Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Orchidee trickst Schwebfliegen aus

14.10.2010
Germerblättriger Stendelwurz verkleidet sich chemisch als Blattlaus und lockt so Bestäuber an

Wissenschaftler aus dem Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena haben herausgefunden, mit welchem Trick die Orchidee Epipactis veratrifolia Schwebfliegen als Bestäuber anlockt.


Die Germerblättrige Stendelwurz (Epipactis veratrifolia), eine Orchideenart, hat erfolgreich eine Schwebfliege der Gattung Ischiodon angelockt. Sie sendet dabei chemische Alarmsignale aus, mit denen sich eigentlich Blattläuse untereinander verständigen.
Johannes Stökl, MPI chemische Ökologie, Jena

Die Blüte der Pflanze betreibt eine Mimikry der ganz besonderen Art: Sie produziert drei chemische Alarmsubstanzen, die eigentlich von Blattläusen untereinander als Botenstoff ausgesendet werden. Den Alarm riechen Schwebfliegenweibchen und legen ihre Eier direkt bei den Blattläusen ab, denn diese dienen den schlüpfenden Larven als perfekte Babynahrung.

Die von der Orchidee getäuschten und für Bestäubungszwecke missbrauchten Schwebfliegenweibchen legen ebenfalls ihre Eier ab - die sich daraus entwickelnden Larven jedoch sind dem Tode geweiht, da sie keine Blattlaus in der verführerischen Orchideenblüte vorfinden. (Proceedings of the Royal Society B, 13. Oktober 2010)

Schön, aber gerissen

Schon Darwin gab sich als Liebhaber von Orchideen zu erkennen, und der Duden beschreibt die Orchidee als „eine exotische Zierpflanze“. In der Tat sind diese Pflanzen - man vermutet etwa 30000 verschiedene Arten - exotisch ob ihres Wuchses und ihrer vielfältigen und außergewöhnlichen Blütenformen. Jedoch sind sie auch von einer anderen, nicht so schönen Seite als exotisch zu betrachten: als gewiefte Betrügerinnen, sobald es um ihre Fortpflanzung geht, also darum, ihre Fruchtknoten zu bestäuben. Befruchtet werden können die Exoten nämlich nur mit fremder Hilfe, und wie viele andere Blütenpflanzen locken sie dazu Insekten an.

Epipactis veratrifolia, eine Orchidee verbreitet in der Südtürkei, Vorderasien und Zypern, hat sich auf Schwebfliegen spezialisiert. Weil sich diese Insekten auf Blattläuse als Nahrung für ihre Larven spezialisiert haben, produziert die Orchidee die drei Blattlaus-Alarmstoffe alpha und beta Pinen, beta Myrcen und beta Phellandren und lockt so Schwebfliegenweibchen an. Interessanterweise, so haben die Wissenschaftler beobachtet, halten sich in der Nähe der Orchidee sogar vermehrt Schwebfliegenmännchen auf, die die Chance nutzen, die herbeifliegenden Weibchen zu begatten.

Ein bisschen Nektar als Belohnung

„Die Schwebfliegen-Weibchen, aber auch die Männchen erfreuen sich an dem wenigen Nektar, den die Orchideenblüte zur Verfügung stellt, und beide Geschlechter dienen als Pollenüberträger“, so der Ökologe Johannes Stökl. Die Alarmstoffe locken nur fünf verschiedene Arten Blattlaus vertilgender Schwebfliegen an. Deren Weibchen legen ausnahmslos ihre Eier in der Orchideenblüte ab, obwohl keine Blattläuse vorhanden sind. „Wahrscheinlich lassen sich die Tiere nicht nur von den Alarmsubstanzen täuschen, sondern fallen auch noch auf dunkle, warzenartige Gebilde der Blüte hinein, die optisch Blattläuse vortäuschen könnten“, so Bill Hansson, Direktor am Max Planck Institut.

Massenspektren und Elektroantennogramme

Die von der Schwebfliegenart Episyrphus balteatus bevorzugte Blattlausart Megoura viciae produziert alpha und beta Pinen sowie beta Myrcen. Diese Stoffe erzeugen in den Antennen der Schwebfliegen messbare elektrische Impulse. Verhaltensexperimente wiederum belegten, dass genau diese Stoffe die Schwebfliegen anlocken und zur Eiablage animieren. Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Orchidee aber nicht nur die Alarmsubstanzen einer einzigen Blattlausart vortäuscht, denn die von den Blattläusen bzw. von der Blüte abgegebenen Substanzen sind in ihrer Menge und ihrer Zusammensetzung unterschiedlich.

Eine evolutionäre Sackgasse?

Ist Epipactis veratrifolia eine rücksichtslose Betrügerin? Dazu Johannes Stökl: „Immerhin stellt die Pflanze den getäuschten Schwebfliegen ein wenig Nektar zur Verfügung. Dies ist vergleichbar mit zwei verwandten Arten, nämlich den von Wespen bestäubten Orchideen E. helleborine und E. purpurata, die die stechenden Insekten mit dem Vortäuschen von deren Beute, meist Raupen von Schmetterlingen, verlocken. Jedoch belohnen diese Orchideen im Gegensatz zu Epipactis veratrifolia die Wespen mit reichlich Nektar.“ Der Wissenschaftler stuft die Germerblättrige Stendelwurz trotzdem als Betrügerin ein, weil die aus den in den Blüten abgelegten Eiern schlüpfenden Schwebfliegenlarven keine Blattläuse als Nahrung vorfinden und verenden müssen.

Im Übrigen liegt darin, evolutionsbiologisch betrachtet, ein Widerspruch, denn das Sterben der Schwebfliegenlarven dezimiert die Population, und damit verringert sich kontinuierlich die Zahl der Bestäuber. „Zu diesem Widerspruch haben wir noch keine schlüssige Antwort. Wir können uns aber vorstellen, wo der Ursprung des Vortäuschens des Blattlaus-Alarmsignals liegt“, so Bill Hansson. Die Pflanze ist nämlich auffallend frei von Blattläusen, was sicherlich an der Abgabe von alpha und beta Pinen liegt. Diese beiden Substanzen senden Blattläuse aus, wenn Gefahr für sie droht, und somit meiden sie alles, was nach alpha und beta Pinen riecht. Ursprünglich dienten der Germerblättrigen Stendelwurz diese beiden Substanzen also vielleicht nur als Abwehrstoffe gegen Blattläuse, und erst seitdem einige Schwebfliegenarten darauf hereingefallen sind, dienen diese Substanzen nun gleichzeitig dem Anlocken von Bestäubern. [JWK]

Originalveröffentlichung

Johannes Stökl, Jennifer Brodmann, Amots Dafni, Manfred Ayasse, Bill S. Hansson: Smells like aphids: orchid flowers mimic aphid alarm pheromones to attract hoverflies for pollination. Proceedings of the Royal Society B, Online, October 2010, DOI: 10.1098/rspb.2010.1770

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Bill S. Hansson, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Straße 8, 07745 Jena. Tel.: +49 (0)3641- 57-1400, -1401, Mobil: +49 (0)175 4308222; hansson@ice.mpg.de

Dr. Johannes Stökl, Universität Regensburg, Universitätsstraße 31, 93053 Regensburg. Tel. +49 (0)941 943 2155 Mobil +49 (0)179 9430400, johannes.stoekl@biologie.uni-regensburg.de

Bildanfragen:

Angela Overmeyer, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Hans-Knöll-Straße 8, 07745 Jena. Tel.: +49 (0)3641- 57 2110; overmeyer@ice.mpg.de

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

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie