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10 faszinierende Strategien im Krieg zwischen Pflanzen und Insekten
Es gibt ein unaufhörliches Murmeln um uns herum, das für das menschliche Ohr nicht wahrnehmbar ist. Lebens- und Todeskämpfe werden ausgetragen und Gefolgschaften geschmiedet. Unsere Umgebung ist ein Schlachtfeld, denn die Pflanzen führen einen nie endenden Krieg gegen ihre mehrjährigen Feinde, die pflanzenfressenden Käfer. Es ist eine Rivalität, die vor über 350 Millionen Jahren begann, und beide Seiten haben ihre Kampfkünste seitdem erheblich verbessert.
10 Chemische Kriegsführung
Blätter und andere köstliche Pflanzenteile sind Insektenfutter wie Raupen oder Käfer. Aber selbst in der Welt der Käfer gibt es kein kostenloses Mittagessen. Im Laufe der Zeit trotzen Pflanzen ihrem statischen Zustand, indem sie zahlreiche Taktiken entwickelten, um sich vor pflanzenfressenden Insekten zu schützen. Diese variieren von äußeren Rüstungen (z. B. Dornen, Stacheln oder giftigen Haaren, Trichomen genannt) bis hin zu einfachen chemischen Abwehrsystemen.
Diese chemischen Reaktionen sind weitreichend und können einzeln oder koordiniert aktiviert werden. Wenn ein Insekt anfängt zu schlemmen, emittiert die Pflanze im Allgemeinen Chemikalien, die das Insekt töten oder sein Wachstum beeinträchtigen können. Beispielsweise würzt eine Pflanze gelegentlich ihre Blätter mit bitteren Tanninen auf, was sie zu einem unansehnlichen Mittagessen für den Käfer macht, ganz zu schweigen von etwas Unverdaulichem.
Woher wissen Pflanzen, dass sie angegriffen werden? Nun, es gibt viele verschiedene Methoden. Diejenige, die ihnen dabei hilft, am schnellsten zu reagieren, besteht darin, die Insekten zu hören, die an ihnen kauen. Erstaunlicherweise fand eine kürzlich durchgeführte Studie heraus, dass eine kleine Blume genannt wurde Arabidopsis kann die Vibrationen erkennen, die ausgelöst werden, wenn eine Raupe an ihren Blättern kaut, wodurch die Pflanze ihre Abwehrkräfte entsprechend erhöhen kann.
9 Der Feind des Feindes
Wenn eine Pflanze hungrige Eindringlinge nicht alleine abwehren kann und es keine private Armee wilder Ameisen wie den Akazienbaum gibt, fordert sie häufig Unterstützung. Flüchtige Verbindungen, die in die Luft freigesetzt werden, senden eine Einladung an natürliche Feinde von Pflanzenfressern aus. Möglicherweise wird etwas extra blumiger Nektar hineingeworfen, um den Deal zu versüßen. Zu den „Guten“, die sich zur Rettung zeigen, gehören der Marienkäfer, die Schlupfwespe und einige Insekten mit Namen, die den Namen Mörder wie der Raubvogel oder den Mealybug-Zerstörer haben.
Fast alle Pflanzen können diese Stressstoffe freisetzen, aber manche Pflanzen sind mehr „laut“ als andere. Das heißt, sie produzieren flüchtigere Verbindungen. Je lauter sie "schreien", desto gesünder sind sie.
Die flüchtigen Verbindungen dienen auch als Warnsignal für nahe gelegene Pflanzen und ermutigen sie, ihre eigenen Abwehrkräfte zu stärken. Darüber hinaus informieren sich die Betriebe häufig über drohende Bedrohungen, indem sie ein unterirdisches Netzwerk auf Pilzbasis nutzen, um Informationen „auszutauschen“. Es ist im Grunde die Naturversion des Internets, nur es ist frei von Fehlern und Würmern.
