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Von Pflanzen und Raupenrobotern

Von Dietrich von Richthofen

 
 

Eine lebende Raupe beim Fressen.
Pflanzen ?sp?ren? an der Art der Verletzungen, ob ihre Bl?tter von einem Hagelkorn getroffen wurden oder ob sich eine Raupe daran zu schaffen macht. Die Kommunikation funktioniert dabei offenbar vollkommen ohne chemische Botenstoffe, berichten Wissenschaftler des Max-Planck-Institutes (MPI) f?r chemische ?kologie in Jena. Ein Roboter, der eine fressende Raupe imitierte, l?ste bei den Pflanzen eine umfangreiche chemische Abwehrreaktion aus. Die Studie der Forschergruppe unter der Leitung von Axel Mith?fer und Wilhelm Boland erschien vergangene Woche im Fachmagazin Plant Physiology. ?Bisher hatte man angenommen, dass ausschlie?lich der Speichel der Raupen die Abwehrreaktion ausl?st?, sagt Mith?fer. Der Speichel l?se zwar ebenfalls eine spezifische Reaktion aus, ?wir konnten aber zeigen, dass der Einfluss der mechanischen Verwundung viel gr??er ist als bisher angenommen?.

 

Die Forscher konstruierten einen Roboter, der eine fressende Raupe imitiert, indem er mit einem kleinen Metallbolzen L?cher in das Blatt schl?gt. Obwohl der Roboter keine chemischen Substanzen auf das Blatt ?bertrug, sendeten die Pflanzen chemische Abwehrsignale aus, mit denen sie sich unter nat?rlichen Bedingungen verteidigen. Um eine Abwehreaktion der Pflanze hervorzurufen, m?sse die mechanische Raupe ?genauso kauen, wie es lebende Raupen tun, und zwar kontinuierlich, im Takt und ?ber einen l?ngeren Zeitraum?. Verletzt man das Blatt dagegen nur einmal mit einer Pinzette oder einem Skalpell, reagiert die Pflanze nach Darstellung der Wissenschaftler nicht. Die M?glichkeit, zwischen Fressfeinden und kurzfristigen mechanischen Einwirkungen zu unterscheiden, erlaubt es den Pflanzen, ihre chemische Abwehrreaktion f?r lohnende Anl?sse aufzusparen. Denn gegen einen Hagelschauer wirkt der Chemie-Cocktail nat?rlich nicht ? und f?hrt somit zu einer Verschwendung von Ressourcen und Energie.

 

Die mechanische Raupe MecWorm
beim Fressen.

Der von den Wissenschaftlern liebevoll MecWorm getaufte Raupen-Roboter besteht aus einem Motor und einem Metallbolzen. Von einem Computer gesteuert, f?hrt diese High-Tech-Raupe in regelm??igen Abst?nden Schl?ge mit dem Bolzen aus. Das Blatt der von den Wissenschaftlern als Modell verwendeten Limabohne befindet sich dabei in einer luftdicht abgeschlossenen Kammer. Die chemischen Botenstoffe der Pflanze, die auf Grund der Verletzungen austreten, werden aus der Luft gefiltert und analysiert. Bolzenschl?ge im Abstand von 5 Sekunden ?ber einen Zeitraum von 17 Stunden l?sten bei der Pflanze genau dieselben Reaktionen aus, mit denen sie auch auf einen Befall durch Spinnmilben oder Insektenlarven reagiert. ?Die von den Pflanzen freigesetzten Duftstoffe locken Wespen und andere Feinde der Raupen an?, erkl?rt Mith?fer. So versuchen die angegriffenen Pflanzen, sich die Sch?dlinge vom Hals zu schaffen.

 

In bisherigen Studien zur chemischen Abwehr bei Pflanzen war man davon ausgegangen, dass die Art und Weise der mechanischen Verletzung eine zu vernachl?ssigende Rolle spielt. Um die Effekte zu untersuchen, die Raupenfra? in den Pflanzen ausl?sen, hat man als Vergleichsgruppe immer Bl?tter mit einem Skalpell verletzt. Da diese Art der Verletzung zu keiner Reaktion der Pflanze f?hrt, hatte man dem Speichel der Raupe und anderen chemischen Substanzen eine weit gr??ere Bedeutung zugeschrieben, als ihnen eigentlich zukommt. In zuk?nftigen Versuchen ?ber den Kampf zwischen Raupe und Pflanze wird man nun wohl mechanische Raupen als Vergleichstiere heranziehen m?ssen.

 

 

Mehr im Internet
MPI f?r chemische ?kologie

 

 

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