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Blattduftstoff lockt Kirschessigfliegen an

18.03.2015

Die Kirschessigfliege Drosophila suzukii legt ihre Eier in frisches, noch nicht geerntetes Obst. Befallene Früchte sind oftmals zusätzlich noch mit Bakterien und Pilzen infiziert und somit für den Verkauf oder eine Weiterverarbeitung ungeeignet. Eine wirksame Bekämpfung des Schädlings ist bislang nur mit Insektiziden möglich. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie haben jetzt einen Blattduftstoff identifiziert, der für Kirschessigfliegen besonders attraktiv ist. Beta-Cyclocitral lockt nur die Kirschessigfliege, aber keine anderen verwandten Taufliegenarten an.

Die 2014 in Deutschland erstmals verstärkt aufgetretene Kirschessigfliege Drosophila suzukii legt ihre Eier in frisches, noch nicht geerntetes Obst. Befallene Früchte sind oftmals zusätzlich noch mit Bakterien und Pilzen infiziert und somit für den Verkauf oder eine Weiterverarbeitung ungeeignet.


Männchen einer Kirschessigfliege (Drosophila suzukii). Von vielen nahe verwandten Arten unterscheiden sich die Männchen durch die dunklen Flecken an der Spitze der Flügel.

Ian Keesey / Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Journal of Chemical Ecology, 41( 2), Cover Image.

Eine wirksame Bekämpfung des Schädlings ist bislang nur mit Insektiziden möglich. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie haben jetzt einen Blattduftstoff identifiziert, der für Kirschessigfliegen besonders attraktiv ist. Beta-Cyclocitral lockt nur die Kirschessigfliege, aber keine anderen verwandten Taufliegenarten an.

Die Forscher konnten zeigen, dass die Vorliebe des Insekts für diesen Blattduft physiologisch mit einer erhöhten Antwortstärke bestimmter Geruchssinneshaare auf der Antenne einhergeht (Journal of Chemical Ecology, Februar 2015).

Die Kirschessigfliege Drosophila suzukii stammt ursprünglich aus Asien und gehört zur Familie der Taufliegen. Während die bei uns weit verbreitete Schwarzbäuchige Taufliege Drosophila melanogaster, die in den Sommermonaten in großer Anzahl auf überreifen oder bereits verdorbenen Früchten und Obstresten anzutreffen ist, eher lästig als schädlich ist, kann die asiatische Verwandte erheblichen Schaden im Obst- und Weinbau anrichten. Denn im Gegensatz zu D. melanogaster legt die Kirschessigfliege ihre Eier in gesunden Früchten ab, noch bevor diese geerntet werden. Sie überträgt dabei oft auch Pilze und Bakterien.

2011 wurde Drosophila suzukii erstmals in Deutschland nachgewiesen. Im Sommer und Herbst 2014 mussten im Weinbau erstmals Insektizide gegen den Schädling eingesetzt werden. Essigfallen, die auch der zahlenmäßigen Einschätzung von Schädlingspopulationen dienen, sind nur bedingt hilfreich, da sie neben der Kirschessigfliege auch andere Taufliegen anlocken. Eine Kontrolle, ob Kirschessigfliegen in der Falle sind, ist daher sehr zeitaufwändig.

Ian Keesey und seine Kollegen aus Bill Hanssons Abteilung Evolutionäre Neuroethologie am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie wollten herausfinden, welche Düfte nur für Kirschessigfliegen attraktiv sind. Im Mittelpunkt ihrer Untersuchungen stand auch die Frage, wie die Kirschessigfliege im Laufe der Evolution ihre Vorliebe für frisches Obst ausbilden konnte und wie sich diese Spezialisierung im Geruchssystem physiologisch messen lässt.

Verhaltensexperimente ergaben, dass Kirschessigfliegen auffallend häufiger von Blattgewebe angelockt wurden als alle andere Fliegenarten, die im Versuch getestet wurden. Daher untersuchten die Forscher die Aktivität einzelner Geruchssinneshaare (Sensillen) verschiedener Taufliegenarten auf eine Vielzahl ökologisch relevanter Düfte, darunter auch viele Blattdüfte. Die Kopplung von Sinnesphysiologie (Einzel-Sensillum-Ableitungen) mit Gaschromatografie ermöglicht dabei die Untersuchung einzelner Sinneshaare, während parallel mithilfe der Gaschromatografie unzählige Düfte, die in einer Frucht oder einem Blatt enthalten sind, getestet werden.