8 Die seidige Verteidigung
Weaver-Ameisen sind unter Landwirten für ihre Fähigkeit zur Bekämpfung von Schädlingen bekannt, aber sie sind nicht die einzigen Arthropoden, die Pflanzen vor schädlichen Insekten schützen können. Forscher der Miami University fanden heraus, dass sich Spinnen auch mit Pflanzen in ihrem brutalen Kampf gegen hungrige Käfer verbünden können. Und die Spinnentiere müssen nicht einmal Tag und Nacht im Einsatz sein. Alles, was es zu tun hat, ist sein Web zu weben.
Spinnenseide ist beängstigend genug, damit ein Schädling seine Meinung über das Essen in einem Betriebsrestaurant ändern kann. Die Wissenschaftler beobachteten, wie Käfer nur durch die Anwesenheit der Seide abgestoßen wurden, wodurch der Schaden an den Blättern um etwa 50 Prozent verringert wurde. Immerhin essen Spinnen Käfer, und der Anblick von Seide ist eine Warnung, dass sich ein Raubtier in der Nähe befindet.
Interessanterweise führten die Forscher auch Tests mit der Seide aus einer Seidenraupe durch, die bei den Feldversuchen weniger effizient waren. Diese Erkenntnisse sind aufgrund ihres Potenzials, eine umweltfreundlichere Lösung für das Schädlingsmanagement bereitzustellen, sehr aufregend.
7 Ein unwahrscheinlicher Verbündeter
Im Jahr 2015 veröffentlichten Forscher der Florida State University eine mehrjährige Studie über die Auswirkungen von Ameisen und Baumkämpfern auf einen Pflanzentyp namens Kaninchenbusch. Die Studie ergab ein überraschendes Geflecht von Interspezies-Allianzen auf den Wiesen von Colorado. Es ist ein Kampf um Nahrung und Überleben mit vielen Wendungen.
Die Forscher beobachteten, dass Baumhüpfer, während sie mit dem akribischen Prozess des Absaugens des Safts aus der Kaninchenbürste beschäftigt waren, Gefahr laufen, selbst für Raubtiere wie Marienkäfer zur Beute zu werden. Um sie zu vertreiben, suchten die Treehopper Hilfe von nahegelegenen Ameisen. Die Ameisen schützten sie im Gegenzug für etwas süße Flüssigkeit, mit freundlicher Genehmigung der Baumeister.
Aber es ist eine Hundefleischwelt, und die Ameisen waren wehrlos vor einem viel größeren Raubtier: einem hungrigen Bären, der nach einem Snack sucht. Im Laufe von vier Jahren stellten die Forscher fest, dass Bären bei bis zu 86 Prozent der Ameisennester in der Region Verwüstung anrichteten. Der Rückgang der Anzahl dieser Treehopper-Bodyguards führte zu gesünderen, glücklicheren Pflanzen.
6 Clevere Abwehrkräfte
Trotz all dieser Anlagensicherheitssysteme muss eine Raupe immer noch fressen, so dass sie einige listige Strategien einlegt. Eine Studie von Forschern des College of Agricultural Sciences von Penn State zeigte, dass Armewurmlarven, die mehr Zeit für das Kauen von Maisgewebe haben, ihren Kot (oder Fraß) auf die Blätter abgeben. Dies bringt die Pflanze dazu, zu glauben, dass sie von Pilzpathogenen befallen wird.
Infolgedessen passt die Maispflanze ihre Verteidigungsstrategie an, um den gefälschten Angriff zu beantworten. Da die Pflanze nicht gleichzeitig Insekten und Krankheitserreger bekämpfen kann, bekommen die Raupen einige große Bissen. Auf der positiven Seite könnten die Ergebnisse zu einem sichereren Pflanzenschutzmittel auf Fraßbasis führen, um Pflanzen bei der Bekämpfung von Krankheitserregern zu unterstützen.
