Alles auf Zucker

Blütenpflanzen sind auf die Bestäubung durch Insekten angewiesen. Durch Nektar werden diese angelockt und für ihre Arbeit belohnt. Forscher haben nun wichtige Bausteine der Produktion und Sekretion von Nektar identifiziert.

Der Nektar von Blütenpflanzen spielt bei der Bestäubung und Fortpflanzung eine entscheidende Rolle. Er lockt Insekten an, die die Pollen mit den männlichen Geschlechtszellen von einer Blüte zur nächsten transportieren und die weiblichen Blütenteile befruchten. Für die bestäubenden Insekten wie z.B. die Honigbienen stellt er eine wichtige Energie- und Nahrungsquelle dar und dient in diesem Fall als Rohstoff für Honig. Produziert wird der süße Saft in speziellen Drüsen, den Nektarien. Unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena ist es Forschern nun gelungen, herauszufinden, wie der Nektar produziert, transportiert und abgesondert (sekretiert) wird.

#####1#####

Dem Zucker auf der Spur

Um den Sekretionsmechanismus genau zu erforschen, konzentrierten die Forscher ihre Suche auf Zuckertransporter in den Nektarien und stießen dabei auf den Zuckertransporter SWEET9. Dieses Transportprotein ist maßgeblich daran beteiligt, die in den Nektarien hergestellte Saccharose vom Gewebe (Parenchyma) der Nektarien in die extra-zellulären Bereiche zu transportieren, wo sie in eine Mixtur aus Saccharose, Glukose und Fructose aufgespalten und abgesondert wird. Die Forscher beobachteten in dem Zusammenhang, dass dieselben Gene, die an der Produktion von Saccharose beteiligt sind, auch für die Nektarproduktion eine wichtige Rolle spielen. Bei gentechnisch veränderten Pflanzen, die nicht über diesen Zuckertransporter verfügten, beobachteten die Forscher, dass der Nektar nicht mehr abgesondert, sondern in den Stielen und Stängeln abgelagert wurde.

Die Bedeutung von Nektar für die Evolution

Den Forschern ist es mit ihrer Studie nicht nur gelungen, offene Fragen im Zusammenhang mit der Nektarproduktion und -sekretion zu beantworten, sondern auch mit Blick auf die Vergangenheit. Seit Jahrhunderten suchten Wissenschaftler, darunter auch Charles Darwin, nach Antworten, um die plötzliche Ausbreitung von Blütenpflanzen und Insekten in der Kreidezeit (Cretaceum) zu erklären. Die Forscher vermuten hinter dem sich zeitlich überschneidenden Auftreten einen ko-evolutionären Prozess, demzufolge sich Blütenpflanzen als auch Insekten aufgrund ihrer symbiotischen Beziehung, in der sie heute nach wie  vor leben, so rasch vermehrten. Die Studie legt nahe, dass der Zuckertransporter SWEET9 in dem Zeitraum entstand, in dem sich auch die ersten Nektarien in Blütenpflanzen bildeten, und liefert somit ein Argument, das die Theorie der Koevolution stützt.

Blütenpflanzen nutzen vielfältige Fortpflanzungsstrategien

Blütenpflanzen haben im Laufe der Zeit verschiedene Fortpflanzungsstrategien entwickelt, von denen der Nektar nur ein Werkzeug darstellt. Manche Orchideenarten, die auf die Bestäubung durch Wespen angewiesen sind, imitieren zum Beispiel den Geruch der Insektenweibchen, um die Männchen anzulocken. Die älteste heute noch lebende Blütenpflanzenart Amborella trichipoda setzt zum Beispiel sowohl auf Wind- als auch auf Insektenbestäubung. Blütenpflanzen können auf eine erfolgreiche Evolutionsgeschichte zurückblicken, sie machen heute fast 90 Prozent aller Gewächse aus und umfassen mehr als 300 000 Arten – Tendenz steigend.