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StartseiteForschung aktuellDas Wettrüsten der Pflanzen08.07.2015

BotanikDas Wettrüsten der Pflanzen

Auch Pflanzen haben Waffen: Sie verteidigen sich mit Düften gegen Fressfeinde. Wissenschaftler der Universität Amsterdam wollen das komplexe Wechselspiel zwischen Pflanzen und ihren Schädlingen besser verstehen.

Von Magdalena Schmude

Der Science Park am Stadtrand von Amsterdam. Hier befindet sich das Swammerdam Institute for Life Sciences. In lang gezogenen Gewächshäusern am Fuß des Gebäudekomplexes wachsen hunderte Tomaten-, Petunien und Tabakpflanzen. In den Kammern des Gewächshauses ist es hell und warm - und duftet. Teils für den Menschen wahrnehmbar, teils nur für andere Nasen bestimmt. Der Biologe Robert Schuurink interessiert sich für die Funktion dieser Düfte.

"Die Pflanze benutzt Duftstoffe, um Bestäuber anzulocken, was auch für den Menschen sehr wichtig ist, wenn wir an Früchte und Samen denken. Oder aber, um sich selbst gegen Insekten zu schützen, die die Pflanze anfressen. Diese Duftstoffe werden von den Pflanzenhaaren am Stängel abgegeben und schrecken die Insekten entweder ab oder sind giftig für sie."

Andere leicht-flüchtige Substanzen, die "green leaf volatiles", werden freigesetzt, sobald die Blätter der Pflanze von den Insekten angefressen werden. Die "green leaf volatiles" können benachbarte Pflanzen vor den Insekten warnen, damit sie rechtzeitig ihre eigene Abwehr aktivieren. Die Insekten wiederum reagieren auf die pflanzliche Verteidigungsstrategie mit eigenen Tricks. Robert Schuurink untersucht dieses Wechselspiel, das über mehrere Runden gehen kann.

"Natürlich gibt es ein Wettrüsten zwischen der Pflanze und dem Insekt und einige, vielleicht sogar alle Insekten haben Mechanismen entwickelt, um zu verhindern, dass die Pflanze Abwehrduftstoffe abgibt. Wir glauben, dass das durch Proteine im Speichel der Insekten passiert. Deswegen untersuchen wir, welche Proteine darin vorkommen und ob sie die pflanzliche Abwehr unterdrücken."

Tabakpflanze gegen Raupe

Seine Kollegin Silke Allmann hat sich das bei der wilden Tabakpflanze und einem darauf spezialisierten Schädling genauer angesehen. Die Raupe des Tabakschwärmers ernährt sich von den Blättern des wilden Tabaks und Silke Allmann wollte wissen, ob der Speichel der fressenden Raupe die Abwehr der Pflanze beeinflusst.

"Wir habend einfach die Raupe genommen, haben Spucke gesammelt und haben die Spucke auf eine verwundete Pflanze geschmiert, und haben dann geguckt, ob sich das Bouquet der Pflanze, ob sich die Duftstoffzusammensetzung verändert. Und da haben wir dann gesehen und das war recht erstaunlich, dass da wirklich die Zusammensetzung dieser 'green leaf volatiles' sich verändert hat."

Wie Silke Allmann herausfand, ist dafür ein Enzym im Speichel der Raupe verantwortlich. Es baut bestimmte pflanzliche Abwehrstoffe chemisch um und verändert so den Duft der Pflanze. Das hat Folgen. Auf den ersten Blick eher nachteilige für den Tabakschwärmer, denn der veränderte Duft lockt andere Insekten an, die die Raupen fressen.

"Das war natürlich sehr spannend, dass wir das gesehen haben und eine der Fragen, die wir dann hatten, war: Wie kann die Raupe eigentlich nur so dumm sein, sich selbst zu verraten, gegen den eigenen Feind?"

Schützendes Bouquet

Silke Allmann vermutete, dass der Tabakschwärmer auch einen Vorteil vom veränderten Bouquet der Pflanze haben muss. Sie untersuchte deshalb, ob die adulten Schwärmer, die ihre Eier auf der Tabakpflanze ablegen, die Unterschiede ebenfalls wahrnehmen können. Und tatsächlich: Die Tiere mieden Pflanzen mit chemisch verändertem Duft.

"Es geht halt darum, eine Pflanze zu finden, wo weniger Konkurrenten draufsitzen, und zum anderen eine Pflanze, ja, die nicht schon so nach Hilfe schreit."

Dieser Vorteil scheint die Nachteile für den Tabakschwärmer aufzuwiegen. Silke Allmann glaubt, dass sich der Effekt auch in der Landwirtschaft nutzen lässt. Sie hat Tabakpflanzen genetisch verändert, sodass ihr Duft auch im unverletzten Zustand dem einer angefressenen Pflanze ähnelt. Als Nächstes will sie in Feldversuchen testen, ob das auch in der freien Natur die Tabakschwärmer fernhält und sich so als eingebauter Schutz gegen die Schädlinge nutzen lässt.

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