Darüber hinaus warnen sich Insekten wie Pflanzen gegenseitig vor Gefahren in der Nähe, wenn sie die Anlage selbst als Telefon verwenden.Unterirdische Käfer können mit den Oberirdischen über Chemikalien kommunizieren, die durch die Blätter der Pflanzen übertragen werden. Die Insekten können auch eine Voicemail-Nachricht hinterlassen, um die nächste Generation darauf aufmerksam zu machen, dass diese Pflanze etwas Verdächtiges hat.
5 Waffenbeschlag
In einer schönen Wendung verwenden einige Insekten Pflanzen, um sich vor ihren eigenen Feinden zu schützen. Dies ist der Fall der Zinnobermotte, eines schwarzen und purpurroten Lebewesens, das nahe an den Blattkrautblumen in Europa und Asien aussagt. Schließlich ist das Kreuzkraut als sehr giftiges Unkraut bekannt und kann sogar großen Tieren wie Pferden und Rindern schaden.
Eine Zinnober-Raupe, die ebenso lebhaft ist wie ihre erwachsene Form, kann in wenigen Tagen ein großes Kreuzkraut verzehren. (Tatsächlich wurde dieses Insekt in vielen Teilen der Welt als biologische Bekämpfung von Wildkraut eingeführt.) Und genau wie die afrikanische bunte Heuschrecke haben Zinnobermotten ein spezifisches Enzym entwickelt, mit dem sie Giftstoffe aufnehmen und lagern können, um Pflanzen vor dem Sein zu schützen gegessen. Diese Insektenenzyme verwandeln dann die Pflanzengifte in chemische Waffen.
Das ist auch der Grund, warum Kreaturen wie die Zinnobermotte und die afrikanische bunte Heuschrecke in so hellen Farben erhältlich sind. Sie werben im Wesentlichen für ihre giftige Ladung und zwingen die Insektenfresser, Abstand zu halten.
4 Kampf an mehreren Fronten
Verschiedene Arten von Raubtieren benötigen unterschiedliche Arten von Reaktionen, aber häufig kommen mehrere Arten von Pflanzenfressenden Insekten zum selben Zeitpunkt zum Mittagessen.
Wie Sie vielleicht erwarten, ist dies ein ziemlich großes Problem. Nehmen Sie zum Beispiel die Maispflanze. Bei gleichzeitigen Besuchen von Blattläusen und Raupen muss die Pflanze separate Verbindungen aktivieren, um sich gegen jeden Raubtierbestand zu verteidigen. Leider stammen diese Verbindungen aus demselben Stammmolekül.
Forscher haben bewiesen, dass der Kampf gegen eine Insektengruppe die Fähigkeit der Pflanze beeinflusst, die zweite Gruppe abzuschrecken. Experimente, die von einem Team des Boyce Thompson Institute an einer gemeinsamen Maissorte durchgeführt wurden, zeigten, dass eine Pflanze, nachdem sie Raupen ausgesetzt wurde, plötzlich ein besserer Wirt für Blattläuse wurde. Daher erzeugten die Blattläuse mehr Nachwuchs auf dem Mais.
Das gleiche Experiment erzielte jedoch gemischte Ergebnisse, als andere Maissorten getestet wurden. Einige Maissorten waren nach dem Raupenbefall tatsächlich resistenter gegen Blattläuse. Diese Erkenntnisse könnten in Zukunft für die Entwicklung stärkerer Kulturen genutzt werden.
3 Gemetzel im Garten
Die Serpentin-Akeline mag wie eine schöne Blume aussehen, aber in Wirklichkeit ist sie eine Todesfalle. Hunderte von kleinen Insekten finden ihre ewige Ruhe auf ihrem Stiel, nachdem sie in den klebrigen Haaren der Blume eingeschlossen sind.
