Schwerpunkt - BMELV-Forschung

Phytomedizin
pen (z. B. Apfel- und Pflaumensägewespe)
entdeckt. In speziellen Drüsen, die sich
entweder paarig entlang des Rückens
(Blattkäfer, Abb. 4), oder unpaar auf dem
Bauch zwischen den Bauchfüßen (Blattwespen)
befinden, bilden die Tiere leicht
flüchtige Substanzen, die unterschiedlichen
chemischen Gruppen angehören,
wie den Monoterpenen, Aldehyden, Alkoholen
oder Carbonsäuren. Sie treten in
teils sehr hohen Konzentrationen aus und
verdunsten.
30
Die biologische
Bedeutung
In Experimenten mit lebenden Larven,
die von uns mit insektenpathogenen Pilzen
kontaminiert wurden, konnten wir
nachweisen, dass deutlich mehr Tiere
überlebten, wenn sie über ihre vollen Drüsenreservoire
verfügten, als wenn die Reservoire
zuvor entleert worden waren
(Abb. 5a, b). Die Sekrete schützen ihre Erzeuger
also tatsächlich vor Infektionen.
Dies geschieht offenbar dadurch, dass die
leicht flüchtigen Drüsensekrete die Tiere in
eine Wolke aus antimikrobiellen Wirkstoffen
einhüllen. So wird die Keimung von
Sporen krankmachender Pilze, die auf die
Körperoberfläche der Insekten gelangen,
verhindert und in der Folge auch das Eindringen
der Pilze in den Körper. Zusätzlich
werden durch die antimikrobielle Wolke
wahrscheinlich auch Bakterien abgetötet,
die sich auf den Futterpflanzen befinden,
bevor sie gefressen werden. Somit werden
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Gentamycin
Trans-2-Decenal
Trans-trans-2,4-Decadienal
die Schädlinge durch ihre Drüsensekrete
vor Infektionen mit insektenpathogenen
Pilzen und Bakterien geschützt. Es handelt
sich dabei um einen bisher unbekannten
Verteidigungsmechanismus, der dem Immunsystem
vorgeschaltet ist und von uns
erstmalig bei den Insekten nachgewiesen
wurde.
Konsequenzen für
den biologischen
Pflanzenschutz
Hexansäure
Decansäure
Dodecansäure
Heptansäure
Octansäure
Trans-2-Octenal
Im „Reduktionsprogramm chemischer
Pflanzenschutz“ wird unter anderem ge-
Abb. 4: Lage der exokrinen Drüsen bei einer Blattkäferlarve. Einige der dorsolateral angeordneten
Drüsenreservoire sind ausgestülpt, die Sekrettröpfchen sind zu sehen.
Hemmhofdurchmesser [mm]
Trans-2-Heptenal
Trans-2-Hexenal
Myristicsäure
2-Phenylethanol
Hexanal
Trans-2-octen-1-ol
Abb. 3: Antibakterielle Wirkung einiger Komponenten der Larvalsekrete der Apfel- und
Pflaumensägewespe im Vergleich mit dem Antibiotikum Gentamycin: Ergebnisse der
Agardiffusionstests mit Bacillus thuringiensis tenebrionis.
fordert, dass biologische und biotechnische
Verfahren zur Schädlingsbekämpfung
verbessert und weiter ausgebaut
werden. Gerade für den biologischen
Pflanzenschutz haben die geschilderten
Ergebnisse Konsequenzen. Will man etwa
Schädlinge wie Sägewespen oder Blattkäfer
mit insektenpathogenen Pilzen oder
Bakterien bekämpfen, so muss man ins
Kalkül ziehen, dass solche Präparate aufgrund
der besonderen antimikrobiellen
Verteidigung dieser Schädlinge relativ
schlecht wirken. Neue Stämme der Pathogene,
die gegen diese tierischen Abwehrstoffe
resistent sind und damit den Wirkungsgrad
der Präparate erhöhen, können
aber im Labor selektiert werden.
Es ist davon auszugehen, dass die beschriebenen
Schutzmechanismen nicht
nur bei den von uns untersuchten Schädlingen
vorkommen, sondern weiter verbreitet
sind als bisher bekannt. Ein weites
Feld also für künftige Forschungsarbeiten.
Neue Wirkstoffe
für den Pflanzenschutz
Das Beziehungsgefüge zwischen Insekten
und der landwirtschaftlichen Produktion
ist vielschichtig – mit positiven wie
auch negativen Vorzeichen. Als Pflanzen
fressende Primärschädlinge und als Überträger
von Pflanzenkrankheiten verursachen
Insekten weltweit große Schäden.
FORSCHUNGSREPORT 1/2005