Je größer die Diversität, umso eindrucksvoller die Wechselwirkungen zwischen den Organismen. Dies gilt insbesondere für den Esquinas Regenwald im Süden Costa Ricas, wo durch Privatinitiative und mit großzügiger Unterstützung der Fakultät für Lebenswissenschaften eine biologische Forschungsstation eingerichtet wurde, die nicht nur fast mitten in einem Bilderbuchregenwald liegt, sondern auch noch ein klimatisiertes Labor für einfache chemische Analysen zur Verfügung stellt (siehe Beitrag).
Vielfalt an Pflanzen - Vielfalt an Schädlingen
Auf einer Wanderung durch den Regenwald fällt vor allem eines auf: Die Blätter fast aller Bäume und Sträucher sind mehr oder weniger stark zerfressen - dabei handelt es sich um die Spuren von pflanzenfressenden Raupen (meist von Schmetterlingen) und Käfern. Heute weiß man, dass die Evolution der Vielfalt der Blütenpflanzen von einer der Insekten begleitet war, nicht nur als Bestäuber sondern auch als Fraßfeinde (Herbivore). Gegen diese produzieren die Pflanzen eine große Vielfalt von sekundären Inhaltstoffen als chemische Verteidigung. Viele Raupen haben sich allerdings angepasst und können diese oft toxischen Substanzen tolerieren oder sogar entgiften.
Einfache Wahlfraßversuche informieren über die Futterpräferenz der Raupen.
Einfache Wahlfraßversuche zeigen auf eindrucksvolle Weise, dass viele Raupen nur ihre unmittelbare Wirtspflanze fressen und die von anderen Raupen unangetastet lassen. Dünnschichtchromatographische Untersuchungen informieren dann über unterschiedliche Ausstattungen von Terpenen, Phenolen und Alkaloiden.
Ameisensymbiosen und Pflanzenduftstoffe
Myrmekophytische Ameisen halten eine intensive Beziehung zu ihren Wirtspflanzen aufrecht. In besonders engen Assoziationen bieten die Pflanzen den Ameisen Futterkörperchen zur Versorgung ihrer Brut an. Im Gegenzug verteidigen die Ameisen ihre Wirtspflanzen gegen deren Fraßfeinde, wie z.B. Schmetterlingsraupen oder saugende Grashüpfer. Verletzungen des Stängels setzen eine Duftwolke frei, welche die Ameisen binnen weniger Minuten aus ihren Unterkünften in den Blattscheiden herauslockt.
Bisherige Untersuchungen konnten zeigen, dass Pfefferarten, die mit Ameisen assoziiert sind, eine deutlich andere Komponentenzusammensetzung aufweisen als solche Pfefferarten, die keine Symbiosen mit Ameisen eingehen. Aktuelle Studien zeigten weiters, dass auf Filterpapierstreifen angebotene synthetische Einzelkomponenten tatsächlich in der Lage sind, die Ameisen anzulocken, ähnlich wie dies bei Verletzungen der Fall ist. Diese Interaktionen werden derzeit von Veronika Mayer (Department für Palynologie und strukturelle Botanik) und Franz Hadacek (Department für Chemische Ökologie und Ökosystemforschung) genauer untersucht.
Prachtbienen als Pflanzenduftstoffsammler
Das Monoterpen 1,8-Cineol (appliziert als synthetische Verbindung) lockt effizient Prachtbienen an.
Prachtbienen fallen durch ihren metallischen Glanz auf. Bei genauerem Hinsehen bemerkt man auch, dass sie an ihren Hinterbeinen eigenartige Taschen besitzen, mit denen sie Pflanzenduftstoffe sammeln. Demzufolge spielen sie als Blütenbestäuber eine wichtige Rolle. Sie lassen sich leicht mit synthetischen Pflanzenduftkomponenten anlocken. Vor allem Männchen werden angelockt. Man nimmt an, dass sie die gesammelten Duftstoffe den Weibchen als Brautgeschenk anbieten.
Nektardrüsen außerhalb der Blüten als Hilferuf an Ameisen
Üblicherweise enthalten Blüten spezielle Drüsen (Nektarien), die Zucker und Aminosäuren sekretieren. Insbesondere hilft dies bei der Anlockung von Blütenbestäubern. Es gibt aber auch Nektarien außerhalb von Blüten, die Ameisen oder Wespen anlocken. Ein indirekter Vorteil für die Pflanze ist dann die Tatsache, dass Ameisen alle Insekten, die an der Pflanzen fressen, attackieren, ähnlich wie bei den Pflanzen, die von Ameisen bewohnt werden (auf dem Bild eine Schmetterlingsraupe). Wenn die Blätter verletzt werden, dann steigt die Nektarproduktion. Man interpretiert dieses Phänomen als einen Hilferuf an Ameisen, die dann der bedrohten Pflanze helfen sollen.
Ao. Univ.-Prof. Dr. Franz Hadacek ist am Department für Chemische Ökologie und Ökosystemforschung der Fakultät für Lebenswissenschaften tätig. |
