Parasitischer Teufelszwirn leitet im Notfall Alarmsignal weiter

    26. Juli 2017, 08:00
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    Schmarotzer umschlingt mehrere Pflanzen gleichzeitig und fungiert bei Gefahr durch Schädlinge als Nachrichtenübermittler

    Jena – Man kennt sie als Hexenseide oder Teufelszwirn, und tatsächlich sind Vertreter der Gattung Cuscuta reichlich unangenehme Zeitgenossen – zumindest für andere Pflanzen: Die Vollschmarotzer wachsen ohne Bodenkontakt auf ihren Wirtspflanzen, an die sie mithilfe von Saugorganen andocken und ihnen so alle notwendigen Nährstoffe entziehen. Ein Teufelszwirn befällt in der Regel mehrere Pflanzen gleichzeitig und verbindet sie netzartig miteinander. Nun sind internationale Forscher dahinter gekommen, dass die Parasiten dabei auch in die Kommunikation zwischen verschiedenen Pflanzen eingebunden sind.

    Die Wissenschafter um Jianqiang Wu vom Kunming Institut für Botanik in China und Ian Baldwin vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena konnten nämlich nachweisen, dass der Teufelszwirn bei Insektenbefall als Nachrichtenüberträger zwischen benachbarten Pflanzen fungiert: Wird eine vom Teufelszwirn bewachsene Pflanze von Insekten attackiert, werden auch in nicht-befallenen Nachbarpflanzen Verteidigungsgene aktiviert, die diese Pflanzen warnen und somit resistenter gegen ihre Fressfeinde machen.

    Gefürchtete Futtermittelschädling

    In der Landwirtschaft ist der Teufelszwirn als Schädling in der Futtermittelproduktion bekannt, denn er verursacht bedeutende wirtschaftliche Schäden beim Anbau von Luzerne und Klee. In China ist der parasitische Teufelszwirn für große Ernteeinbußen beim Anbau von Sojabohnen verantwortlich. Entsprechend nutzten die Forscher für ihre Experimente Sojabohne; aber auch Ackerschmalwand, Tabak und wilde Tomate wurden paarweise oder in Gruppen über den Teufelszwirn verbunden. Für das Auslösen von Abwehrreaktionen wurden Raupen des weltweit verbreiteten Pflanzenschädlings Spodoptera litura auf eine der Pflanzen gesetzt.

    Durch die Analyse des Transkriptoms, also aller aktiven Gene in den Blättern der über den Teufelszwirn verbundenen Pflanzen mittels Sequenzierung, konnten die Forscher zeigen, dass von Insekten befallene Pflanzen Signale über Teufelszwirn-Brücken an ihre Nachbarpflanzen weiterleiten. "Die Vermittlung von Verteidigungsbereitschaft über das Teufelszwirngeflecht hängt maßgeblich vom Pflanzenhormon Jasmonsäure ab. Wir konnten höhere Konzentration von Abwehrsubstanzen in kurzer Zeit über mehrere miteinander verbundene Pflanzen hinweg, sogar über größere Entfernungen nachweisen", erklärt Jianqiang Wu die im Fachjournal PNAS veröffentlichten Ergebnisse. Die Übertragung der Warnsignale erfolgt sogar zwischen verschiedenen Pflanzenarten. Ob diese Warnung nur uneigennützig ist, müssen weitere Studien klären. (red, 25.7.2017)

    • In der Natur umschlingt das Geflecht des Teufelszwirns oft mehrere unterschiedliche Pflanzenarten. Die Weiterleitung von Alarmsignalen bei Insektenbefall funktioniert dennoch.
      foto: jingxiong zhang, kunming institut für botanik, chinesische akademie der wissenschaften

      In der Natur umschlingt das Geflecht des Teufelszwirns oft mehrere unterschiedliche Pflanzenarten. Die Weiterleitung von Alarmsignalen bei Insektenbefall funktioniert dennoch.

    • Im Labor verbanden Forscher den Parasiten Cuscuta australis (Südliche Seide) mit zwei Sojapflanzen. Über das Geflecht der Schmarotzerpflanze werden Informationen zum Schädlingsbefall ausgetauscht.
      foto: jingxiong zhang, kunming institut für botanik, chinesische akademie der wissenschaften

      Im Labor verbanden Forscher den Parasiten Cuscuta australis (Südliche Seide) mit zwei Sojapflanzen. Über das Geflecht der Schmarotzerpflanze werden Informationen zum Schädlingsbefall ausgetauscht.

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