Raupen-Mundgeruch warnt Pflanzen

Auf raffinierte Art und Weise machen Bohnenpflanzen gefräßigen Raupen das Leben schwer. Amerikanische Wissenschaftler haben entdeckt, dass ein Verdauungsprodukt der Pflanzenmahlzeit den Raupen förmlich Mundgeruch verursacht. Dieser wird wiederum von anderen Pflanzen als Warnsignal erkannt.

Derart alarmiert, können die Gewächse ihre Abwehr zeitig in Stellung bringen, berichten die Forscher um Eric Schmelz vom Agricultural Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums im Fachblatt “Plant Physiology”. Zu den Abwehrmaßnahmen gehört die Herstellung von Substanzen, die den Raupen Bauchgrimmen verursachen, ebenso wie die Produktion leicht flüchtiger Verbindungen, die weitere benachbarte Pflanzen alarmieren.

Erst kürzlich hatten Schmelz und Kollegen berichtet, dass Raupen des Eulenfalters Spodoptera frugiperda mit ihrer ersten Mahlzeit an Kuhbohnen (Vigna unguiculata) gewissermaßen ihre Unschuld verlieren: Fortan enthält ihr Speichel eine Kette von elf Aminosäuren, die bei den Pflanzen die Alarmglocken schrillen lässt. Durch raffinierte Experimente konnten die Forscher die Herkunft dieser Alarmsubstanz namens Inceptin bestimmen: Sie entsteht, wenn Verdauungsenzyme im Raupendarm ein Pflanzeprotein zerlegen.

Setzten die Forscher den Raupen künstlich hergestellte Verwandte dieses Proteins vor, nicht jedoch pflanzliche Kost, tauchte kurz darauf ebenfalls das Inceptin im Speichel der Tiere auf. Fraßen die Raupen dagegen an Pflanzen, die den Inceptin-Vorläufer mit einem zusätzlichen Angriffspunkt für Verdauungsenzyme produzierten, verlor ihr Speichel rasch wieder seine alarmierende Wirkung.

Für ihre Messungen mussten Schmelz und Kollegen insgesamt einen Liter Raupenspeichel sammeln und analysieren. Die Bohnenpflanzen sprechen dagegen extrem sensibel auf das Inceptin an: Schon einige Billionstel Gramm auf einem Blatt genügen, um die gesamte Pflanze in Alarm zu versetzen. Vielleicht könne dieser Mechanismus ausgenutzt werden, um Feldfrüchte besser gegen Schädlinge zu wappnen, hoffen die Forscher.

Forschung: Eric A. Schmelz und Peter E.A. Teal, Center of Medical, Agricultural, and Veterinary Entomology, USDA Agricultural Research Service, Gainesville, Florida; und andere

Veröffentlichung Plant Physiology, DOI 10.1104/pp.107.097154

WWW:
USDA Center of Medical, Agricultural, and Veterinary Entomology
Eulenfalter
Cowpea
The Plant Way of Life

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