Diese unglücklichen "touristischen" Insekten sind tatsächlich eine Belohnung für Raubtiere, die sich auf ein leichtes Fest einlassen. Dabei fressen sie die Raupen und Motteneier der Pflanze. Raupen sind ein furchterregender Feind der klebrigen Akeline. Wenn Spinnen zu einer Mahlzeit erscheinen, tun sie der Pflanze wirklich einen Gefallen. Und zum Glück für Spinnentiere haften Spinnen nicht an der Klebefläche der Columbine. Es ist eine Win-Win-Situation für alle… außer den Raupen natürlich.
Forscher der University of California-Davis führten ein Experiment durch, um mehr über das Verhalten der Akelei herauszufinden. Nachdem sie alle toten Insekten von den Blumen entfernt hatten, erkundeten weniger Raubtiere die Gegend und die Raupen konnten sich frei verkauen. Die Forscher schlussfolgerten, dass der Akeliner chemische Signale aussendet, um unschuldige Insekten anzuziehen, die zufällig in die Nähe fliegen. Es ist wie ein Sirenenlied.
2 Woher der Senf kommt
Wissenschaftlern der University of Missouri zufolge würde es ohne Raupen keinen Senf geben. Das Gleiche gilt für allgegenwärtige Würzmittel wie Wasabi und Meerrettich. Wie sich herausgestellt hat, sind Senföle das Ergebnis einer jahrzehntelangen Auseinandersetzung, einer epischen Schlacht zwischen Schmetterlingslarven und Pflanzen der Ordnung Brassicales.
Der scharfe, unverwechselbare Geschmack von Senf und Wasabi kommt von Glucosinolaten, Verbindungen, die für die meisten Insekten hochtoxisch sind. Diese Verbindungen begannen sich in der späten Kreidezeit zu entwickeln, in einem so genannten evolutionären "Wettrüsten" zwischen Flora und Fauna.
In all den Jahren versuchten Pflanzen und Käfer, sich in einem Spiel chemischer Bewegungen und Gegenbewegungen zu treffen. Die Pflanzen entwickelten neue Waffen, um sich vor dem Verzehr zu schützen, aber die Insekten lernen, diese Waffen auszugleichen, und zwingen die Pflanzen, etwas noch Stärkeres einzubringen. Das Ergebnis waren mehr als 120 Glucosinolatsorten. Dies führte zu einer größeren Artenvielfalt von Pflanzen und Insekten sowie zu schmackhafteren Hot Dogs.
1 Den Spielplan ändern
Neue Verteidigungsstrategien zu entwickeln, kann ziemlich anstrengend sein. In Anerkennung der Sinnlosigkeit dieser Bemühungen entschied sich die Wolfsmilch, ihre Strategie zu ändern, indem sie neue Kampftechniken entwickelte und einfach lernte, mit ihren Feinden zu leben.
Zuerst versuchte die Wolfsmilch, gegen ihre Arthropodenfeinde zu kämpfen. Es wuchs Haare auf den Blättern, versteckte ein Gift namens Cardenolid in seinem Gewebe und füllte sogar seine Röhrchen mit giftigem Latex. Aber die gefräßigen Raupen fanden immer Wege, um sie zu überwinden. Sie rasierten die Blätter, wurden immun gegen die Cardenolide und lernten, mit Latex bespritzt zu werden. Darüber hinaus lagern in Monarchfalterraupen Giftstoffe aus den Pflanzen, von denen sie sich ernähren. Sie verwenden sie, um sich für ihre eigenen Raubtiere giftig zu machen.
Es schien egal, wie sehr sich die Wolfsmilch daran gewöhnen wollte, der Monarchfalter war nur ein paar Schritte vor ihm. Da aber nichts zu ihren Gunsten schien, entschied sich die Wolfsmilch dazu, ihre Taktik zu ändern.Laut den Forschern von Cornell konzentriert sich die Milkweek stärker darauf, sich selbst schneller zu heilen.
Hey, wenn du sie nicht schlagen kannst ...