Selbstverteidigungsstrategien von Moosen

Schnecken sind die Feinde eines jeden Gärtners: Was er in mühevoller Arbeit gesät und gepflegt hat, können sie über Nacht zunichte machen. Allerdings scheinen den Schnecken nicht alle Pflanzen gleichermaßen zu schmecken: Denn Moose meiden sie. Warum ist das so?

Dieser Frage ging bereits Ende des 19. Jahrhunderts der Botaniker und Begründer der Chemischen Ökologie Ernst Stahl in Jena nach. Mehr als ein Jahrhundert später haben Chemiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena nun eine mögliche Antwort darauf gefunden: „Moose sind in der Lage, chemische Verbindungen aufzubauen, die sie vor Fressfeinden schützen“, nennt Prof. Dr. Georg Pohnert von der Uni Jena eine Erkenntnis, die bereits Ernst Stahl aus seinen Versuchen gewonnen hatte. Dem Inhaber des Lehrstuhls für Instrumentelle Analytik und seinem Team ist es nun aber erstmals gelungen, diese Verbindungen zu identifizieren und ihre fraßhemmende Wirkung eindeutig zu belegen. Ihre Forschungsergebnisse haben die Chemiker um Prof. Pohnert in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ veröffentlicht (http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/123500777/PDFSTART).

Was den Schnecken den Appetit auf Moose verdirbt, sind sogenannte Oxylipine. „Dabei handelt es sich um Verbindungen, die aus der oxidativen Umsetzung von ungesättigten Fettsäuren hervorgehen, wenn das Moos verwundet wird“, erläutert Prof. Pohnert. Die Jenaer Chemiker haben das Moos Dicranum scoparium untersucht, das auch als Gewöhnliches Gabelzahnmoos oder Besenmoos bezeichnet wird und in beinahe allen europäischen Wäldern vorkommt. Dabei fanden sie zahlreiche bis dato unbekannte Verbindungen, darunter neue, sehr ungewöhnliche Oxylipine.

„Motiviert durch die Beobachtung, dass in anderen Organismen Oxylipine oft direkt als Verteidigungsmetaboliten fungieren oder an der Regulation von Verteidigungsreaktionen beteiligt sind, haben wir die Wirkung dieser Verbindungen in der Moospflanze genauer untersucht“, so Prof. Pohnert, der sich mit seiner Forschungsgruppe bislang auf die chemischen Verteidigungsstrategien von marinen Organismen konzentriert hat. Um die mögliche fraßhemmende Wirkung der Oxylipine nachzuweisen, holten sich die Jenaer Forscher ausgewiesene „Experten“ mit ins Boot: Sie „engagierten“ Spanische Wegschnecken, denen sie zwei Salatblätter zum Fraß anboten. Das eine war mit Oxylipinen, die aus dem Moos extrahiert worden waren, behandelt – das andere Salatblatt war nur mit dem Lösungsmittel Methanol besprüht. „Die Wahl der Schnecken fiel fast ausschließlich auf die Blätter, die keine Oxylipine enthielten, selbst wenn wir die Substanzen in Vergleich zu den Konzentrationen im Moos 1.000fach verdünnen“, berichtet Martin Rempt, Doktorand in Pohnerts Team.

Diese Erkenntnisse ließen sich künftig nutzen, um einen natürlichen Fraßschutz gegen Schnecken und andere Schädlinge zu entwickeln, hält Prof. Pohnert für möglich. Damit wäre eine ökologische Alternative zum sogenannten „Schneckenkorn“ gefunden, das oftmals eine Gefahr für Vögel und andere Fraßfeinde der Schnecken, aber auch für die eigenen Haustiere darstellt. Die Untersuchungen sollen zukünftig auch auf weitere Moosarten ausgeweitet werden.

Originalpublikation:
Martin Rempt, Georg Pohnert. Neue acetylenische Oxylipine mit fraßhemmenden Eigenschaften gegen herbivore Schnecken aus dem Moos Dicranum scoparium (p NA). Angewandte Chemie 2010, 122. DOI: 10.1002/ange.201000825
Kontakt:
Prof. Dr. Georg Pohnert, Martin Rempt
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Lessingstr. 8
07743 Jena
Tel.: 03641/ 948170
E-Mail: Georg.Pohnert[at]uni-jena.de