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Falter und Pflanzenabwehr : Festmahl mit nützlichem Gift

  • -Aktualisiert am

Eine Raupe der Falterart Heliothis subflexa, die sich auf Physalis-Pflanzen spezialisiert hat, erklimmt den lBlütenkelch einer Physalis-Frucht. Bild: Andrea Barthel

Waffenhandel in der Natur: Die als Frucht geschätzte Physalis dient mit ihren wirksamen Inhaltsstoffen als chemisches Munitionslager für einen Falter.

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          Wer die Natur gern zur friedlichen Idylle verklärt, sollte einen Bogen um die chemische Ökologie machen. Dieses Forschungsgebiet fördert nämlich immer wieder recht feindselige Beziehungen zwischen Organismen zutage. Äußerst angespannt ist seit jeher das Verhältnis von Pflanzen zu ihren fresslustigen Feinden aus dem Lager der Insekten.

          Die Verteidigung mit giftigen oder abschreckenden pflanzlichen Substanzen führte durch wechselseitige Anpassungen zu einem „evolutionären Wettrüsten“, wie Biologen sagen. Mitunter gelingt es den Angreifern sogar, sich die Waffen der Pflanzen anzueignen und sie zum eigenen Vorteil umzumünzen. Ein raffiniertes Beispiel dafür haben nun Forscher vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena bei Heliothis-Faltern entdeckt, die von Physalis-Früchten naschen.

          Auffallend an Pflanzen der Gattung Physalis, hierzulande vor allem durch die vitaminreiche Kapstachelbeere bekannt, ist der laternenartige Blütenkelch. Die von ihm umschlossene Frucht übt auf Larven bestimmter Heliothis-Falter große Anziehungskraft aus. Allerdings vergällt die Pflanze den Leckerbissen mit fraßhemmenden Substanzen, den Withanoliden. Diese Stoffe, so haben frühere Untersuchungen gezeigt, hemmen die Immunabwehr von Insekten.

          Zudem können sie, indem sie die Häutung beeinflussen, die Entwicklung empfindlich stören. Wegen ihrer antibakteriellen Wirkung vermögen Withanolide auch die Flora im Verdauungstrakt von Insektenlarven zu verändern. Für den Menschen gelten die in Physalis-Früchten enthaltenen geringen Mengen an Withanoliden indes als völlig unbedenklich. Vielmehr werden die Früchte sogar in der traditionellen Medizin wegen antibakterieller Eigenschaften geschätzt.

          Nur Heliothis subflexa nutzt die Physalis als Nahrungspflanze

          Heliothis ist eine artenreiche Falterfamilie. Aber lediglich eine Spezies, Heliothis subflexa, hat sich Physalis als Nahrungspflanze auserkoren. Offenbar kommen nur die Vertreter dieser Art mit den Withanoliden zurecht. Das sichert ihnen exklusiv diese Nahrungsquelle. Ihre Raupen bevorzugen die noch etwas unreifen Früchte. Sie fressen, solange diese noch nicht zusammen mit der typischen, vom Blütenkelch gebildeten Laterne von der Pflanze abgefallen sind. Innerhalb der Laterne genießen sie zusätzlich einen gewissen Schutz vor Feinden.

          Die Jenaer Forscher um Hanna Heidel-Fischer wollten nun das Geheimnis lüften, warum Heliothis subflexa von Physalis nicht abgeschreckt wird, sondern sich auf diese Pflanzen sogar spezialisiert hat. Dazu setzten sie Raupen dieser Spezies und solche einer ganz nahe verwandten Art bestimmten, auch in der Natur vorkommenden Konzentrationen von Withanoliden aus. Dann ermittelten sie die Gewichtszunahme, Überlebensrate und den Immunstatus

          Wie sich herausstellte, profitierten nur die Raupen der Art Heliothis subflexa von den Stoffen, mit denen sich die Pflanzen eigentlich vor den Insekten zu schützen trachten. Withanolide steigerten das Wachstum und stärkten das Immunsystem dieser Falter. Deren Raupen widerstanden außerdem einer Infektion

          mit Bodenbakterien deutlich besser als diejenigen der verwandten Spezies. Die Ergebnisse sind, wie die Forscher in „Nature Communications“ (doi: 10.1038/ ncomms 12530) ausführen, der erste Nachweis einer vorteilhaften Wirkung von Withanoliden auf Insekten. Ihr Forschungsgebiet, die ökologische Immunologie, dürfte jedenfalls noch so manche wissenschaftliche Überraschung bereit halten.

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