaftlichen Publikationen verwendet (z. B. Kerkow et al., 2019; Pernat et al., 2021).

Die große Zahl der Beiträge deutet auf einen Erfolg des Projekts hin, das sich zu einem „ausgezeichneten Instrument für die groß angelegte passive Mückenüberwachung“ (Werneret al., 2014)und zu einem „effizientenInstrument für die Datenerhebung“ (Walther und Kampen, 2017)entwickelt hat. Der Dialog zwischen Bürgern und Wissenschaftlern auf Augenhöhe, Transparenz, Engagement und Relevanz wurden als entscheidende Erfolgsfaktoren für den „Mückenatlas“ sowie für die Kommunikation für Citizen-Science-Projekte im Allgemeinen genannt. Neben den jahreszeitlich und geografisch unterschiedlichen Mückenvorkommen hat die Berichterstattung in den Medien die Zahl der eingegangenen Beiträge beeinflusst.

Die Kombination von Bürgern als Datensammler, die Proben ohne vorherige Voreingenommenheit der Auswahl beisteuern, und Wissenschaftlern, die die Qualitätssicherung durch die Identifizierung der Moskitos durchführen, führt zu einer hohen Datenqualität (Kampen et al., 2015). Während die Anzahl der in herkömmlichen Fallen gesammelten Mücken größer ist, ist die geografische Verteilung der Bürgerbeiträge breiter und die Wahrscheinlichkeit von zufälligen Fängen höher als bei herkömmlichen Fallen. Darüber hinaus werden 66 % der Mücken in den Häusern der Menschen gefangen, sodass den Wissenschaftlern im Rahmen der regelmäßigen Überwachungsbemühungenkeine Proben zur Verfügung stehen (Pernat et al., 2021a). Daher trägt dieser bürgerwissenschaftliche Ansatz dazu bei, das Wissen über Moskitos in städtischen Gebieten und im menschlichen Wohnungsbau zu erweitern.

Wie die Website „Mückenatlas“ hervorhebt, lernen die Bürgerinnen und Bürger selbst die lokale Artenvielfalt sowie die Ökologie und Biologie der Mücken in ihrer Umgebung kennen. Laut der nationalen Expertenkommission „Mosquitoes as Vectors of Disease Agents“ (Mücken als Vektoren von Krankheitserregern) (2016) sind die Bürgerbeteiligung und das Bewusstsein für die Bekämpfung von Moskitos, insbesondere in Wohngebieten, von entscheidender Bedeutung. Während die Wissenschaft von verbesserten Daten profitiert hat, diente der „Mückenatlas“ diesen Bildungszwecken, wobei die begleitenden Medienkampagnen des Projekts und das Feedback an die Beitragenden berücksichtigt wurden.

Dennoch gibt es Aspekte, die als einschränkende Faktoren angesehen werden könnten. Aufgrund der von Nicht-Experten eingereichten Proben sind sogar 25 % der Beiträge andere Insekten als Mücken (Waltherund Kampen, 2017). Darüber hinaus könnten die vorgelegten Daten verzerrt sein, z. B. in Bezug auf die räumliche Verteilung oder die Präferenzen von Einzelpersonen für den Fang invasiver, „außergewöhnlicher“ Arten (Pernatet al., 2021a). Darüber hinaus hängt der „Mückenatlas“ wie alle bürgerwissenschaftlichen Projekte davon ab, dass die Menschen sich seiner Existenz bewusst sind und bereit sind, sich daran zu beteiligen und die Verfahren zur korrekten Einfangung der Mücken zu befolgen. Der Mangel an finanzieller Erstattung der Versandkosten (auch wenn für einige ein geringer Aufwand) sowie das Drucken und Ausfüllen des erforderlichen Formulars könnte einschränken, wer an dem Projekt teilnehmen kann.

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) förderte die Initiative „Mückenatlas“. Die beiden begleitenden Forschungsprojekte („CuliMo“ und „CuliFo“) erhielten vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft jeweils 2,2 Mio. EUR zur Finanzierung verschiedener Überwachungs- und Forschungsaktivitäten, einschließlich der Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Mückenatlas. Im Rahmen des Monitoringprojekts („CuliMo“) 2015-2018, in dem der „Atlas“ als Teilprojekt genauer genannt wurde, erhielten das FLI und das ZALF Fördermittel in Höhe von 735 768,00 EUR bzw. 854 735,00 EUR. Die Kosten für den Versand der Mücken an die Forschungseinrichtungen werden von den teilnehmenden Personen übernommen, d.h. sie werden vom Projekt nicht erstattet. Die Teilnehmer werden in der Regel nicht finanziell vergütet, sondern erhalten nach der Analyse Informationen über ihre Einreichungen und können auf Wunsch als Mitwirkende auf der Website „Mückenatlas“ erfasst werden.

