Zusammenspiel von Nütz- und Schädling beeinflusst die Pflanzenevolution

Neues aus der Forschung

Meldung vom 11.04.2019

Wird Rübsenkohl von Hummeln bestäubt, führt dies zur Evolution von attraktiveren Blüten. Diese Entwicklung wird beeinträchtigt, wenn gleichzeitig Raupen den Kohl befallen. Die Hummeln bestäuben die Pflanzen nun weniger gut, so dass diese sich vermehrt selbst bestäuben. Wie stark sich die Effekte von Nütz- und Schädling gegenseitig beeinflussen, zeigen Forscher der Universität Zürich in einem Evolutionsexperiment im Gewächshaus.


190413-1504_medium.jpg
 
Von Hummeln bestäubter Rübsenkohl hat attraktivere Blüten.
Sergio E. Ramos, Florian P. Schiestl
Rapid plant evolution driven by the interaction of pollination and herbivory
Science. April 11, 2019
DOI: 10.1126/science.aav6962


Pflanzen interagieren in der Natur mit verschiedensten Organismen, was sich laufend auf die Evolution bestimmter Merkmale auswirkt. Während Bestäuber Blüteneigenschaften und Fortpflanzung beeinflussen, verändern Frassinsekten die pflanzlichen Abwehrmechanismen. Wie sich diese Interaktionen gegenseitig beeinflussen, und wie rasch sich Pflanzen anpassen, wenn die Zusammensetzung der Interaktionspartner ändert, haben Pflanzenforscher der Universität Zürich (UZH) nun untersucht.

«Experimentelle Evolution» in Echtzeit

In einem zwei Jahre dauernden Gewächshausversuch konnten Florian Schiestl, UZH-Professor am Institut für Systematische und Evolutionäre Botanik, und Doktorand Sergio Ramos zeigen, dass die Effekte von Bestäuberinsekten und jene von Pflanzenfressern in starker Wechselbeziehung miteinander stehen. Für ihre Studie verwendeten sie Rübsenkohl (Brassica rapa), ein naher Verwandter des Raps, sowie Hummeln und Schmetterlingsraupen als Interaktionspartner. Über sechs Generationen behandelten sie die Pflanzen in vier verschiedenen Gruppen: mit Hummeln allein bzw. zusammen mit Raupen sowie von Hand bestäubt ohne bzw. mit Raupenfrass.


 
Raupenbefall beeinträchtigt bei Rübsenkohl die Evolution attraktiverer Blüten.

Balance zwischen Anziehung und Verteidigung

Nach dieser «experimentellen Evolution» zeigte sich, dass die von Hummeln bestäubten Pflanzen ohne Raupenfrass am attraktivsten für die Bestäuber waren – sie dufteten stärker und hatten grössere Blüten. «Diese Pflanzen hatten sich während des Experiments an die Vorlieben der Hummeln angepasst», sagt Sergio Ramos. Pflanzen, die mit Hummeln und Raupen behandelt wurden, waren dagegen weniger attraktiv. Sie hatten höhere Konzentrationen von giftigen Abwehrstoffen, weniger Blütenduft und tendenziell kleinere Blüten. «Die Raupen beeinträchtigten die Evolution attraktiverer Blüten, da die Pflanzen mehr Ressourcen in ihre Verteidigung investierten», so Ramos.

Kombinierter Einfluss auf die Fortpflanzung

Die starke Wechselwirkung zwischen den Effekten von Hummeln und Raupen zeigte sich auch in den Fortpflanzungseigenschaften: Im Zuge der Evolution entwickelten von Hummeln bestäubte Pflanzen etwa die Tendenz zur spontanen Selbstbestäubung – allerdings nur, wenn sie gleichzeitig von Schmetterlingsraupen befallen waren. Pflanzen mit Raupenfrass bilden weniger attraktive Blüten, was sich auf das Verhalten der Hummeln auswirkt: Sie bestäuben diese Blüten weniger gut.



Mechanismen der Evolution besser verstehen

Die Studie zeigt, wie bedeutend interaktive Effekte für die Entwicklung der Vielfalt sind. Ändert sich die Zusammensetzung der Interaktionspartner – etwa durch Habitatverlust, Klimawandel oder Bestäuberrückgang – kann dies einen raschen evolutiven Wandel der Pflanzen bewirken. «Die vom Menschen verursachten Umweltveränderungen beeinflussen das evolutionäre Schicksal einer Vielzahl von Organismen – mit Folgen für Ökosystemstabilität, Biodiversitätsverlust und Ernährungssicherheit», sagt Florian Schiestl. Noch nie sei das Verständnis für diese Mechanismen so relevant gewesen wie heute, so der Forscher.


