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Studie: Pflanzen „riechen“ Sexualpheromone von Insekten und verbessern ihre Abwehr gegen Insektenbefall

Neue Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Freien Universität Berlin, der Universität Lund und des Ökologieforschungsinstituts CREAF (Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals) Barcelona

Nr. 369/2019 vom 29.11.2019

Pflanzen reagieren einer internationalen Studie zufolge auf die Wahrnehmung von Sexualpheromonen von Insekten mit einer verbesserten Abwehr gegen die Eiablagen der Insekten, also gegen eine sehr frühe Phase des Insektenbefalls. Durch die Pheromone „gewarnte“ Pflanzen können die Insekteneier effektiver abtöten, und sich somit vor Fraßschaden durch Larven, die aus den Eiern schlüpfen, schützen. Dies zeigte ein internationales Forscherteam um die Biologin Prof. Dr. Monika Hilker von der Freien Universität Berlin, das Waldkiefern untersuchte, die dem Pheromon und den Eiablagen einer pflanzenfressenden Blattwespe ausgesetzt waren. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Freien Universität, der Universität Lund sowie des Ökologieforschungsinstituts CREAF (Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals) aus Barcelona beobachteten, dass die Pflanzen ihre Verteidigung gegen die Eier der Blattwespe durch molekulare und chemische Veränderungen in den Kiefernnadeln verstärkten. Die Studie wurde in dem renommierten Wissenschaftsmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS) veröffentlicht (doi.org/10.1073/pnas.1910991116).

Der Studie zufolge können dem Pheromon ausgesetzte Bäume durch die molekularen und chemischen Veränderungen rund 50 Prozent mehr Insekteneier der Blattwespe abtöten als Bäume, die dem Lockstoff nicht ausgesetzt waren; Blattwespenweibchen locken Männchen mithilfe von Pheromonen zur Paarung an, wie der an der Publikation beteiligte schwedische Biologe Prof. Dr. Olle Anderbrant in früheren Studien gezeigt hat. Nach der Verpaarung legen die Weibchen ihre Eier auf Kiefernnadeln ab, und die schlüpfenden Larven können durch ihren Fraß Kiefernwälder erheblich schädigen.

„Es ist faszinierend, dass Pflanzen diese Pheromone als Warnsignal erfassen und sich dann besser auf ein bevorstehendes Stress-Ereignis vorbereiten können“, sagt der Erstautor der Publikation Dr. Norbert Bittner von der Freien Universität, der zusammen mit seinen Kollegen Dr. Ander Achotegui-Castells (CREAF, Barcelona) und Janik Hundacker (Freie Universität) viele der molekularen und chemischen Analysen durchgeführt hat. Wie ein Kiefernbaum die Sexualpheromone „rieche“, sei bislang allerdings noch unbekannt und müsse noch erforscht werden. „Falls andere Pflanzenarten ähnlich wie die Waldkiefer auf die Lockstoffe von Insekten reagieren, könnten die Befunde möglicherweise im Pflanzenschutz relevant werden und jene Anwendung von Insektenpheromonen fördern, die für viele landwirtschaftliche und forstliche Schadinsekten synthetisch verfügbar sind“, erklärt Prof. Dr. Monika Hilker, die den Sonderforschungsbereich (SFB) 973 Organismische Reaktionen auf Stress: Prägung und Erinnerung leitet. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des SFB gehen der Frage nach, wie Pflanzen – als Organismen ohne Nervensysteme – Alarmsignale aus der Umwelt wahrnehmen und sich so auf bevorstehenden Stress vorbereiten.

Pressefoto

oben: Paarung von Blattwespenweibchen und -männchen. unten links: Blattwespenlarve. Unten rechts: Blattwespenweibchen bei der Eiablage.

oben: Paarung von Blattwespenweibchen und -männchen. unten links: Blattwespenlarve. Unten rechts: Blattwespenweibchen bei der Eiablage.
Bildquelle: Benjamin Fuchs und Jona Höfflin.

Das Foto steht Medien zum Download zur Verfügung und ist bei Verwendung im Kontext der Pressemitteilung und bei Angabe der Quelle honorarfrei.

Weitere Informationen

Publikation

Norbert Bittner, Janik Hundacker, Ander Achotegui-Castells, Olle Anderbrant and Monika Hilker (2019). Defense of Scots pine against sawfly eggs (Diprion pini) is primed by exposure to sawfly sex pheromones. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS). https://doi.org/10.1073/pnas.1910991116

Kontakt

Prof. Dr. Monika Hilker, Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie, Freie Universität Berlin, E-Mail: monika.hilker@fu-berlin.de , Telefon: 030 / 838 - 55913