Schon gewusst? Verteidigung mit „Sprengkraft“
Raps und Co. können eine Senfölbombe zünden
Pflanzen der Kreuzblütlerfamilie, wie der Raps, sind dank der Senfölbombe gegen viele Fressfeinde gewappnet. (Bildquelle: © Hans Braxmeier/Pixabay/CC0)
In den Pflanzen der Kreuzblütlerfamilie tickt eine kleine Bombe, die Senfölbombe. Wir haben Senföle alle schon als Scharfmacher von Senf oder Meerrettich geschmeckt, aber für viele Feinde dieser Pflanzen sind sie ein gefährlicher Giftcocktail. Was genau steckt hinter dieser Verteidigungswaffe?
Kreuzblütengewächse müssen sich gegen eine Vielzahl von Fraßfeinden und Krankheitserreger wehren: Insekten, Milben und Nager, aber auch Bakterien und Pilze. Dafür haben sie eine spezielle Abwehrstrategie entwickelt: Das Glucosinolat-Myrosinase-System, auch bekannt als Senfölbombe. Es besteht aus zwei Komponenten: Den Glucosinolaten, die zu den sekundären Pflanzenstoffen gehören, und dem Enzym Myrosinase. Beide Komponenten werden getrennt voneinander in den Zellen gelagert und sind einzeln noch nicht giftig. Kommen sie jedoch miteinander in Berührung, entsteht ein brisanter Giftcocktail, der Feinde in die Flucht schlagen kann.
Zündung des Systems
Beißt nun beispielweise eine Raupe ins Blatt der Pflanze, werden die Zellkompartimente zerstört und Glucosinolate und Myrosinase vermischen sich. Das Enzym spaltet dann die Glukosegruppe von den Glukosinolaten ab. Die verbleibenden Moleküle werden dann schnell in Isothiozyanat, Nitril oder Thiozyanat umgewandelt. Diese für viele Insekten giftigen Substanzen sind die Senföle. Über 120 unterschiedliche Senföle sind bekannt. Sie schmecken scharf wie Senf und Meerrettich, würzig wie Kresse und Rucola oder bitter wie so mancher Kohl.
Auch Blattläuse können eine Senfölbombe zünden: Hierfür benötigen sie die Glucosinolate von Kreuzblütler und das Enzym Myrosinase, das sie selbst produzieren.
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Ein ständiger Rüstungswettlauf
Einige Angreifer haben jedoch im Laufe der Evolution Gegenstrategien entwickelt. So stellt Plutella xylostella, auch als Kohlmotte bekannt, ein Sulfatase-Enzym her, das die hydrolytische Spaltung der Glukosinolate verhindert. Es ist ein wahrer Rüstungswettlauf. Die Pflanzen müssen ihre Abwehrstrategie ständig etwas ändern, um erfolgreich zu bleiben. Und umgekehrt entwickeln die Schädlinge auch immer wieder Gegenmaßnahmen, um das Abwehrschild zu durchbrechen. Ein ewiger Kampf.
Klein, aber oho: Auch Blattläuse werden zu lebenden Giftbomben
Blattläuse sind auch nicht zu unterschätzen, denn auch sie beherrschen das Spiel mit dem giftigen Senföl – ebenfalls zur Abschreckung ihrer Fressfeinde. Die Glucosinolate saugen sie aus Kreuzblütlerpflanzen und speichern sie in ihrem Blut. Das Enzym Myrosinase produzieren sie selber und reichern es im Muskelgewebe an. Werden sie von einem Fressfeind, z. B. ein Marienkäfer, gebissen, kommen auch hier Myrosinase und Glycosinolate in Kontakt und es entstehen Senföle. Diese verletzen oder töten den Angreifer. Bei dieser Verteidigungsstrategie kommen die Blattläuse selbst ums Leben, aber sie retten dadurch den Rest der Blattlauskolonie.
Quelle:
Benderoth, M. et al. (2006): Positive selection driving diversification in plant secondary metabolism. In: PNAS, Vol. 103 (24) 9118-9123, (13. Juni 2006), doi: 10.1073/pnas.0601738103.
Zum Weiterlesen:
- Bombenentschärfung – Weißfäule-Pilz legen die „Senföl-Bombe“ der Kreuzblütler lahm
- Koevolution von Insekten und Pflanzen – Wettrüsten erzeugt mehr Arten
- Senföl-Bomben gegen Raupen
Titelbild: Pflanzen der Kreuzblütlerfamilie, wie der Raps, sind dank der Senfölbombe gegen viele Fressfeinde gewappnet. (Bildquelle: © Hans Braxmeier/Pixabay/CC0)
