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

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

Neben dem intensivierten internationalen Handel, bei dem invasive Arten im Fernverkehr eingeführt werden, wurden die Auswirkungen des Klimawandels, wie steigende Temperaturen und steigende Niederschläge in einigen Gebieten, als Faktoren identifiziert, die zum Auftreten der Mückenvektorarten beitragen (Europäisches Zentrum 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 bisher weniger geeigneten Gebieten verbessern.

Aedes albopictus (asiatische Tigermücke), eine der am weitesten verbreiteten invasiven Arten, wirkt 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 (Semenza und Suk, 2018).

Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Population von Aedes japonicus (asiatische Buschmücke), einer weiteren prominenten invasiven Art, die insbesondere das West-Nil-Virus und das Zika-Virus verbreiten könnte, sind weniger klar. Dennoch deuten einige Wissenschaftler auf eine anhaltend hohe Eignung von Flächen in Deutschland für die Zukunft hin (Kerkow et al., 2019). Insbesondere Süddeutschland wird voraussichtlich sehr gut für diese Mückenart geeignet sein und könnte eine der wenigen Regionen sein, in denen sowohl Ae. albopictus als auch Ae. japonicus koexistieren könnten (Cunze et 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. Die ersten Fälle des West-Nil-Virus, die hauptsächlich von einigen einheimischen Mückenarten Deutschlands verbreitet wurden, wurden 2018 bei Vögeln und Pferden festgestellt, und in den Jahren 2019 und 2020 wurden mehrere Fälle beim Menschen gemeldet, hauptsächlich in den östlichen Teilen Deutschlands (Ziegler et al., 2019; 2020; Pietsch et al., 2020).

Vor diesem Hintergrund ist die Überwachung des Vorkommens invasiver Arten, die Krankheitserreger weiter verbreiten könnten, wichtig, insbesondere in Gebieten, in denen die Gefahr der Einfuhr, der weiteren Ausweitung bestehender Populationen und der Übertragung von Krankheitserregern besteht (ECDC, 2012). Da heimische Mücken jedoch auch 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, ihre Beseitigung und Verhinderung künftiger Ansiedlungen zu unterstützen (Nationale Expertenkommission „Moskitos als Vektoren von Krankheitserregern“, 2016). Die Bemühungen sind jedoch nicht integriert, und das Fachwissen und die Erfahrung im Bereich der Vektorüberwachung und -kontrolle sollten ausgebaut 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 von Forschungsprojekten zu diesem Thema in Deutschland. Dazu gehörte die Einrichtung eines Mückenüberwachungsprogramms im Jahr 2011, bei dem ein zweifacher Ansatz für die Probenentnahme verfolgt wird, bei dem sowohl Fallen als auch die Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger im Rahmen des sogenannten „Mückenatlas“-Projekts genutzt werden. Seit 2012 zielt das Projekt „Mückenatlas“ darauf ab, das Wissen darüber, wo (und wann im Jahr) einheimische und invasive Mückenarten vorkommen, und über ihr jeweiliges Potenzial als Vektoren von Krankheitserregern zu verbessern, um letztlich künftige Gesundheitsrisikobewertungen 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 Bürger werden gebeten, Moskitos (unbeschädigt) in ihrer privaten Umgebung zu fangen, einzufrieren, ein Begleitformular auszufüllen und sie anschließend an eine der beiden beteiligten Forschungseinrichtungen zu schicken. Die Website des Projekts bietet Interessierten Orientierungshilfen für die Erfassung und den Beitrag von Mückenproben und deren Verarbeitung. Nach der Aufnahme 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 Verbreitungsgebiet dieser Art angesehen worden wäre . Es wurde vorgeschlagen, dass Beiträge zum „Mückenatlas“ die Ausbreitung der derzeit bekannten deutschen Ae. japonicus-Populationen widerspiegeln, was darauf hindeutet, dass ein solches bürgerwissenschaftliches 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 Kommunen, in denen diese Mücken aufgetreten sind, 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 sowohl zu einheimischen als auch zu invasiven Arten, Ort und Datum des Fangs werden anschließend in der deutschen nationalen Mückendatenbank CULBASE erfasst und dienen dazu, die Verteilung der Mückenpopulationen im ganzen Land abzubilden. 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 Stellen für Epidemiologie von Infektionskrankheiten gemeldet, die die gemeldeten Daten an die jeweiligen Gesundheitsabteilungen, das ECDC, sowie an die deutsche nationale Expertenkommission „Moskitos als Vektoren von Krankheitserregern“ weiterleiten. Der „Mückenatlas“ wurde verknüpft und zu zwei größeren Forschungsprojekten beigetragen. Zwischen 2015 und 2018 wurde in einem Monitoringprojekt („CuliMo“– „Culiciden / Steckmücken Monitoring in Deutschland“), das von sechs Forschungseinrichtungen in ganz Deutschland durchgeführt wurde, das geografische und saisonale Auftreten von Mücken sowie potenziellen Krankheitserregern erfasst. Ein Teil der Daten wurde direkt vom Citizen Science Projekt geliefert. Die andere Forschungsinitiative („CuliFo“– „Culiciden Forschungsprojekt“) untersuchte gezielt, welche invasiven und heimischen Arten zwischen 2015 und 2019 geeignet sind, durch Mücken übertragene Krankheiten in Deutschland zu übertragen.

