Von Sabine Goldhahn
Im Gewächshaus des Max-Planck-Instituts für Chemische Ökologie in Jena stehen meterhohe Macaranga-Pflanzen. Auf ihren Blättern spazieren einsam ein paar millimetergroße Ameisen. Scheinbar nichts Ungewöhnliches. Doch das friedliche Bild kann sich schlagartig ändern. Der Biologe Martin Heil:
Sie sehen, hier habe ich jetzt meinen Finger hingehalten, und schon fängt diese eine Ameise an mich zu attackieren. Wenn ich die Ameise jetzt wieder auf ihren Stamm zurücklasse, dann kann sie ein so genanntes Rekrutierungsverhalten auslösen, sprich: sie alarmiert Nestgenossinnen, die dann in großer Zahl kommen und die dann zumindest auch für größere Käfer doch schnell eine Bedrohung darstellen können.
Macaranga-Pflanzen und Ameisen verbindet eine innige Wechselbeziehung, weshalb die Pflanzen auch den Beinamen Ameisenpflanzen tragen. Entweder leben die Ameisen direkt im Stamm oder aber in der Nähe der Pflanze. Sie sorgen dafür, dass keine Käfer, Raupen oder andere Schädlinge die Blätter abnagen und bekommen als Gegenleistung von der Macaranga ihr Futter. - Eine indirekte Verteidigung, die die Pflanze sehr viel Energie kostet. Daher dachten einige Forscher bislang, dass die Macaranga keine Energie mehr für andere Verteidigungsmaßnahmen, beispielsweise durch Gerbstoffe, übrig hat.
Es war eigentlich allgemein bekannt und akzeptiert, Ameisenpflanzen haben keine oder nur sehr wenig direkte, also chemische Verteidigung, weil sie das zugunsten ihrer indirekten Verteidigung aufgegeben haben, das hat jeder geglaubt. Wir wollten jetzt eben mit einer größer angelegten Studie eigentlich das belegen, dass das so ist und haben überraschenderweise gefunden, dass das genau nicht so ist.
Die Macaranga hat - wie andere Pflanzen auch - reichlich bittere Gerbstoffe, die den Schädlingen den Appetit verderben. Dennoch würden die Macaranga ohne ihre Ameisen nahezu völlig kahlgefressen werden - ein jammervolles Bild, das Martin Heil in Freilandversuchen schon mit ansehen musste. Es war Grund genug für den Jenaer Forscher, sich die Pflanzen mit ihren Bewohnern auch in seinem Gewächshaus ein wenig genauer anzuschauen.
All das, was in einem Ameisenhaufen im Wald lebt, lebt hier im Stamm, also auch die Königin, auch die Brut, auch die Larven, alles lebt in diesem Stamm und ist damit eben auch wirklich auf diese Pflanze angewiesen. Und im anderen Fall sind es Ameisen, die in der Umgebung leben, die vom Verhalten her ein bisschen mehr angepasst sind, die eben nur wegen der Nahrungsquellen zu diesen Pflanzen kommen.
Für die Ameisen, die in ihrem Stamm leben, hält die Pflanze besondere Leckerbissen bereit: kleine weiße Futterkörperchen, die wie Tropfen am Blatt hängen. "Kraftfutter" im weitesten Sinne, denn die Körnchen bestehen zu einem Viertel aus Fett, enthalten fünf Prozent Eiweiß und vier Prozent Kohlenhydrate. Ameisen aus der Umgebung dagegen werden von der Macaranga mit einem sehr nahrhaften Nektar gespeist.
Die Pflanze ruft sozusagen um Hilfe, wenn sie angefressen wird, es läuft da ein Signalweg in der Pflanze, der über Pflanzenhormone gesteuert ist, und dieser Signalweg führt dann sehr schnell dazu, dass, wenn die Pflanze angefressen wird, sie mehr von diesem Nektar macht und damit dann auch mehr Ameisen anlockt, die dann eben die Pflanze besonders erfolgreich schützen.
Die Details dieses Vorganges hat Martin Heil vor kurzem aufgeklärt. Das Schlüsselmolekül heißt Jasmonsäure.
Wenn man diese Pflanzen beschädigt, hat man innerhalb von dreißig Minuten einen Anstieg an Jasmonsäure an diesem zentralen Signalmolekül in der Pflanze und nach wenigen Stunden dann mehr Nektarproduktion und man kann das ganze auch künstlich auslösen, indem man einfach diese Jasmonsäure selbst auf die Pflanze aufträgt.
Dass Jasmonsäure auch andere Gewächse vor fressgierigen Schädlingen schützen kann, zeigen erste Untersuchungen an Cashew-Pflanzen, Baumwolle und Maniok. Schon mit wenig mehr Jasmonsäure bildeten die Pflanzen mehr Nektar und lockten eine Ameisenpolizei an. Für unsere heimischen Pflanzen brächte das Heer von Ameisen allerdings nur eingeschränkten Nutzen: Da die kleinen schwarzen Krabbeltiere in unseren Breiten ihre eigenen Blattläuse halten, würden sie diese auch mit auf die Pflanze tragen.
