Pflanzen locken bei Gefahr die Feinde ihrer Feinde an

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Frisst eine Raupe am Mais, lockt die Pflanze mit Duftstoffen parasitische Wespen an, die die Raupen angreifen. Quelle: Universität Neuchatel/T. Turlings

02.02.2006  - 

Pflanzen haben einen raffinierten Mechanismus entwickelt, sich vor Schädlingen zu schützen: Mit der gezielten Abgabe von bestimmten Duftstoffen locken sie die Feinde ihrer Feinde an und verteidigen sich damit bei Schädlingsbefall selbst. Diesen Mechanismus haben jetzt Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena gemeinsam mit Schweizer Kollegen der Universität Neuchatel am Beispiel der Maispflanze biochemisch untersucht.

Wie die Forscher im Fachmagazin PNAS (Vol. 103, S. 1129-1134) berichten, sendet Mais einen ganzen Cocktail verschiedener Duftstoffe aus, der parasitäre Wespen anlockt, sobald die Pflanze von einer Raupe angefressen wird. Verantwortlich für diesen chemischen Hilferuf ist nur ein einziges Gen. Eine Anwendung dieses biologischen Pflanzenschutzes in der Landwirtschaft scheint damit vielversprechend.

Schon seit einigen Jahren ist von etwa 15 Pflanzenarten bekannt, dass sie sich bei Insektenfraß durch die Abgabe von Duftstoffen schützen und auf diese Weise Insektenfeinde anlocken. Wissenschaftler nennen das „innere Verteidigung“, die nicht nur in der Luft, sondern auch im Erdboden funktioniert. Um nun herauszufinden, wie dieser chemische Hilferuf abläuft und welche Gene und Enzyme dafür verantwortlich sind, haben die Max-Planck-Biologen um Jörg Degenhardt für ihre Versuche Maispflanzen der Art Arabidopsis thaliana sowie Raupen der Art Spodoptera littoralis (Ägyptischer Baumwollwurm) und paraisitische Wespen der Art Cotesia marginiventris untersucht.

Dabei stellte sich heraus, dass lediglich ein einziges Gen (TPS10) eingeschaltet werden muss, damit das chemische SOS beim Mais funktioniert. Dieses Gen trägt die Information für das Enzym Terpensynthase, das in der Pflanze so genannte Sesquiterpene herstellen kann - jene Duftstoffe, durch die parasitäre Wespen zu den Raupen befallenen Maispflanzen gelockt werden. Ohne weiteres Zutun der Pflanze erledigt sich der Schädlingsbefall der Pflanze dann von selbst: Die Wespen legen ihre Eier in den Raupen ab und die Brut frisst die Raupe von heraus auf. Da diese biologische Insektenbekämpfung nur auf einem Gen beruht, könnte sie aus Sicht der Forscher für die Anwendung in der Landwirtschaft weiterentwickelt werden.