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 7 Tage

www.biologie-seite.de 17 Meldungen

Meldung vom 18.06.2019

Wer über den Klimawandel redet, muss auch über Mikroben reden

Nicht nur generell in der dynamischen Erdgeschichte sondern gerade auch beim menschengemachten Klimawandel spi ...

Meldung vom 18.06.2019

Was dem Ohr verborgen bleibt: Rekorder-Einsatz beim Tierarten-Monitoring

Lange haben sich Ökologinnen und Ökologen auf ihre Sinne verlassen, wenn es darum ging, Tierpopulationen und ...

Meldung vom 17.06.2019

Zellbiologie - Qualitätskontrolle für Mitochondrien

Verklumpte Proteine schädigen die Mitochondrien und legen damit die Energieversorgung der Zelle lahm. LMU-For ...

Meldung vom 17.06.2019

Neue Weizensorten bewähren sich auch unter widrigen Anbaubedingungen

JKI beteiligt an umfassendem Sortenversuch zum Züchtungsfortschritt im westeuropäischem Weizensortiment, der ...

Meldung vom 17.06.2019

Mit dem Milbentaxi zum Nachbarwirt: Honigbienen-Parasit Varroa-Milbe wird auch Wildbienen gefährlich

Ein Forscherteam um die Ulmer Professorin Lena Wilfert hat herausgefunden, dass ein wichtiger Parasit der Honi ...

Meldung vom 17.06.2019

Luchse in der Türkei: Nicht-invasive Probensammlung liefert wichtige Erkenntnisse zu genetischer Vielfalt und Verhalten

Über den Kaukasischen Luchs (Lynx lynx dinniki) ist sehr wenig bekannt. Es ist eine Unterart des Eurasischen ...

Meldung vom 17.06.2019

Spülsystem im Magen schont die Zähne der Wiederkäuer

Ziegen, Schafe und Kühe nehmen mit dem Fressen oft zahnschädigende Erdpartikel auf. Wie sich die Tiere vor z ...

Meldung vom 17.06.2019

Wichtiger Schritt der Evolution entdeckt: Körperwärme ohne Muskelzittern

Die eigene Körpertemperatur unabhängig von der Außentemperatur regulieren zu können, war ein wichtiger Sch ...

Meldung vom 14.06.2019

Am Anfang des Lebens - Der direkte Weg

Das Erbmolekül DNA ist womöglich viel früher entstanden als bislang angenommen. Chemiker um Oliver Trapp ze ...

Meldung vom 14.06.2019

Signale aus der Pflanzenzelle

Zwei Wissenslücken sind geschlossen: Die Vakuolen von Pflanzenzellen lassen sich elektrisch erregen, und der ...

Meldung vom 12.06.2019

Hörkortex verarbeitet nicht nur Töne

Wie wir im Straßenverkehr auf das Hupen eines Autos reagieren sollten, hängt von der Situation ab, in der wi ...

Meldung vom 12.06.2019

„Die Ära des Menschen und seiner Zivilisation“

Team von Wissenschaftshistorikern der Friedrich-Schiller-Universität Jena spürt den Ideengeber für die Beze ...

Meldung vom 12.06.2019

Greifen und Zugreifen – wie das Lernen feinmotorischer Bewegungen das Gehirn verändert

Trainieren wir das Greifen und Ergreifen von Gegenständen, so trainieren wir unser Gehirn. Genaugenommen ver ...

Meldung vom 12.06.2019

Vogelgehirne synchronisieren sich beim Duettgesang

Bei den Mahaliwebern beginnt das Männchen oder das Weibchen mit seinem Gesang und der Partner setzt zu einem ...

Meldung vom 11.06.2019

Bienenwolf bekämpft Schimmel mit Gas

Regensburger Biologen entdecken in Zusammenarbeit mit Mainzer und Jenaer Wissenschaftlern, dass die Eier der W ...

Meldung vom 11.06.2019

Tropische Zecken: Neu eingewanderte Art überwintert erstmals in Deutschland

Tropische Hyalomma-Zecke wieder in Deutschland gesichtet / Team der Uni Hohenheim und des Instituts für Mikro ...

Meldung vom 07.06.2019

Auf der Suche nach Stickstoff – Wie Brassinosteroide Wurzeln bei Stickstoffmangel wachsen lassen

Bis vor Kurzem war die „Foraging Reaktion“ die am wenigsten verstandene Anpassung von Wurzeln an den Stick ...


21.05.2019
Namenlose Fliegen
03.05.2019
Eine Frage der Zeit
24.04.2019
Kraftwerk ohne DNA

06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind
13.04.2019
Kenne Deinen Fisch!
13.04.2019
Leben ohne Altern
13.04.2019
Lebensraum Käse
13.04.2019
Domino im Urwald
13.04.2019
Trend-Hobby Imker
13.04.2019
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung