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Bestäubung Tabakpflanzen manipulieren Bestäuber und Fraßfeinde

| Autor / Redakteur: Angela Overmeyer / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Manche Bestäuber leisten einer Blütenpflanze nicht nur Hilfsdienste bei der Fortpflanzung, sondern legen im Anschluss an die Bestäubung ihre Eier ab. Daraus schlüpfen später gefräßige Raupen. Blüten locken also nicht nur Bestäuber sondern auch Fraßfeinde an. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie haben jetzt festgestellt, dass natürliche Variationen von Duftintensität und Nektargehalt in Tabakpflanzen für einen hohen Fortpflanzungserfolg sorgen, während gleichzeitig die Fraßfeinde in Schach gehalten werden.

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Macht seinem Namen alle Ehre: Manduca sexta (Manduca: lat. Vielfraß). Ein Weibchen des Tabakschwärmers Manduca sexta legt seine Eier auf den Blättern einer Tabakpflanze ab, nachdem es zuvor deren Blüten bestäubt hat. Aus dem vermeintlichen Freund wird somit ein Feind, denn aus den Eiern schlüpfen später hungrige Raupen, die sich zu Fressmaschinen entwickeln können.
Macht seinem Namen alle Ehre: Manduca sexta (Manduca: lat. Vielfraß). Ein Weibchen des Tabakschwärmers Manduca sexta legt seine Eier auf den Blättern einer Tabakpflanze ab, nachdem es zuvor deren Blüten bestäubt hat. Aus dem vermeintlichen Freund wird somit ein Feind, denn aus den Eiern schlüpfen später hungrige Raupen, die sich zu Fressmaschinen entwickeln können.
(Bild: Danny Kessler, MPI chem. Ökol.)

Jena – Blütenpflanzen duften, um Bestäuber anzulocken. Zur Belohnung für ihre Hilfe bei der Fortpflanzung gibt es für die Bestäuber süßen Nektar. Doch nicht immer beruht diese Wechselwirkung allein auf dem Prinzip „eine Hand wäscht die andere“. Manche Mottenweibchen legen nach Bestäuben der Blüten ihre Eier auf der Pflanze ab, aus denen dann hungrige Raupen schlüpfen, die das Überleben der Pflanze bedrohen. Ein Beispiel dafür ist der Tabakschwärmer Manduca sexta, der die Blüten des Kojotentabaks Nicotiana attenuata bestäubt, dessen Raupen aber verheerende Fraßschäden verursachen können.

Gentechnisch veränderte Pflanzen produzieren entweder keinen Duft oder keinen Nektar

Wie Wissenschaftler um Ian T. Baldwin herausgefunden haben, variieren in natürlichen Populationen dieser wilden Tabakpflanze die Konzentrationen und Mengen von Blütenduft und Nektar. Es gibt sogar Pflanzen, deren Blüten gar keinen Nektar produzieren und somit ihre Bestäuber mit ihrem Blütenduft an der Nase herumführen und die Belohnung vorenthalten. Um den Einfluss von Blütenduft und Nektar auf Bestäuber und Herbivoren unabhängig voneinander zu untersuchen, verwendeten die Forscher im Versuch Pflanzen, die genetisch so verändert worden waren, dass sie entweder kein Benzylaceton, dem Hauptbestandteil des Blütendufts, oder keinen Nektar produzieren konnten. Eine weitere Gruppe von Pflanzen konnte weder Blütenduft noch Nektar bilden. Diese Pflanzen wurden mithilfe einer Transformationstechnik hergestellt, die auf RNA-Interferenz (RNAi) beruht. Die Forscher untersuchten beide Blütenmerkmale erstmals gleichzeitig und unabhängig voneinander.

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Untersucht wurden besonders die Auswirkungen dieser Merkmale auf die Auskreuzungsrate nach Bestäubung durch drei verschiedene Pollenlieferanten: den Tabakschwärmer Manduca sexta, den Linienschwärmer Hyles lineata, und den Kolibri Archilochus alexandri. Eine hohe Auskreuzungsrate wird erzielt, wenn bei der Bestäubung Pollen und somit die genetische Information einer Pflanze zu anderen Pflanzen getragen wird. Dies erhöht die genetische Vielfalt in der Pflanzenpopulation.

Während die Belohnung in Form süßen Nektars die Bestäuber von Blüte zu Blüte fliegen lässt, ist der Blütenduft ein Locksignal für diese Belohnung. Die Auswertung der Experimente ergab, dass sowohl Duft als auch Nektar dafür sorgen, dass Blüten häufiger von Bestäubern besucht werden.

Interessanterweise spielen dabei Duft und Nektar unterschiedlich wichtige Rollen für die drei getesteten Bestäuberarten. Andererseits wirken Duft und in noch stärkerem Maße Nektar direkt auf das Eiablageverhalten von Tabakschwärmer-Weibchen. Produziert eine Pflanze mehr Nektar, finden sich auf ihr auch mehr Eier.

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