Überwachungsmaßnahmen zur Überwachung von Mücken und Krankheitserregern (infektiöse Erreger, z. B. ein krankheitsverursachendes Virus) wurden als kosteneffiziente Möglichkeiten zur Bewältigung der mit durch Mücken übertragenen Krankheiten verbundenen Gesundheitsrisiken ermittelt (Engler et al., 2013) – „sowohl die menschlichen als auch die finanziellen Kosten einer potenziellen Epidemie können eingedämmt werden“ (Semenzaund Suk, 2018). Somit könnte der bürgerwissenschaftliche Ansatz des „Mückenatlas“ im Vergleich zu anderen Überwachungsmethoden ein weiteres Kosteneinsparpotenzial darstellen. Sein passiver Überwachungsansatz mit Bürgerbeteiligung führt zu Kosten-, Zeit- und Arbeitseinsparungen im Vergleich zur aktiven Sammlung, z. B. durch die Einrichtung von Fallen( Kampen et al., 2015).

Zu den Vorteilen der Initiative gehören neben dem Beitrag zur wissenschaftlichen Forschung auch ein stärkeres Bewusstsein der Bürger für die Ausbreitung von Moskitos, die Biologie und die damit verbundenen Risiken.

Die Bundesregierung nimmt die menschliche Gesundheit als einen Schwerpunktbereich in ihre Strategie zur Anpassung an den Klimawandel (2008) auf und hat in ihrem Aktionsplan (2011) ausdrücklich die Notwendigkeit anerkannt, Maßnahmen in Bezug auf vektorübertragene Krankheiten zu ergreifen. Die Überwachung einheimischer und invasiver Mückenarten und ihres Übertragungspotenzials von Krankheitserregern ist in den spezifizierten Maßnahmen enthalten. Im Rahmen ihrer Anpassungsbemühungen im Gesundheitswesen informierte das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz in einer Veröffentlichung aus dem Jahr 2020 die Öffentlichkeit über Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Der „Mückenatlas“ wird ausdrücklich als eine Möglichkeit für die Bürger genannt, die Überwachung von Mücken zu unterstützen, die zur Ausbreitung von Krankheiten beitragen können.

Der „Mückenatlas“ wurde 2012 ins Leben gerufen, und seitdem tragen die Bürgerinnen und Bürger zu seinem Inhalt bei. Beiträge können das ganze Jahr über eingesandt werden, variieren jedoch je nach Saison, wobei im Sommer mehr Proben gesendet werden.

Mücken und vektorübertragene Krankheiten werden kontinuierlich erfasst. Der „Mückenatlas“ und die CULBASE-Datenbank dienen als Informationsspeicher und unterstützen langfristig Anpassungsmaßnahmen für die Gesundheit. Die aktuelle Förderperiode für das Projekt endet Ende 2022. Es gibt jedoch Pläne, das Projekt am ZALF zu verlängern und zu institutionalisieren, was dem Beispiel des FLI folgt, wo das Projekt seit 2019 in das systematische Fallenmonitoring integriert ist.

Doreen Werner

Leibniz Centre for Agricultural Landscape Research (ZALF) e.V.
Müncheberg (Germany)
E-Mail: mueckenatlas@fli.de

Helge Kampen

Federal Research Institute for Animal Health:
Institut für Infektionsmedizin
Greifswald – Insel Riems (Germany)
E-Mail: mueckenatlas@fli.de

Kampen, H., Medlock, J.M., Vaux, A., Koenraadt, C., van Vliet, A., Bartumeus, F., Oltra, A., Sousa, C.A., Chouin, S., Werner, D., 2015. Ansätze zur passiven Moskitoüberwachung in der EU. Parasiten & Vektoren 8, 9. https://doi.org/10.1186/s13071-014-0604-5

Kampen, H., Tews, B.A., Werner, D., 2021. Erste Hinweise auf Überwinterung des West-Nil-Virus bei Mücken in Deutschland. Viren 13, 2463. https://doi.org/10.3390/v13122463

Kerkow, A., Wieland, R., Koban, M.B., Hölker, F., Jeschke, J.M., Werner, D., Kampen, H., 2019. Was macht die asiatische Buschmücke Aedes japonicus japonicus in Deutschland wohl? Ein fuzzy Modellierungsansatz. Parasiten & Vektoren 12, 106. https://doi.org/10.1186/s13071-019-3368-0

Pernat, N., Kampen, H., Jeschke, J.M., Werner, D., 2021a. Buzzing Häuser: Nutzung von Citizen Science-Daten, um die Auswirkungen der Urbanisierung auf Indoor-Mückengemeinschaften zu untersuchen. Insekten 12, 374. https://doi.org/10.3390/insects12050374

Pernat, N., Kampen, H., Ruland, F., Jeschke, J. M., Werner, D., 2021b. Treiber räumlich-zeitlicher Variationen bei Mückeneinreichungen für das Citizen-Science-Projekt „Mückenatlas“. Wissenschaftliche Berichte 11,  1356. https://doi-org/10.1038/s41598-020-80365-3

Walther, D., Kampen, H., 2017. Das Citizen Science Projekt „Mueckenatlas“ trägt zur Überwachung der Verbreitung und Verbreitung invasiver Mückenarten in Deutschland bei. Zeitschrift für Medizinische Entomologie 54, 1790-1794. https://doi.org/10.1093/jme/tjx166

Werner, D., Hecker, S., Luckas, M., Kampen, H., 2014. Das Citizen Science Projekt „Mueckenatlas“ unterstützt das Monitoring von Mücken (Diptera, Culicidae) in Deutschland, in: In: Proceedings of the Eight International Conference on Urban Pests. Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (Hrsg.), Ungarn, S. 119-124. icup1098.pdf