Der Mückenatlas selbst stützte sich auf Öffentlichkeitsarbeit und Medienkampagnen, um das Bewusstsein für das Projekt zu schärfen und die Beteiligung zu erhöhen. Spezifische Maßnahmen umfassten Pressemitteilungen, Zeitungsartikel, Interviews für Radio und Fernsehen, öffentliche Präsentationen und Broschüren.

Der Mückenatlas ist eine Kooperation zwischen dem Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit (FLI) und dem Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. Sie sind für die Identifizierung der Mückenarten nach der Einreichung durch die Bürgerinnen und Bürger, die Durchführung von Feldforschungen, die Speicherung und Verbreitung der gesammelten Daten verantwortlich. Das FLI ist ferner Gastgeber der Nationalen Expertenkommission „Moskitos als Vektoren von Krankheitserregern“, die seit 2019 Ratschläge, Leitlinien und Empfehlungen zum Thema durch Mücken übertragene Krankheiten bereitstellt, wobei der Schwerpunkt insbesondere auf der asiatischen Tigermücke (Ae. albopictus) liegt.

Als Bürgerwissenschaftsinitiative 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.

Weitere Forschungseinrichtungen wie das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin waren an den Verbundprojekten „CuliMo“ und „CuliFo“ beteiligt. Verschiedene Forscher haben den „Mückenatlas“ sowohl als Datenquelle als auch als Fallstudie zur Citizen Science in der Mückenüberwachung in wissenschaftlichen Publikationen genutzt (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 Überwachung passiver Mücken“ (Werner et al., 2014) und zu einem „effizienten Instrument für die Datenerhebung“ (Walther und Kampen, 2017) entwickelt hat. Der gleichberechtigte Dialog zwischen Bürgern und Wissenschaftlern, Transparenz, Engagement und Relevanz wurden als entscheidende Erfolgsfaktoren für den „Mückenatlas“ sowie für die Kommunikation für Bürgerwissenschaftsprojekte im Allgemeinen genannt. Zusätzlich zu den unterschiedlichen Mückenvorkommen aufgrund der Jahreszeit und Geographie hat die Medienberichterstattung die Anzahl der eingegangenen Einsendungen beeinflusst .

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

Wie auf der Website „Mückenatlas“ hervorgehoben wird, lernen die Bürgerinnen und Bürger selbst die biologische Vielfalt vor Ort sowie die Ökologie und Biologie von Mücken in ihrer Umgebung kennen. Nach Angaben der Nationalen Expertenkommission „Moskitos als Vektoren von Krankheitserregern“ (2016) sind Bürgerbeteiligung und Sensibilisierung der Schlüssel zur Bekämpfung von Mücken, insbesondere in Wohngebieten. Während die Wissenschaft von verbesserten Daten profitiert hat, hat der „Mückenatlas“ diesen Bildungszwecken , unter Berücksichtigung der begleitenden Medienkampagnen des Projekts und des Feedbacks an die Beitragenden gedient.

