Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biologische Schädlingsbekämpfung in den Pilzgärten von Blattschneiderameisen

09.03.2009
Um Schaderreger abzuwehren, setzen Blattschneiderameisen mithilfe eines Bakteriums das Antibiotikum Candicidin ein.

Blattschneiderameisen müssen - ebenso wie der Mensch - ihre Nahrungsvorräte vor dem Verderben bewahren. Ihre Nahrung besteht aus dem Pilz Leucoagaricus gongylophorus, den sie auf Blattstückchen kultivieren - ein Verhalten, das sie einer breiteren Öffentlichkeit bekannt gemacht hat und das sich weltweit in vielen Zoos bewundern lässt.


Blattschneiderameise beim Sammeln von Blattmaterial. Hubert Herz; Christian Ziegler - www.naturphoto.de

Der Nahrungspilz aber kann von dem gefährlichen Schadpilz Escovopsis heimgesucht werden. Die Ameisen bekämpfen diesen Erreger mithilfe von Bakterien. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena haben nun zusammen mit Kollegen aus Kaiserslautern und Panama einen Wirkstoff gefunden, der den Schadpilz angreift: Es handelt sich um das Makrolid-Antibiotikum Candicidin, das von Bakterien hergestellt wird, mit denen die Ameisen in Symbiose leben. (PNAS Early Edition, 6. März 2009)

Blattschneiderameisen leben in Symbiose mit dem Pilz Leucoagaricus gongylophorus, den sie mit Blattmaterial in riesigen Kammern in ihrem Nest kultivieren. Der Pilz dient den Ameisen als Hauptnahrungsquelle. Doch die Symbiose der Blattschneiderameisen mit ihrem Futterpilz wird durch den Schadpilz Escovopsis bedroht und damit die Existenz der gesamten Ameisen-Kolonie. Daher pflegen die Blattschneiderameisen ihren Pilzgarten sehr emsig: Sie jäten ihn, indem sie jeglichen Unrat entfernen und auf "Müllhalden" bringen. Außerdem setzen sie chemische "Pilzschutzmittel" gegen Infektionen ihres Pilzgartens ein. Ähnlich wie wir Menschen machen sich die Ameisen dabei Mikroorganismen als Quelle für die Wirkstoffe zu Nutze.

Bereits 1999 hatten Currie et al. gezeigt, dass bakterielle Symbionten der Ameisen dazu beitragen, den Futterpilz gegen Escovopsis zu verteidigen. Allerdings konnte bislang noch kein bakterieller Wirkstoff identifiziert werden, der den Schadpilz Escovopsis hemmt. Dieter Spiteller, Leiter der selbstständigen Arbeitsgruppe "Mikrobielle Chemische Ökologie" am Jenaer Max-Planck-Institut, ist daher mit Kollegen aus Kaiserslautern und Panama der Frage nachgegangen, wie die mikrobiellen Symbionten der Blattschneiderameisen den Futterpilz gegen Befall durch Escovopsis schützen.

Die Forscher isolierten von drei Blattschneiderameisenarten der Gattung Acromyrmex 19 verschiedene Bakterienarten (Pseudonocardia, Dermacoccus und Streptomyces). Im Bioassay hemmten insbesondere mehrere Streptomyceten-Isolate den Schadpilz Escovopsis. "Wir haben einen dieser Streptomyceten ausgewählt und kultiviert, um den Wirkstoff gegen den Pilz zu isolieren", erläutert Susanne Haeder das Vorgehen. Und die Forscher wurden tatsächlich fündig: "Wir konnten schließlich hochwirksame Candicidin-Polyenmakrolide identifizieren, die das Wachstum des Schadpilzes Escovopsis stark hemmen."

Candicidine gehören zur Klasse der Polyenmakrolide, von denen einzelne Vertreter in der Medizin gegen Pilzinfektionen eingesetzt werden. Sie wurden 1953 zum ersten Mal isoliert und zeigen eine hohe Wirksamkeit gegen den humanpathogenen Pilz Candida albicans. "Die Blattschneiderameisen verwenden somit tatsächlich eine ähnliche Strategie wie der Mensch, um sich gegen pathogene Pilze zu schützen" so Arbeitsgruppenleiter Dieter Spiteller. Bei drei weiteren untersuchten Ameisenarten fanden die Forscher mindestens ein Bakterium, das ebenfalls Candicidin-Makrolide produziert. Demnach scheinen diese antifungalen Substanzen häufig von Blattschneiderameisen zur Bekämpfung von Escovopsis genutzt zu werden.

Neue Untersuchungen zeigen, dass der kombinierte Einsatz unterschiedlicher Wirkstoffe von verschiedenen bakteriellen Symbionten den Blattschneiderameisen hilft, ihren Pilzgarten vor gefährlichen Infektionen zu schützen. "Die Untersuchung mikrobieller Symbiosen mit höheren Organismen wie den Ameisen könnte somit als Quelle für neue Wirkstoffe gegen Infektionskrankheiten dienen", betont der Max-Planck-Forscher. [JWK/DS]

Originalveröffentlichung:
Susanne Haeder, Rainer Wirth, Hubert Herz, Dieter Spiteller:
Candicidin-producing Streptomyces support leaf-cutting ants to protect their fungus garden against the pathogenic fungus Escovopsis.

Proceedings of the National Academy of Sciences USA (PNAS), Early Edition, 6. März 2009; doi:10.1073/pnas.0812082106

Weitere Informationen :
Dr. Dieter Spiteller, MPI chemische Ökologie, Hans-Knöll-Straße 8, 07745 Jena
Tel.: +49 (0)3641 / 57-1258; dspiteller@ice.mpg.de
Das Max-Planck-Institut für chemische Ökologie
Chemische Ökologie ist eine junge Disziplin der Biologie. Wechselwirkungen, schädliche wie nützliche, werden durch chemische Signale zwischen Lebewesen vermittelt. Das Max-Planck-Institut erforscht die Struktur und Funktion der Moleküle, die das Wechselspiel zwischen Pflanzen, Insekten und Mikroben steuern, und erzielt Erkenntnisse über Wachstum, Entwicklung, Verhalten und Ko-Evolution pflanzlicher und tierischer Arten. Ergebnisse dieser biologischen Grundlagenforschung werden für Naturstoffanalysen, moderne Umweltforschung und zeitgemäße Agrikulturverfahren genutzt. Das Institut verfügt über Forschungsgewächshäuser, Klimakammern, Insektenzuchtanlagen, Geruchsdetektionssysteme, Windtunnel, neurophysiologische Analyseverfahren und eine Freilandstation.

Dr. Jan-Wolfhard Kellmann | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ice.mpg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Sollbruchstellen im Rückgrat - Bioabbaubare Polymere durch chemische Gasphasenabscheidung
02.12.2016 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht "Fingerabdruck" diffuser Protonen entschlüsselt
02.12.2016 | Universität Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie