Ökologie: Hilfeschreie von Vegetarier-Opfern
Verbünde dich mit den Feinden deines Feindes – ein guter Tipp, wenn es um Leben und Tod geht. Manche Pflanzen beherzigen ihn präventiv, noch bevor ihre Blätter abgeknabbert werden können.
© Martin Heil (Ausschnitt)
Grün und meist dekorativ, unbeweglich, harmlos und friedlich – eine Sammlung hervorstechender Merkmale größerer Pflanzen. Und wehrlos? Spätestens hier wird's falsch: Pflanzen entwickelten eindrucksvolle Mittel, um sich im aggressiven Evolutions-Wettstreit der Lebewesen durchzusetzen.
Dazu zählt etwa die Produktion wirksamer Gifte, mit denen viele Pflanzen ihren tierischen Fressfeinden gehörig den Appetit verderben. Andere Arten gehen einen fast entgegengesetzten Weg: Sie erkaufen sich mit der kostspieligen Überproduktion von durchaus schmackhaft-süßer Nektar-Belohnung die Dienste von wehrhaften Insekten-Verteidigern, die ihnen – als Gegenleistung für die nahrhafte Rundumversorgung – lästige Pflanzenfresser von Blatt und Stängel halten sollen.
Einige Akazienbäume etwa sind auf diese Weise zu Ameisenpflanzen, so genannten "Myrmekophyten" geworden: Auf ihnen haben sich bestimmte Ameisenarten dauerhaft häuslich eingerichtet, zum Beispiel in den hohlen Dornen der Pflanze. Dort werden sie mit einem steten Fluss von extrafloralem, also außerhalb der Blüte produziertem Nektar sowie einigen zusätzlichen bereitgestellten Eiweiß-Zulagen aus speziellen Nährstoffkörperchen verköstigt. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen ihre Hauspflanze dauerhaft gegen eine etwaige Invasion vegetarischer Insekten.
Das geht innerhalb der Akaziensippschaft aber noch raffinierter, beschreiben Martin Heil und seine Kollegen von der Universität Würzburg: Manche Akazienarten, die "Nicht-Myrmekophyten", rekrutieren Ameisen als mobile Söldner-Eingreiftruppe kurzfristig nur dann, wenn wirklich Gefahr im Verzug ist. Erst wenn ein Blattknabberer tatsächlich Wunden geschlagen hat, beginnen solche Pflanzen lokal vermehrt Nektar zu produzieren und sprudeln zu lassen. Das lockt dann Ameisen gezielt an die Wundstelle – und macht dort den futternden Fressfeind selber zum Fraß. Ein ökonomisches Verhalten, meint Heil: Die Bäume investierten den Nektar nur dann, wenn er tatsächlich erforderlich ist.
Ähnliche Mechanismen der "induzierten Resistenz" sind schon bei mehr als 100 Pflanzenarten entdeckt worden – und in den allermeisten Fällen wird die pflanzliche Alarm-Nektarüberproduktion über einen ganz bestimmten Hormonregelkreis angeworfen, bei dem das Hormon Jasmonsäure eine zentrale Rolle spielt. Heil und seine Kollegen fanden nun heraus, dass auch die zusätzliche extraflorale Nektarfabrikation der kurzfristig Ameisensöldner rekrutierenden Nicht-Myrmekophyten-Akazien durch Jasmonsäure ausgelöst wird. Ebenso aber bewirkt eine Blockade von Jasmonsäure, dass die extraflorale Nektarproduktion bei den Myrmekophyten unterbrochen wird, die sich mit dem steten Nektarfluss eine stehende Ameisensymbionten-Armee erkaufen.
Ziemlich wahrscheinlich ist daher, so vermuten nun die Forscher, dass die subtilere und wohl energiesparendere Strategie, bei der Nektar nur im Notfall als Lockstoff produziert wird, sich im Laufe der Akazienevolution aus der dauerhaften und kostspieligen Methode der Myrmekophyten-Akazien entwickelt hat. Demnach sollten diese Myrmekophyten-Arten natürlich auch stammesgeschichtlich älter sein – was sich ja durch eine molekulare Stammbaumanalyse ziemlich sicher klären lässt. Überraschung aber: Tatsächlich erwiesen sich im Laufe der DNA-Vergleiche unerwarteterweise die Myrmekophyten als die moderneren Akazien – ihre Form der Ameisen-Dauerentlohnung ist demnach wohl neu entstanden und bewährt sich aus noch unbekannten Gründen offenbar gelegentlich besser.
Und obwohl noch ungeklärt bleibt, was hier noch eingreift in die Energiebilanz des Gebens und Nehmen zwischen Pflanzenvermieter und Ameisengast: Sicher scheint, bei Akazien, dass feste Bündnisse zwischen dauerhaft zusammenlebenden Partnern moderner sind als kurzfristig der Not gehorchende Söldnerallianzen.
Dazu zählt etwa die Produktion wirksamer Gifte, mit denen viele Pflanzen ihren tierischen Fressfeinden gehörig den Appetit verderben. Andere Arten gehen einen fast entgegengesetzten Weg: Sie erkaufen sich mit der kostspieligen Überproduktion von durchaus schmackhaft-süßer Nektar-Belohnung die Dienste von wehrhaften Insekten-Verteidigern, die ihnen – als Gegenleistung für die nahrhafte Rundumversorgung – lästige Pflanzenfresser von Blatt und Stängel halten sollen.
Einige Akazienbäume etwa sind auf diese Weise zu Ameisenpflanzen, so genannten "Myrmekophyten" geworden: Auf ihnen haben sich bestimmte Ameisenarten dauerhaft häuslich eingerichtet, zum Beispiel in den hohlen Dornen der Pflanze. Dort werden sie mit einem steten Fluss von extrafloralem, also außerhalb der Blüte produziertem Nektar sowie einigen zusätzlichen bereitgestellten Eiweiß-Zulagen aus speziellen Nährstoffkörperchen verköstigt. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen ihre Hauspflanze dauerhaft gegen eine etwaige Invasion vegetarischer Insekten.
Das geht innerhalb der Akaziensippschaft aber noch raffinierter, beschreiben Martin Heil und seine Kollegen von der Universität Würzburg: Manche Akazienarten, die "Nicht-Myrmekophyten", rekrutieren Ameisen als mobile Söldner-Eingreiftruppe kurzfristig nur dann, wenn wirklich Gefahr im Verzug ist. Erst wenn ein Blattknabberer tatsächlich Wunden geschlagen hat, beginnen solche Pflanzen lokal vermehrt Nektar zu produzieren und sprudeln zu lassen. Das lockt dann Ameisen gezielt an die Wundstelle – und macht dort den futternden Fressfeind selber zum Fraß. Ein ökonomisches Verhalten, meint Heil: Die Bäume investierten den Nektar nur dann, wenn er tatsächlich erforderlich ist.
Ähnliche Mechanismen der "induzierten Resistenz" sind schon bei mehr als 100 Pflanzenarten entdeckt worden – und in den allermeisten Fällen wird die pflanzliche Alarm-Nektarüberproduktion über einen ganz bestimmten Hormonregelkreis angeworfen, bei dem das Hormon Jasmonsäure eine zentrale Rolle spielt. Heil und seine Kollegen fanden nun heraus, dass auch die zusätzliche extraflorale Nektarfabrikation der kurzfristig Ameisensöldner rekrutierenden Nicht-Myrmekophyten-Akazien durch Jasmonsäure ausgelöst wird. Ebenso aber bewirkt eine Blockade von Jasmonsäure, dass die extraflorale Nektarproduktion bei den Myrmekophyten unterbrochen wird, die sich mit dem steten Nektarfluss eine stehende Ameisensymbionten-Armee erkaufen.
Ziemlich wahrscheinlich ist daher, so vermuten nun die Forscher, dass die subtilere und wohl energiesparendere Strategie, bei der Nektar nur im Notfall als Lockstoff produziert wird, sich im Laufe der Akazienevolution aus der dauerhaften und kostspieligen Methode der Myrmekophyten-Akazien entwickelt hat. Demnach sollten diese Myrmekophyten-Arten natürlich auch stammesgeschichtlich älter sein – was sich ja durch eine molekulare Stammbaumanalyse ziemlich sicher klären lässt. Überraschung aber: Tatsächlich erwiesen sich im Laufe der DNA-Vergleiche unerwarteterweise die Myrmekophyten als die moderneren Akazien – ihre Form der Ameisen-Dauerentlohnung ist demnach wohl neu entstanden und bewährt sich aus noch unbekannten Gründen offenbar gelegentlich besser.
Und obwohl noch ungeklärt bleibt, was hier noch eingreift in die Energiebilanz des Gebens und Nehmen zwischen Pflanzenvermieter und Ameisengast: Sicher scheint, bei Akazien, dass feste Bündnisse zwischen dauerhaft zusammenlebenden Partnern moderner sind als kurzfristig der Not gehorchende Söldnerallianzen.
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