Dennoch gibt es Aspekte, die als einschränkende Faktoren angesehen werden könnten. Aufgrund der von Nicht-Experten eingereichten Proben handelt es sich sogar bei 25 % der Beiträge um andere Insekten als Mücken (Walther und Kampen, 2017). Darüber hinaus könnten die übermittelten Daten verzerrt sein, z. B. in Bezug auf die räumliche Verteilung oder die Präferenzen der Individuen beim Fang invasiver, „außergewöhnlicher“ Arten (Pernat et 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 Erfassung der Mücken zu befolgen. Die fehlende finanzielle Erstattung der Versandkosten (auch wenn für einige geringfügige Kosten anfallen) sowie das Drucken und Ausfüllen des erforderlichen Formulars könnten die Teilnahme am Projekt einschränken.

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) förderte die Initiative „Mückenatlas“. Die beiden begleitenden Forschungsprojekte („CuliMo“ und „CuliFo“) wurden vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft mit jeweils 2,2 Mio. EUR gefördert, um verschiedene Überwachungs- und Forschungsaktivitäten, einschließlich Aktivitäten im Zusammenhang mit dem Mückenatlas, zu finanzieren. Im Rahmen des Monitoringprojekts („CuliMo“) 2015–2018, in dem der „Atlas“ genauer als Teilprojekt genannt wurde, erhielten FLI und ZALF 735 768,00 EUR bzw. 854 735,00 EUR. Die Kosten für den Versand der Moskitos 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 Analyse Informationen zu ihren Beiträgen und können auf Wunsch auf der Mückenatlas-Website als Mitwirkende erfasst werden.

Überwachungsmaßnahmen zur Überwachung von Stechmücken und Krankheitserregern (Infektionserreger, z. B. ein Virus, das eine Krankheit verursacht) wurden als kosteneffiziente Mittel zur Bewältigung der Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit durch Stechmücken übertragenen Krankheiten ermittelt (Engler et al., 2013) – „sowohl die menschlichen als auch die finanziellen Kosten einer potenziellen Epidemie können eingedämmt werden“ (Semenza und Suk, 2018). Somit könnte der bürgerwissenschaftlich fundierte Ansatz des „Mückenatlas“ im Vergleich zu anderen Überwachungsmethoden ein weiteres Kosteneinsparungspotenzial bieten. Sein passiver Überwachungsansatz mit Bürgerbeteiligung führt zu Kosten-, Zeit- und Arbeitssenkungen 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 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 anerkannt, dass Maßnahmen in Bezug auf vektorübertragene Krankheiten ergriffen werden müssen. Die Überwachung einheimischer und invasiver Mückenarten und deren Potenzial zur Übertragung von Krankheitserregern ist in den festgelegten Maßnahmen enthalten. Im Rahmen ihrer Anpassungsbemühungen im Gesundheitswesen informierte das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz die Öffentlichkeit in einer Publikation aus dem Jahr 2020 über Gesundheitsrisiken im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Der „Mückenatlas“ wird ausdrücklich als Gelegenheit für die Bürgerinnen und Bürger genannt, die Überwachung von Stechmücken zu unterstützen, die zur Ausbreitung von Krankheiten beitragen können.

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

Daten über Mücken und vektorübertragene Krankheiten werden kontinuierlich erhoben. 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 die systematische Fallenüberwachung 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 Mückenüberwachung 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 eine 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. Wie fühlt sich die asiatische Buschmücke Aedes japonicus japonicus in Deutschland wohl? Ein unscharfer 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: mit Citizen Science Daten, um die Auswirkungen der Urbanisierung auf Indoor-Mückengemeinschaften zu erforschen. Insekten 12, 374. https://doi.org/10.3390/insects12050374

Pernat, N., Kampen, H., Ruland, F., Jeschke, J. M., Werner, D., 2021b. Treiber von räumlich-zeitlichen Variationen bei Moskito-Einreichungen beim 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“ hilft bei der Überwachung der Verbreitung invasiver Mückenarten in Deutschland. Journal of Medical Entomology 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 die Überwachung von Mücken (Diptera, Culicidae) in Deutschland in: Proceedings of the Eight International Conference on Urban Pests (Verfahren der Acht Internationalen Konferenz über städtische Schädlinge). Müller, G., Pospischil, R., Robinson, W. H. (Hrsg.), Ungarn, S. 119–124. icup1098.pdf