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Mittwoch, 20.09.2017
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Pflanzensekret macht Raupen zu Kannibalen

Forscher entdecken neue, makabre Abwehrstrategie von Pflanzen

Gruselige Abwehr-Strategie: Ein von Pflanzen abgegebener Botenstoff macht Raupen zu Kannibalen. Unter dem Einfluss dieses Abwehrsekrets greifen sich die Raupen gegenseitig an und fressen sich auf - statt wie sonst an den saftigen Blättern zu knabbern. Diese makabre Strategie haben Forscher nun erstmals in Experimenten aufgedeckt. Für die Pflanzen hat diese Manipulation per Botenstoff einen doppelten Vorteil: Ihre Fressfeinde sind dezimiert und die Überlebenden sind noch dazu satt.
Raupen der Zuckerrübeneule (Spodoptera exigua) können zu Kannibalen werden – weil ein Pflanzenstoff sie dazu bringt.

Raupen der Zuckerrübeneule (Spodoptera exigua) können zu Kannibalen werden – weil ein Pflanzenstoff sie dazu bringt.

Auch wenn Pflanzen nicht weglaufen können, sind sie längst nicht so hilflos wie es scheint: Im Laufe der Evolution haben sie einige wirksame Abwehrstrategien gegen gefräßige Tiere und andere potenzielle Gefahren entwickelt. Neben mechanischen Waffen wie Stacheln oder dicken Rinden schützen sie sich oft durch tödliche Gifte. Viele Pflanzen locken zudem gezielt die Feinde ihrer Schädlinge an, warnen ihre Nachbarn und halten sich eine bakterielle oder tierische Schutztruppe gegen Fressfeinde.

Eine noch raffiniertere und ziemlich makabre Schutztaktik haben nun John Orrock und seine Kollegen von der University of Wisconsin aufgedeckt. Für ihre Studie sprühten sie einige Tomatenpflanzen mit Methyljasmonat ein – einem bekannten Alarmbotenstoff verletzter Pflanzen. Dann setzten sie Raupen der Zuckerrübeneule (Spodoptera exigua) auf die Blätter der solcherart vorgewarnten Pflanzen.

Mit einem Biss fängt es an


Es zeigte sich Erstaunliches: Statt an den Tomatenblättern zu knabbern, griffen die Raupen sich plötzlich gegenseitig an – sie wurden zu Kannibalen. "Es beginnt meist damit, dass eine Raupe die anderer in das Hinterteil beißt", berichtet Orrock. Als Folge strömen Körpersäfte aus. "Von diesem Punkt an geht es immer weiter bergab. Am Ende wird jemand gefressen."


Nach acht Tagen hatten die Raupen 90 Prozent ihrer Artgenossen vertilgt statt sich auf die Tomatenblätter zu konzentrieren, wie die Forscher feststellten. Dies galt für alle drei getesteten Dosierungen des pflanzlichen Abwehrbotenstoffs. Bei der höchsten Dosis von 10 Millimol begann das gruselige Massaker allerdings deutlich früher.

Saftige Tomatenblätter sind für Raupen oft unwiderstehlich. Doch das Methyljasmonat verhindert dies: Es macht die Raupen zu Kannibalen.

Saftige Tomatenblätter sind für Raupen oft unwiderstehlich. Doch das Methyljasmonat verhindert dies: Es macht die Raupen zu Kannibalen.

Satte Kannibalen fressen weniger


Für die Tomatenpflanze hat diese makabre Abwehrstrategie einen doppelten Nutzen: Zum einen dezimiert sie die Zahl der gefräßigen Raupen. Zum anderen aber sind die überlebenden Raupen zu satt, um noch an ihren Blättern zu fressen. "Diese Raupen werden nicht nur zu Fleischfressern – was schon allein einen Sieg für die Pflanze bedeuten würde", sagt Orrock. "Sie bekommen auch noch reichlich Futter, indem sie sich gegenseitig fressen."

Die Tomatenpflanze profitiert davon: "Am Ende des Experiments blieb dadurch mehr als fünfmal so viel Biomasse erhalten", berichten Orrock und seine Kollegen. Der Abwehrbotenstoff wirkt damit auf zweierlei Weise: Einzelnen Raupen verleidet er das Fressen, wie schon zuvor Versuche zeigten. Sind jedoch gleich mehrere Fressfeinde anwesend, macht er sie zu Kannibalen und "wiegelt" sie gegeneinander auf.

Makabrer Energietransfer


"Damit haben wir eine Verteidungs-Strategie der Pflanzen entdeckt, auf die bisher keiner gekommen ist", sagt Koautor Brian Connolly: Pflanzen können durch ihre Botenstoffe sogar kannibalisches Verhalten indizieren. "Das ist gruselig und makaber, aber letztlich ist es einfach ein Energietransfer." Statt ihre Energie aus dem Pflanzengewebe zu beziehen, bekommen die Raupen es nun von ihren Artgenossen – zum Vorteil der Pflanze.

"Wir sollten Pflanzen ein wenig mehr Respekt entgegenbringen: Statt bloß Mauerblümchen zu sein, die dasitzen und warten, was ihnen das Leben beschert, reagieren Pflanzen aktiv auf ihre Umwelt", erklärt Orrock. "Sie verfügen dabei über ein potentes Verteidigungsarsenal." (Nature Ecology & Evolution, 2017; doi: 10.1038/s41559-017-0231-6)
(University of Wisconsin-Madison, 11.07.2017 - NPO)
 
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