Pflanzen ändern ihren Stoffwechsel zur Schädlingsabwehr

Um diese Vermutungen zu verifizieren durften M. sexta und H. zea sich an Tomatenblättern sattfressen. Anschließend maßen die Wissenschaftler insgesamt 56 Stoffwechselzwischenprodukte in Wurzel, Sprossachse, Sprossspitze und Blattgewebe. Zum Vergleich analysierten sie auch Gewebe von unbeschädigten und von mechanisch verletzten Pflanzen. Tatsächlich zeigten die Tomaten ganz unterschiedliche Reaktionen, die davon abhingen, welche Raupe an ihnen geknabbert hatte oder ob Blattstücke der Heckenschere zum Opfer gefallen waren.

Pflanzen erkennen die Schädlinge am Speichel

Wie bereits aus früheren Studien bekannt war, erkennen Pflanzen die einzelnen Schädlinge an ihrem Speichel. Abhängig von dessen Zusammensetzung werden in den verletzten Blättern bestimmte Hormonantworten ausgelöst und Signalwege in Kraft gesetzt. Identifizierten die Pflanzen den Spezialisten M. sexta so transportierten sie ihren wertvollen Stickstoff in Form von Aminosäuren in die Wurzeln, wo er gespeichert oder zum Wurzelwachstum verwendet werden kann. Bei von H. zea befallenen Pflanzen fanden die Forscher stattdessen eine erhöhte Konzentration der aromatischen Aminosäure Tryptophan – einem Vorläufer pflanzeneigener Abwehrstoffe – in Spross und Sprossspitze. „Die Veränderungen im Primärstoffwechsel der Pflanzen sind schnell, systemisch und vor allem spezifisch“, fasst Fernie die Ergebnisse zusammen. Generell waren die Auswirkungen auf den gesamten Stoffwechsel bei den Schäden durch Insekten wesentlich höher als bei mechanischen Verletzungen des Pflanzengewebes. Pflanzen wissen eben genau, wann sich die Verteidigung lohnt.

Originalpublikation: Adam D. Steinbrenner, Sara Gómez, Sonia Osorio, Alisdair R. Fernie, Colin M. Orians; Herbivore-Induced Changes in Tomato (Solanum lycopersicum) Primary Metabolism: A Whole Plant Perspective; Journal of Chemical Ecology, 10. Dezember 2011 (Epub before print), [DOI: 10.1007/s10886-011-0042-1]

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