Forschung

Wie Pflanzen die Feinde ihrer Angreifer herbeirufen

8. 3. 2017 | Die Annahme, dass Pflanzen ausgeliefert im Boden stehen, während sie von Insekten oder Kleintieren gefressen werden, ist weit weniger zutreffend als allgemein angenommen. Tatsächlich besitzen sie ein ausgetüfteltes Verteidigungssystem und locken mit Duftstoffen genau diejenigen an, die gerade dabei sind, sie zu fressen. Dabei können sie sogar erkennen, ob die Angreifer einheimisch sind. Zu dieser spannenden Erkenntnis kam jetzt ein Forscherteam rund um die AcademiaNetlerin Prof. Nicole van Dam vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung.
Studienleiterin Prof. Nicole van Dam
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(© Stefan Bernhardt)


Studienleiterin Prof. Nicole van Dam

Werden sie von Insekten oder anderen kleinen Pflanzenfressern befallen, fordern viele Pflanzen Verstärkung an, indem sie Gerüche absondern, die die Feinde ihrer Feinde anlocken. Werden sie beispielsweise von Raupen befallen, locken sie Wespen an. Diese legen dann ihre Eier in den Raupen ab und dezimieren damit die Zahl der gefräßigen Raupen.


 


Das internationales Forschungsteam rund um AcademiNetlerin Nicole van Dam hat untersucht, wie wilde Kohlpflanzen auf zwölf verschiedene Pflanzenfresser-Arten reagieren. Dabei fanden sie heraus, dass die Kohlpflanzen die Gerüche, die sie verströmen, an ihre Angreifer anpassen. Besonders überraschend ist, dass die Pflanzen ganz spezifische Duftnoten abgeben, wenn sie von nicht-einheimischen (exotischen) anstelle von einheimischen Pflanzenfressern befallen werden.


 


Unterschiedliche Pflanzenfresser induzieren unterschiedliche Gerüche


 


Raupen des Großen Kohlweißlings (Pieris brassicae) waren eine der Pflanzenfresser-Arten, die in der Studie verwendet wurden
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Raupen des Großen Kohlweißlings (Pieris brassicae) waren eine der Pflanzenfresser-Arten, die in der Studie verwendet wurden
Unter den Pflanzenfresser-Arten, die getestet wurden, waren Raupen, Blattläuse, Nacktschnecken, außerdem Nahrungsspezialisten und -generalisten, saugende und beißende sowie einheimische und exotische Insekten und Kleintiere. Die Forscher konnten ermitteln, dass die Pflanzen in Abhängigkeit der Art des Angreifers unterschiedliche Gerüche absonderten. Dafür verwendeten sie einen Gaschromatografen mit einem hochpräzisen Massenspektrometer. So zeigte sich, dass sich die Reaktionen der Pflanzen auf fremde und einheimische Pflanzenfresser nicht anhand einer einzigen flüchtigen Substanz unterschieden, sondern anhand des Verhältnisses verschiedener Substanzen. „Das passt zu dem, was wir über die Wahrnehmung und das Verhalten von parasitoiden Wespen und anderen Prädatoren wissen. Sie nutzen eine Mischung aus verschiedenen Geruchs-Substanzen, um Informationen über ihre Beute zu erhalten“, erklärt Nicole van Dam, Professorin am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Sie ist auch mit der Radboud-Universität in Nijmegen (Niederlande) verbunden, an der auch zwei der anderen Studienautoren tätig sind und wo die Forschungsarbeit durchgeführt wurde.


 


Kommunizierende Pflanzen


 


Begünstigt durch Globalisierung und Klimawandel wurden in den letzten Jahrzehnten viele nicht-einheimische Pflanzenfresser nach Europa eingeschleppt. Angenommen wurde zunächst, dass diese exotischen Pflanzenfresser die gleichen oder ähnlichen Duftabsonderungen der Pflanzen auslösen könnten wie die einheimischen Pflanzen und so zu einer Verwirrung der herbeigerufenen Feinde führen - die nämlich oft mit den exotischen Pflanzenfressern nichts anfangen können, also zum Beispiel keine Eier in ihnen ablegen können. Bei der Studie von van Dam und ihrem Team war dies jedoch nicht der Fall: Die nicht-einheimischen Pflanzenfresser lösten ganz andere Gerüche aus als ihre einheimischen Pendants, auch wenn sie auf ähnliche Weise an der Pflanze fraßen. Van Dam sieht diese Ergebnisse als einen „spektakulären Beweis“ dafür, wie konkret Pflanzen auf ihre Umwelt reagieren. „Die Pflanzen haben vielleicht weder ein Nervensystem noch Augen, Ohren oder einen Mund, doch sie können unterscheiden, wer sie angreift. Dadurch können sie parasitischen Wespen verlässliche Informationen übermitteln. Was ich wirklich beeindruckend finde, ist, dass sie sogar in der Lage sind, zwischen einheimischen und fremden Pflanzenfressern zu unterscheiden.“

  Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Turrini / Iris Roggema / AcademiaNet)

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