Pflanzen sind Insekten und anderen Schädlingen nur scheinbar hilflos ausgeliefert, denn sie können auf raffinierte Art und Weise zurückschlagen: Während Raupen ihre Pflanzenmahlzeit genießen, nehmen sie ein Pflanzenprotein auf, das in giftige Substanzen umgewandelt wird und bei den Raupen gewissermaßen Mundgeruch verursacht, haben amerikanische Wissenschaftler herausgefunden. Auf diese Weise werden die benachbarten Pflanzen alarmiert und können sich rechtzeitig gegen die Schädlinge wehren. Dieser Mechanismus könnte bei der Züchtung von schädlingsresistenten Feldfrüchten genutzt werden, so die Forscher.
Zwar wissen Wissenschaftler bereits seit einiger Zeit, dass Pflanzen bei einem Befall von Insekten oder anderen Schädlingen bestimmte Alarmsignale aussenden und sich so vor Feinden schützen können. Doch wie die Botenstoffe entstehen und wie das Verteidigungssystem der Pflanzen genau funktioniert, war bisher weitgehend ungeklärt.
Die Wissenschaftler um Eric Schmelz erforschten nun über drei Jahre lang, wie sich die Augenbohne bei einem Angriff der Larven des Eulenfalters Spodoptera frugiperda wehrt. Um die komplexen biochemischen Prozesse beschreiben zu können, sammelten die Biologen über 10.000 Blätter der Hülsenfrucht und untersuchten etwa einen Liter Raupenspeichel. Frisst sich eine Raupe an den Blättern der Augenbohne satt, nimmt sie das Pflanzenprotein ATP-Synthase auf, welches für die Regulierung von Stoffwechselvorgängen verantwortlich ist. Während der Verdauung entsteht aus dem Protein ein Eiweißfragment namens Inceptin, das in den Speichel der Raupe gelangt.
Inceptin besteht aus einer Kette von elf Aminosäuren und ist nach Ansicht der Forscher die entscheidende Substanz in dem ausgeklügelten Verteidigungssystem der Hülsenfrucht. Denn setzt die Raupe ihre Mahlzeit auf einer anderen Pflanze fort, genügen extrem geringe Mengen Inceptin, um die Pflanze in Alarmbereitschaft zu versetzen. Die Pflanze produziert daraufhin giftige Substanzen und Botenstoffe, die die natürlichen Feinde der Raupe anziehen. Entgegen bisheriger Annahmen produzieren oder besitzen demnach nicht die Pflanzenschädlinge selbst die Alarmstoffe, sondern erst durch komplexe Wechselbeziehungen zwischen dem Insekt und der Pflanze entstehen Substanzen, die das Verteidigungssystem aktivieren, kommentiert Studienleiter Schmelz.
Eric Schmelz (US-Landwirtschaftsministerium, Gainesville) et al.: Plant Phisiology, DOI: 10.1104/pp.107.097154 ddp/wissenschaft.de ? Claudia Hilbert
