Parasitische Wespen: Mit der chemischen Keule auf Partnersuche

Manche Tiere haben für ihre chemische Verteidigung aber auch noch andere Verwendungsmöglichkeiten gefunden. Forscher der Universität Regensburg konnten nun gemeinsam mit einem Kollegen aus den USA zeigen, dass die parasitische Wespe Leptopilina heterotoma ihre chemischen Abwehrstoffe auch zur innerartlichen Kommunikation verwendet. Die Ergebnisse können erklären, wie aus Stoffen ohne Informationsgehalt im Laufe der Evolution chemische Signale werden.

Die Ergebnisse ihrer Forschungsarbeit haben die Wissenschaftler jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ (DOI: 10.1038/ncomms3767) veröffentlicht.

Die meisten Insekten nutzen Duftstoffe, sogenannte Sexualpheromone, zur Partnerfindung. Um hierbei das eigene Pheromon von dem verwandter Arten unterscheiden zu können, verwenden die meisten Insekten spezielle, arteigene Duftstoffgemische. Bis heute sind bereits mehrere Tausend chemische Stoffe bekannt, die von Tieren zur Kommunikation verwendet werden. Wie es allerdings im Laufe der Evolution dazu kommt, dass eine Tierart gerade einen bestimmten Stoff als Pheromon verwendet, ist noch wenig untersucht. Eine gängige Theorie besagt, dass solche Substanzen zu Pheromonen werden, die von in einem Organismus sowieso schon produziert, zunächst jedoch für andere Zwecke verwendet werden.

Chemische Abwehrstoffe sind für eine solche Weiterentwicklung im Prinzip sehr gut geeignet, da sie oft in großen Mengen produziert werden. Jedoch ist die durch Abwehrstoffe übermittelte Information oft nicht verlässlich genug, da diese häufig von verschiedenen Arten gleichzeitig verwendet werden.

Durch aufwändige chemische Analysen und Verhaltensexperimente konnten die Regensburger Forscher Ingmar Weiss, Dr. Johannes Stökl und Prof. Joachim Ruther bei der parasitischen Wespe Leptopilina heterotoma zeigen, dass diese einen Abwehrstoff zur verlässlichen Partnerfindung nutzen kann, indem sie eine Reihe weiterer Substanzen mit ähnlicher chemischer Struktur als Nebenkomponenten verwendet.

Die nur ca. 3 mm großen Wespen legen ihre Eier in die Larven der Obstfliege Drosophila. Die Larven der Wespe entwickeln sich dann in den Larven der Fliege und fressen diese von innen auf. Zur Verteidigung gegen Angriffe von Räubern, z.B. Spinnen oder Ameisen, produzieren erwachsene Wespenweibchen die Abwehrsubstanz Iridomyrmecin, welche wie eine Art Pfefferspray wirkt und dafür sorgt, dass der Angreifer die Flucht ergreift. Iridomyrmecin wird von den Weibchen aber auch bei der Suche nach Fliegenlarven abgegeben, wenn auch in viel geringerer Dosis. Andere Weibchen nutzen das Iridomyrmecin, um möglichen Konkurrentinnen bei der Suche nach Eiablageplätzen aus dem Weg zu gehen.

„Wir nehmen an, dass dies ein wichtiger Zwischenschritt auf dem Weg von Iridomyrmecin zu einem Sexualpheromon war“, sagt Dr. Johannes Stökl vom Institut für Zoologie. Während Iridomyrmecin für die Konkurrenzvermeidung alleine vollkommen ausreichend ist, reagieren Männchen bei der Partnersuche jedoch erst auf dann auf diesen Stoff, wenn verschiedene Nebenkomponenten, die dem Iridomyrmecin chemisch sehr ähnlich sind, ebenfalls vorhanden sind.

„Der Duftstoffcocktail lockt die Männchen aber nicht nur über größere Entfernungen an, sondern löst bei ihnen auch Flügelschwirren aus, welches ein wichtiges Element ihres Balzverhaltens darstellt“, erklärt Stökl. Um hierbei die für eine verlässliche Partnererkennung nötige Artspezifität des chemischen Signals zu ermöglichen, müssen Iridomyrmecin und die Nebenkomponenten in einem fein abgestimmten Verhältnis zueinander vorliegen.