Fressen, um nicht gefressen zu werden

Kieler Biologe findet neues Enzym zur Nutzung pflanzlicher Gifte durch Tiere

Spezielle Insekten wie die afrikanische Harlekinschrecke oder der Karminbär, ein heimischer Nachtfalter, fressen giftige Pflanzen, um sich vor Fraßfeinden zu schützen. Eine Arbeitsgruppe am Botanischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) veröffentlicht gemeinsam mit Wissenschaftlern der Technischen Universität Braunschweig und des City University College, New York, Ergebnisse zu diesem Phänomen. Im online Fachmagazin PLoS ONE sind diese ab heute, 20. Februar, zu lesen.

Seit über zehn Jahren untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Bereich der Biochemischen Ökologie, wie spezialisierte Insekten Pflanzengifte aufnehmen und im eigenen Körper speichern. Bei den Giften handelt es sich um so genannte Pyrrolizidin-Alkaloide, wie sie in heimischen Kreuzkräutern vorkommen. Kreuzkräuter waren in den letzten Jahren als Verunreinigungen von Rucola-Salaten oder als Verursacher von Weidetiervergiftungen immer wieder in den Schlagzeilen. Nun konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die afrikanische Heuschrecke ein spezifisches Enzym entwickelt hat, das es ihnen erlaubt, die Pflanzengifte zum Beispiel aus Kreuzkräutern zur eigenen Verteidigung zu speichern. Ein nahezu identisches Enzym fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bereits vor einigen Jahren bei dem europäischen Nachfalter Karminbär. „Es ist sehr beeindruckend zu sehen, dass die Evolution einen solch komplexen Mechanismus zweimal unabhängig voneinander bei sehr weit voneinander entfernten Arten hervorbringt“, sagt Professor Dietrich Ober, Leiter der Kieler Arbeitsgruppe.

Giftige Pflanzen nutzen Alkaloide als chemische Waffe, um sich vor Tierfraß zu schützen. Tiere nehmen diese zunächst harmlosen Wirkstoffe mit der Nahrung auf, doch im Verdauungstrakt werden sie zu Gift. Das nun charakterisierte Enzym erlaubt es Tieren wie dem Karminbären oder der afrikanische Heuschrecke die Alkaloide wieder in die ungiftige Form zurück zu verwandeln. So können sie sicher vom Insekt gespeichert werden. Die potenziell giftige Fracht signalisieren diese Insekten in der Regel durch eine auffällige Warnfärbung.

Die Harlekinschrecke hat wegen ihrer wirksamen Selbstverteidigung kaum Feinde. Daher kommt es immer wieder zu Heuschreckenplagen, bei denen die Tiere häufig ganze Ernten vernichten. „Da die Harlekinschrecken durch diese Alkaloide geradezu angelockt werden, können in Zukunft möglicherweise die Alkaloide als Lockstoffe in Fallen genutzt werden, um solche Plagen in Zukunft effizienter einzudämmen“, sagt Ober.

Originalpublikation:
www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0031796

Weitere Informationen (Prof. Dr. D. Ober):
www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-048-zusatzinformation-gift-enzym.pdf

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Zum Vergrößern anklicken	Bildunterschrift: Die Raupe des Karminbären ernährt sich ausschließlich von dem für Mensch und Tier giftigen Jakobs-Kreuzkraut. Copyright & Foto: Ober Foto zum Herunterladen: www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-048-1.jpg
Zum Vergrößern anklicken	Bildunterschrift: Jakobs-Kreuzkraut am Falckensteiner Strand bei Kiel. Copyright & Foto: Ober Foto zum Herunterladen: www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-048-2.jpg
Zum Vergrößern anklicken	Bildunterschrift: Die in West-Afrika heimische Harlekinschrecke nutzt den gleichen Mechanismus wie heimische Falterarten um Pflanzengifte zur eigenen Verteidigung einzusetzen. Copyright & Foto: Ober Foto zum Herunterladen: www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-048-3.jpg

Kontakt:
Prof. Dr. Dietrich Ober
Botanisches Institut
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Tel. 0431/880-4299
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Text / Redaktion: Stefanie Maack