Mafli, A, J. Goudet & E. E. Farmer (2012): Plants and tortoises: mutations in the Arabidopsis jasmonate pathway increase feeding in a vertebrate herbivore. – Molecular Ecology 21 (10): 2534–2541.

Pflanzen und Landschildkröten: Mutationen im Jasmonat-Signaltransduktionsweg von Arabidopsis steigert das Abfressen bei einer Herbivoren.

Photosynthetisch aktive Pflanzengewebe stellen das Hauptfutter für viele Evertebraten (Wirbellose) und Vertebraten (Wirbeltiere), und sie sind oft gut geschützt. Viele dieser Fraßabwehrstrategien in den Blättern laufen unter der Kontrolle des Jasmonat (Pflanzenhormon) Signalwegs, bei dem Jasmonat als Hormon agiert, das an einen Rezeptor bindet, wobei dieser dann Abwehrmechanismen in Gang setzt, die die Blätter vor der Fraßaktivität vieler Wirbelloser schützt. Wir postulierten, dass Mutationen, die die Jasmonatsynthese beeinflussen, möglicherweise auch die Pflanzen anfälliger gegenüber herbivoren Wirbeltieren macht. Wir testeten diese Hypothese anhand der östlichen Griechischen Landschildkröte (Eurotestudo boettgeri) und der Pflanze Arabidopsis thaliana (Brassicaceae), wobei wir Pflanzen mit einer Mutation im Gen für Allenoxidsynthase (aos) benutzten, die unfähig sind, Jasmonat zu bilden. Die Schildkröten bevorzugten die Mutante im Vergleich zur Wildform (WT). Basierend auf diesen Ergebnissen untersuchten wir anschließend die Auswirkungen bei einer isolierten A. thaliana Pflanzenpopulation, die eine rezessive Mutation im Jasmonatrezeptorgen hat und die Coronatin-insensitv1-1 (coi1-1) ist. Auch diese Pflanzen wurden zusammen mit den anderen als Futter angeboten, und nach dem Abweiden wurde bei den Pflanzen eine Genotypisierung vorgenommen, die genau zeigte, dass die Pflanzen, die die homozygote coi1-1 Rezeptormutante enthielten, wesentlich häufiger gefressen worden waren, als die WT-Pflanzen. Deshalb können wir klar belegen, dass die Befähigung zur Jasmonatsynthese die Pflanzen vor dem Abfressen (Überweidung) durch Wirbeltiere schützt. Wir testeten auch, ob das Abfressen durch Schildkröten durch den Gehalt an Glukosinolaten (andere Abwehrsubstanz) beeinflusst wird, die die Hauptkomponente zur Fraßabwehr bei Arabidopsis-Blättern gegen Insekten ausmachen. Allerdings und im Gegensatz zu dem, was für Insekten beobachtet wird, wurden die Blätter von Pflanzen, in denen der Gehalt an Glukosinolaten genetisch reduziert war, von den Schildkröten genauso häufig wie jene der Wildform gefressen.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Eine schöne Arbeit, die uns nicht nur zeigt, dass Griechische Landschildkröten auch Brassicaceae (Kreuzblütler) fressen, zu denen auch der Raps gehört. Neben der interessanten Erkenntnis, wie sich Pflanzen vor Überweidung schützen, deckt sich das auch mit dem Weideverhalten der Schildkröten, die ja eigentlich eher äsen und beim Umherwandern oft nicht mehr als ein zwei Blätter pro Pflanze nehmen und dann weiterziehen. Genau diese Weidestrategie verhindert ja gerade, dass Pflanzen Abwehrstoffe über Hormone bilden weil sie dazu Zeit brauchen. Insofern werden solche Hormonsignalwege zur Fraßabwehr oft gegen Dauerfresser, wie Blattläuse oder Schmetterlingsraupen eingesetzt, die auf der Pflanze sitzen bleiben. Allerdings brauchen die meisten Wirbeltiere wie z. B. Rehe und Schildkröten dazu entsprechend große Reviere, in denen sie so nachhaltig äsen können. In beengten Gehegen besteht dazu manchmal nicht genug Platz, und hier kann es dann durchaus dazu kommen, dass so manche Futterpflanze sich auf diese Weise schützt und man dann beobachten kann, dass zwar frisch gemähte angebotene Pflanzen der gleichen Spezies sofort gefressen werden, während jene die schon seit einiger Zeit im Gehege wachsen, nicht mehr angerührt werden. Sehr schön kann man das beim Kompasslattich beobachten, der durchaus zu den Futterpflanzen zählt, der aber im Gehege später verschmäht wird.

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