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Pflanzenabwehr Pflanzen reagieren auf Schädlinge

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Pflanzen der gleichen Art passen sich an die lokal vorherrschenden Schädlinge an und bilden die entsprechenden Abwehrstoffe aus. Die Schädlinge beeinflussen somit die genetische Vielfalt ihrer Wirtspflanzen stark. Dies weisen Ökologen der Universität Zürich in einem mehrere Pflanzengenerationen umfassenden Experiment nach. Die Erkenntnisse könnten dazu genutzt werden, maßgeschneidertes Saatgut zu entwickeln, das gegen Schädlinge resistent ist.

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Pflanzenschalen mit einer identischen Mischung verschiedener Genotypen von Arabidopsis thaliana werden parallel unterschiedlichen Blattläusen ausgesetzt. Jede einzelne Plexiglasbox simuliert eine Pflanzenpopulation mit einer bestimmten Zusammensetzung von Blattläusen.
Pflanzenschalen mit einer identischen Mischung verschiedener Genotypen von Arabidopsis thaliana werden parallel unterschiedlichen Blattläusen ausgesetzt. Jede einzelne Plexiglasbox simuliert eine Pflanzenpopulation mit einer bestimmten Zusammensetzung von Blattläusen.
(Bild: UZH)

Zürich/Schweiz – Pflanzenfressende Insekten wie Blattläuse beeinträchtigen die einzelne Pflanze in ihrer Entwicklung. Sie sind jedoch wesentlich für die genetische Vielfalt innerhalb der Pflanzenart verantwortlich. Dies konnten die Ökologen Tobias Züst und Lindsay Turnbull von der Universität Zürich zusammen mit Kollegen aus Kalifornien und Großbritannien anhand der Pflanze Ackerschmalwand nachweisen.

Gemäß Züst wird damit die seit vierzig Jahren gehegte Vermutung, dass Schädlinge die Selektion der von ihnen befallenen Pflanzenarten stark beeinflussen, erstmals experimentell bestätigt. Zudem geben Pflanzen die für sie kostspieligen Abwehrmechanismen innerhalb weniger Generationen auf, falls der Befall durch Schädlinge ausbleibt.

Chemische Abwehrstoffe der Pflanze gegen Schädlinge

Die Ackerschmalwand – Arabidopsis thaliana – wehrt sich, wie viele andere Pflanzen auch, mit chemischen Abwehrstoffen gegen Schädlinge. Diese entwickelten im Lauf der Evolution allerdings Toleranzen gegenüber gewissen chemischen Komponenten dieser Stoffe. Je nach Häufigkeit einzelner Schädlingsarten bieten demnach unterschiedliche Abwehrstoffe den optimalen Schutz für die Pflanze. Die Forscher untersuchten in einem ersten Schritt die Verbreitung unterschiedlicher chemischer Abwehrstoffe in natürlichen Populationen von Arabidopsis thaliana innerhalb Europas und verglichen diese mit der räumlichen Verbreitung zweier wichtiger Schädlinge, der Kohl- und der Senfblattlaus.

Gebietsspezifische Schädlingspopulationen als evolutionäre Kraft

Die Wissenschaftler weisen nach, dass sich die Abwehrstoffe von Arabidopsis thaliana in Südwesteuropa chemisch von jenen in Nordosteuropa unterscheiden. Dieses Muster korreliert direkt mit der unterschiedlichen Zusammensetzung der Blattlauspopulationen in den beiden geografischen Räumen.

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