Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

„Zwiebelprinzip“ zur Abwehr schädlicher Mikroorganismen – Juwelwespe nutzt dreifachen Schutzschild

10.07.2014

Mikroorganismen können Nahrungsmittel zerstören oder vergiften und auf diese Weise schwere Krankheiten verursachen, die im schlimmsten Fall zum Tod führen.

Wie der Mensch sind auch Insekten den Gefahren durch Mikroben ausgesetzt und müssen entsprechende Hygienemaßnahmen ergreifen. Forscher der Universität Regensburg haben nun eine komplexe Strategie zur Verteidigung gegen schädliche Mikroorganismen bei Larven der Juwelwespe Ampulex compressa entdeckt.


Juwelwespen-Weibchen

Foto: Universität Regensburg – Zur ausschließlichen Verwendung im Rahmen der Berichterstattung zu dieser Pressemitteilung

Dr. Gudrun Herzner und ihr Team vom Institut für Zoologie konnten zeigen, dass die Wespen einen mehrlagigen antimikrobiellen Schutzschild nutzen. Die Studie ist in der Fachzeitschrift „PLoS ONE“ erschienen (DOI: 10.1371/journal.pone.0098784).

Für ihr Wachstum nutzen Larven der Juwelwespe ausschließlich Schaben als Wirtstiere. Ausgewachsene Weibchen fangen die Schaben und versetzen sie durch Injektion ihres Giftes in einen lethargischen Zustand. So kann das Wespenweibchen die Schabe in eine Nisthöhle ziehen, in der sie ein Ei auf die Schabe ablegt.

Nachdem die Larve die Schabe komplett leergefressen hat, spinnt sie sich im Inneren der Schabe in einen Kokon ein, so dass sie bis zum Schlupf nach einigen Wochen von zwei Hüllen umgeben ist: dem Kokon und der Schabenhülle.

Die Gefahren, denen der Juwelwespen-Nachwuchs während seiner Entwicklung durch Mikrobenbefall ausgesetzt ist, sind allerdings vielfältig. Das größte Risiko geht von ihrer einzigen Nahrungsquelle – den Schaben selbst – aus, die aufgrund ihrer unhygienischen Lebensweise eine Reihe schädlicher Mikroben aufsammeln, mit sich herumtragen und verbreiten.

Das Regensburger Forscherteam konnte bereits zeigen, dass die Wespenlarven deshalb ihre Nahrung mit einem antimikrobiellen Sekret desinfizieren, das neun verschiedene Substanzen enthält. Die beiden Hauptkomponenten des Sekrets weisen durch ihr Zusammenwirken eine Breitbandaktivität gegen Gram-negative und Gram-positive Bakterien, Mycobakterien, Pilze und Viren auf.

Wie sich nun herausstellte, ist die antimikrobielle Strategie der Larven noch ausgefeilter, als bislang angenommen. Nach der Desinfektion ihrer Nahrung vor dem Verzehr umgeben sich die Larven für die weitere Entwicklung gleich mit drei Schutzschilden gegen Mikroorganismen.

Eine erste Schicht entsteht daruch, dass sie auch die leergefressene Schabenhülle mit großen Mengen ihres antimikrobiellen Sekrets imprägnieren, noch bevor sie ihren Kokon anfertigen. Beim Spinnen des Kokons werden die antimikrobiellen Substanzen – in einem speziellen Mischungsverhältnis – auch in die Kokonwand selbst eingearbeitet, womit neben der antimikrobiell beschichteten Schabenhülle der Kokon als zweites Schutzschild vor Mikroorganismen aufgebaut wird.

Eine letzte Schutzschicht liefert (R)-(-)-Mellein, eine der Hauptkomponenten des larvalen Sekrets. Etwa 80 % des leicht flüchtigen Stoffes, der sich auf der paratisierten Schabe befindet, verdampft und reichert sich in der Nisthöhle um Schabe und Larve an. Mikrobiologische Tests haben ergeben, dass auch das gasförmige (R)-(-)-Mellein das Wachstum von schädlichen Bakterien und Pilzen unterdrückt.

Schädliche Mikroben müssten demnach drei Hürden überwinden, um den Wespennachwuchs zu erreichen: das gasförmige (R)-(-)-Mellein in der Nisthöhle sowie die Schabenhülle und den Kokon, die beide mit antimikrobiellen Substanzen imprägniert sind. In der Summe gewährleisten diese drei Barrieren, die nach dem „Zwiebelprinzip“ aufgebaut sind, einen zuverlässigen Schutz der Juwelwespennachkommen bis zu ihrem Schlupf. Ob sich der Mensch das faszinierende Verhalten der Juwelwespen zunutze machen kann, bleibt nach Ansicht der Regensburger Forscher abzuwarten.

Der Original-Aufsatz im Netz unter:
www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0098784

Ansprechpartnerin für Medienvertreter:
Dr. Gudrun Herzner
Universität Regensburg
Institut für Zoologie
Tel.: 0941 943-2997
Gudrun.Herzner@biologie.uni-regensburg.de

Alexander Schlaak | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Forscher beschreiben neuartigen Antikörper als möglichen Wirkstoff gegen Alzheimer
22.08.2017 | Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IPM präsentiert »Deep Learning Framework« zur automatisierten Interpretation von 3D-Daten

22.08.2017 | Informationstechnologie

Globale Klimaextreme nach Vulkanausbrüchen

22.08.2017 | Geowissenschaften

RWI/ISL-Containerumschlag-Index erreicht neuen Höchstwert

22.08.2017 | Wirtschaft Finanzen