Bisher war wenig darüber bekannt, wie sich Pflanzen vor pflanzenfressenden Insekten schützen und wie sich das Wettrüsten zwischen Insekten und Pflanzen abspielte. Forscher der Wageningen University & Research haben mehr Erkenntnisse dazu gewonnen: Starke Blattnekrose – der Mechanismus, mit dem Pflanzen die Eier von Schmetterlingen und anderen Insekten auf ihren Blättern erkennen und töten – trat fast ausschließlich in Kreuzblütlern und ihren wilden Verwandten auf, die von angegriffen wurden Kohlweißlinge, die eine Immunität gegen das giftige Senföl der Pflanzen entwickelt hatten. Eine Publikation zu diesem Thema ist in der Zeitschrift New Phytologist erschienen.
Der Kohlweißling verdankt seinen Namen seiner Vorliebe für Rosenkohl, Raps und andere Kulturkreuzblütler als Wirtspflanzen. Legt ein Weißkohl (Pieridae) seine Eier jedoch auf wilde Kreuzblütler wie Schwarzer Senf (Brassica nigra), kann die Pflanze eine nekrotische Reaktion auslösen, die das Blatt unter dem Ei kontrolliert absterben lässt. Dadurch trocknet das Ei aus und fällt von der Pflanze.
Blattnekrose
Um den evolutionären Ursprung und die Verbreitung dieses Pflanzenabwehrmerkmals zu verstehen, untersuchte ein Forschungsteam unter der Leitung der Biosystematics Group 31 Pflanzenarten innerhalb der Kreuzblütlerfamilie auf die nekrotische Reaktion auf eine Waschung aus Eiern von neun Schmetterlingsarten.
„Die Experimente zeigten, dass sich die starke Blattnekrose fast ausschließlich in der Abstammungslinie der Kohlpflanzen und ihrer wilden Verwandten entwickelt hat, die auf natürliche Weise von Kohlweißlingen befallen werden“, sagt Forschungsleiterin Nina Fatouros. „Außerdem wurde Blattnekrose nur von Schmetterlingsarten innerhalb der Familie der Pieridae ausgelöst, die Spezialisten für Kreuzblütler sind und sich trotz der giftigen Senföle der Kreuzblütler von ihnen ernähren können.“
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Eigenschaft zum Abtöten von Eiern in der Familie der Kreuzblütler als Gegenanpassung an die Fähigkeit von Raupen entwickelt hat, Senföle zu entgiften. Als Teil eines anhaltenden Wettrüstens passten sich einige Schmetterlinge wahrscheinlich an das Töten von Eiern an, indem sie Eier in Gruppen zusammenballten (also weniger von Nekrose betroffen waren), indem sie zu anderen Wirtspflanzen wechselten oder Eier auf Blüten statt auf Blättern ablegten.
Das Team untersucht derzeit die genetische Grundlage des eierabtötenden Pflanzenmerkmals in einem großen Forschungsprojekt, das vom Niederländischen Forschungsrat (NWO) finanziert wird, um schließlich Pflanzen zu entwickeln, die gegen Schadinsekten resistent sind.
Für weitere Informationen:
Wageningen University & Research
www.wur.nl