Im Gewächshaus des Max-Planck-Instituts für Chemische Ökologie in Jena stehen meterhohe Macaranga-Pflanzen. Auf ihren Blättern spazieren einsam ein paar millimetergroße Ameisen. Scheinbar nichts Ungewöhnliches. Doch das friedliche Bild kann sich schlagartig ändern. Der Biologe Martin Heil:
Sie sehen, hier habe ich jetzt meinen Finger hingehalten, und schon fängt diese eine Ameise an mich zu attackieren. Wenn ich die Ameise jetzt wieder auf ihren Stamm zurücklasse, dann kann sie ein so genanntes Rekrutierungsverhalten auslösen, sprich: sie alarmiert Nestgenossinnen, die dann in großer Zahl kommen und die dann zumindest auch für größere Käfer doch schnell eine Bedrohung darstellen können.
Macaranga-Pflanzen und Ameisen verbindet eine innige Wechselbeziehung, weshalb die Pflanzen auch den Beinamen Ameisenpflanzen tragen. Entweder leben die Ameisen direkt im Stamm oder aber in der Nähe der Pflanze. Sie sorgen dafür, dass keine Käfer, Raupen oder andere Schädlinge die Blätter abnagen und bekommen als Gegenleistung von der Macaranga ihr Futter. - Eine indirekte Verteidigung, die die Pflanze sehr viel Energie kostet. Daher dachten einige Forscher bislang, dass die Macaranga keine Energie mehr für andere Verteidigungsmaßnahmen, beispielsweise durch Gerbstoffe, übrig hat.
Es war eigentlich allgemein bekannt und akzeptiert, Ameisenpflanzen haben keine oder nur sehr wenig direkte, also chemische Verteidigung, weil sie das zugunsten ihrer indirekten Verteidigung aufgegeben haben, das hat jeder geglaubt. Wir wollten jetzt eben mit einer größer angelegten Studie eigentlich das belegen, dass das so ist und haben überraschenderweise gefunden, dass das genau nicht so ist.
Die Macaranga hat - wie andere Pflanzen auch - reichlich bittere Gerbstoffe, die den Schädlingen den Appetit verderben. Dennoch würden die Macaranga ohne ihre Ameisen nahezu völlig kahlgefressen werden - ein jammervolles Bild, das Martin Heil in Freilandversuchen schon mit ansehen musste. Es war Grund genug für den Jenaer Forscher, sich die Pflanzen mit ihren Bewohnern auch in seinem Gewächshaus ein wenig genauer anzuschauen.
All das, was in einem Ameisenhaufen im Wald lebt, lebt hier im Stamm, also auch die Königin, auch die Brut, auch die Larven, alles lebt in diesem Stamm und ist damit eben auch wirklich auf diese Pflanze angewiesen. Und im anderen Fall sind es Ameisen, die in der Umgebung leben, die vom Verhalten her ein bisschen mehr angepasst sind, die eben nur wegen der Nahrungsquellen zu diesen Pflanzen kommen.
Für die Ameisen, die in ihrem Stamm leben, hält die Pflanze besondere Leckerbissen bereit: kleine weiße Futterkörperchen, die wie Tropfen am Blatt hängen. "Kraftfutter" im weitesten Sinne, denn die Körnchen bestehen zu einem Viertel aus Fett, enthalten fünf Prozent Eiweiß und vier Prozent Kohlenhydrate. Ameisen aus der Umgebung dagegen werden von der Macaranga mit einem sehr nahrhaften Nektar gespeist.
Die Pflanze ruft sozusagen um Hilfe, wenn sie angefressen wird, es läuft da ein Signalweg in der Pflanze, der über Pflanzenhormone gesteuert ist, und dieser Signalweg führt dann sehr schnell dazu, dass, wenn die Pflanze angefressen wird, sie mehr von diesem Nektar macht und damit dann auch mehr Ameisen anlockt, die dann eben die Pflanze besonders erfolgreich schützen.
Die Details dieses Vorganges hat Martin Heil vor kurzem aufgeklärt. Das Schlüsselmolekül heißt Jasmonsäure.
Wenn man diese Pflanzen beschädigt, hat man innerhalb von dreißig Minuten einen Anstieg an Jasmonsäure an diesem zentralen Signalmolekül in der Pflanze und nach wenigen Stunden dann mehr Nektarproduktion und man kann das ganze auch künstlich auslösen, indem man einfach diese Jasmonsäure selbst auf die Pflanze aufträgt.
Dass Jasmonsäure auch andere Gewächse vor fressgierigen Schädlingen schützen kann, zeigen erste Untersuchungen an Cashew-Pflanzen, Baumwolle und Maniok. Schon mit wenig mehr Jasmonsäure bildeten die Pflanzen mehr Nektar und lockten eine Ameisenpolizei an. Für unsere heimischen Pflanzen brächte das Heer von Ameisen allerdings nur eingeschränkten Nutzen: Da die kleinen schwarzen Krabbeltiere in unseren Breiten ihre eigenen Blattläuse halten, würden sie diese auch mit auf die Pflanze tragen.