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Gifte von Tieren und Pflanzen : Nicht immer nur ein Spiel des Zufalls

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Zu den Insekten, denen Herzglykoside kaum etwas anhaben können, zählen Schmetterlinge wie der Monarchfalter. Dieser Wanderfalter und seine weniger bekannten Verwandten leben als Raupe von Seidenpflanzen (Asklepias). Bei der Evolution von Natrium-Kalium-Pumpen, die sich von den Herzglykosiden dieser Gewächse nicht so leicht blockieren lassen, ging es aber weniger darum, neue Nahrungsquellen zu erschließen. Eher, um sich mit chemischen Waffen gegen Fressfeinde und Parasiten zu rüsten, berichten Georg Petschenka und Anurag Agrawal von der Cornell University in Ithaca (New York) in den „Proceedings of the Royal Society B“. Die Biologen fütterten die Raupen dreier Schmetterlingsarten, die unterschiedlich empfindliche Natrium-Kalium-Pumpen besitzen, mit unterschiedlich giftigen Seidenpflanzen. Erstaunlicherweise gediehen alle Raupen gleichermaßen gut, unabhängig davon, wie viel Gift in ihrer Nahrung steckte. Bei der Speicherkapazität für Herzglykoside zeigten sich allerdings prägnante Unterschiede: Der Monarch (Danaus plexippus), dessen Natrium-Kalium-Pumpe sich von den Giftstoffen wenig stören lässt, sammelt die größte Menge. Deutlich weniger hortet eine nahe verwandte Art mit einer weniger robusten molekularen Pumpe; und die Raupen mit der empfindlichsten Version scheiden die Herzglykoside umgehend wieder aus. Andernfalls würden sie sich wohl selbst vergiften, statt Angreifer abzuschrecken.

Als chemische Waffe taugen auch Blausäure-Glykoside. Mit ihnen wappnen sich Schmetterlinge aus der Familie der Widderchen, die Blutströpfchen genannt werden. Ihre plakative Warnfärbung, blauschwarz mit blutroten Tupfen, lässt bereits ahnen, dass sie giftig sind. Soweit bekannt, sind Blutströpfchen die einzigen Insekten, die beides können: Giftstoffe selbst herstellen und aus ihrer Nahrung gewinnen. Schon als Raupe bauen sie ihre chemische Verteidigung auf. Dabei stimmen sie die Produktion von Blausäure-Glykosiden jeweils darauf ab, was ihnen die Nahrungspflanzen liefern, wie Wissenschaftler um Joel Fürstenberg-Hägg von der Universität Kopenhagen und Heiko Vogel vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena herausgefunden haben.

Wird die Raupe eines Blutströpfchens angegriffen, scheidet sie klebrige Tröpfchen aus, vollgepackt mit Blausäure-Glykosiden. Damit kann sie Ameisen ebenso abschrecken wie Vögel und Frösche. Das Gemeine Blutströpfchen (Zygaena filipendulae) lebt als Raupe meist von Hornklee, der sich mit den Blausäure-Glykosiden Linamarin und Lotaustralin gegen Pflanzenfresser wehrt. Wenn so ein Glykosid durch Enzyme zerlegt wird, spaltet sich Blausäure ab und blockiert die Zellatmung. Schon in sehr geringen Mengen wirkt Blausäure giftig, in größeren tödlich.

Den Blutströpfchen kann das Giftarsenal des Hornklees allerdings nichts anhaben. Vielleicht haben ihre Vorfahren solche Glykoside bereits selbst produziert, ehe sie am Hornklee Geschmack fanden. Wenn sie nun die pflanzlichen Giftstoffe speichern, sparen sie sich den Aufwand für die Synthese. Bei Bedarf kann die Raupe ihre eigene Produktion zwar jederzeit wieder ankurbeln. Blausäure-Glykoside selbst zu erzeugen hat aber seinen Preis. Wenn die Raupen mit einer Hornklee-Variante ohne diese Giftstoffe vorliebnehmen mussten, blieben sie merklich kleiner als gewöhnlich. Kein Wunder, dass sie ein feines Gespür für giftige Pflanzen entwickelt haben. Nicht, um sie zu meiden, im Gegenteil: Die Raupen des Blutströpfchens bevorzugen eine Kost, die reichlich Blausäure-Glykoside enthält. Was den meisten Pflanzenfressern den Appetit verdirbt, schmeckt ihnen besonders gut.

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