Auf diese Weise identifizierten die Forscher eine Substanz, die nur für die Kirschessigfliege attraktiv ist: den Blattduft Beta-Cyclocitral. Darüber hinaus reagiert der Schädling auch stärker auf Düfte, die während früher Phasen des Fruchtreifungsprozesses verströmt werden und weniger stark auf Substanzen, die typisch für bereits gärende Früchte sind und oftmals als Köder für Taufliegen eingesetzt werden.

Interessanterweise reagiert vor allem ein Typ von Sinneshaaren auf diesen Duft, das sogenannte ab3-Sensillum. „Wir waren erstaunt, dass es erneut das ab3-Sensillum war, das besondere Antworten zeigte. Immer wenn Fliegen eine neue Nahrungsnische besetzen, ändern sich die Anforderungen an ihren Geruchssinn. Sie müssen neue Düfte riechen können und sich nicht von Gerüchen ablenken lassen, die vorher anziehend waren. Offensichtlich ist es das ab3-Sensillum, das dabei sein Antwortspektrum verändert,“ erläutert Markus Knaden, der die Arbeitsgruppe „Duftgesteuertes Verhalten von Insekten“ leitet. Bei der Suche nach Nahrung oder Eiablageplätzen scheint dieses Sensillum eine besonders wichtige Rolle zu spielen.

Ungewöhnlich ist, dass die Kirschessigfliege zwar von Blattgewebe angelockt wird, ihre Eier aber dennoch in reifende Früchte legt. Die Weibchen nutzen dabei ihren auffallend langen, mit kleinen Sägezähnen versehenen Eiablageapparat, um die Haut der Früchte und Beeren aufzuritzen und ihre Eier hineinzulegen. „Drosophila suzukii könnte eine Art evolutionäre Brücke zwischen den Drosophila-Arten sein, die entweder auf Früchte oder Blätter spezialisiert sind“, meint Ian Keesey, der Erstautor der Studie. Reifende Früchte und Beeren sind meist von Blättern umgeben. Durch den Blattduft angelockt kommen Kirschessigfliegen automatisch in die Nähe der Früchte, wobei wahrscheinlich visuelle Reize dazu beitragen, die Früchte im grünen Blätterdach aufzufinden.

Durch ihre Untersuchungen wollen die Wissenschaftler besser verstehen, warum manche Insektenarten zum Problem werden, andere dagegen nicht. In diesem Fall wollen sie herausfinden, wie und warum sich die Kirschessigfliege auf reifende Früchte spezialisiert und ihre Duftsensibilität entsprechend verändert hat. Die Forschungsergebnisse sollen auch dabei helfen, wirksamere Fallen zu entwickeln, um das Monitoring zu vereinfachen und der Plage besser Herr zu werden. [AO]

Originalveröffentlichung:
Keesey, I., Knaden, M., Hansson, B. S. (2015). Olfactory specialization in Drosophila suzukii supports an ecological shift in host preference from rotten to fresh fruit. Journal of Chemical Ecology, 41( 2), 121-128, doi:10.1007/s10886-015-0544-3.
http://dx.doi.org/10.1007/s10886-015-0544-3

Weitere Informationen:
Markus Knaden, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Str. 8, 07743 Jena, +49 3641 57-1421, mknaden@ice.mpg.de
Ian W. Keesey, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Str. 8, 07743 Jena, +49 3641 57-1410, ikeesey@ice.mpg.de

Kontakt und Bildanfragen
Angela Overmeyer M.A., Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Str. 8, 07743 Jena, +49 3641 57-2110, E-Mail overmeyer@ice.mpg.de

Download von hochaufgelösten Fotos über http://www.ice.mpg.de/ext/735.html

Weitere Informationen:

http://www.ice.mpg.de/ext/1195.html?&L=1

Angela Overmeyer | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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