Ameisen schützen Akazienpflanzen vor Krankheitserregern

19. Jänner 2014, 18:45
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Forscher entdeckten, dass Akazien von der Symbiose mit Ameisen offenbar auch mikrobakteriell profitieren

Jena - Akazienpflanzen und bestimmte Ameisenarten leben in Vorzeige-Symbiose miteinander: Die Pflanzen stellen Kost und Logis in Form von Nektar, Fett- und Eiweißstoffen bzw. hohle Dornen als Behausung zur Verfügung. Die Ameisen revanchieren sich, indem sie die Pflanzen gegen Fraßfeinde verteidigen. Dass sie auch indirekt schädliche mikrobielle Erreger auf der Pflanze in Schach halten, haben nun Forscher des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena entdeckt.

Die Anwesenheit von Ameisen reduziert demnach die Bakterienbesiedelung auf der Blattoberfläche deutlich, was der Gesundheit Akazien sichtbar zu Gute kommt. Wie die Forscher im Fachblatt "New Phytologist" berichten, weisen Untersuchungen darauf hin, dass in den Ameisen siedelnde symbiontische Bakterien Krankheitserreger auf der Blattoberfläche der Pflanze hemmen.

Zu den sogenannten Ameisenpflanzen, die in enger Lebensgemeinschaft mit Ameisen leben, zählt auch die Akazienart Acacia hindsii, die in den tropischen Trockenwäldern Mittelamerikas beheimatet ist. Sie wird von Ameisen der Gattung Pseudomyrmex bewohnt, wovon Pflanze und Insekten im Normalfall gleichermaßen profitieren. Es gibt allerdings auch Ameisenarten, die die Dienste der Pflanze ohne Gegenleistung in Anspruch nehmen, etwa die parasitische Unterart Pseudomyrmex gracilis.

Antimikrobieller Schutz

Beim Vergleich von Akazienpflanzen, die von symbiotischen, von parasitischen oder von keinen Ameisen besiedelt wurden fielen den Forschern deutliche Unterschiede der Blattgesundheit auf: Unbesiedelte oder von parasitischen Ameisen besiedelte Pflanzen wiesen deutlich mehr Blattschädigungen auf - auch durch mikrobielle Krankheitserreger. Analysen der Blattoberflächen ergaben, dass die Anzahl pflanzenpathogener Erreger deutlich erhöht war, wenn Ameisen als Symbiosepartner fehlten. Die betroffene Pflanzen wiesen auch eine erhöhte Konzentration von Salicylsäure auf, einem Pflanzenhormon, das für die Verteidigung gegen Krankheitserreger bedeutsam ist. Die Anwesenheit symbiotischer Ameisen verminderte die Anzahl pathogener Erreger hingegen deutlich.

Erstaunlicherweise war dieser Effekt, wenn auch weit weniger ausgeprägt, auch bei Anwesenheit parasitischen Ameisen zu beobachten. Wie genau der antimikrobielle Schutz auf die Pflanzen übertragen wird, ist noch unklar. Die Forscherin Marcia González-Teuber vermutet, dass Mikroorganismen, die mit der Ameise vergesellschaftet sind, dabei eine Rolle spielen. Da die Akazienblätter vor allem mit Ameisenbeinen in Berührung kommen, extrahierte sie die Beine von symbiotischen und parasitischen Ameisen, um die Wirkung der Extrakte auf das Wachstum von bakteriellen Keimen im Labor zu testen. Der Pflanzenerreger Pseudomonas syringae reagierte empfindlich auf die Beinextrakte beider Ameisenarten und wurde in seinem Wachstum gehemmt.

Anschließend isolierte und identifizierte die Forscherin Bakterienstämme, die in den Ameisenbeinen siedelten. Stämme der Gattungen Bacillus, Lactococcus, Pantoea und Burkholderia hemmten im Labortest wirksam das Wachstum des Erregers Pseudomonas, der direkt von kranken Akazienblättern isoliert worden ware.

"Die wechselseitigen Beziehungen sind offenbar viel komplexer als bislang angenommen", sagt Wilhelm Boland, Leiter der Abteilung Bioorganische Chemie am Max-Planck-Institut. In Zukunft müssten Bakterien und andere Mikroorganismen stärker in die Symbiose-Forschung einbezogen werden. (red, derStandard.at, 15.1.2014)

  • Pseudomyrmex ferrugineus erweist der Akazie auch mikrobielle Dienste.
    foto: martin heil/cinvestav

    Pseudomyrmex ferrugineus erweist der Akazie auch mikrobielle Dienste.

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