Wie Blätter sich gegenseitig von einer Insektenattacke erzählen


Neue Forschungen untersuchen, wie Kommunikationssysteme von Pflanzen auf Bedrohungen durch hungrige Insekten reagieren. Dielernen, veröffentlicht am 14. September 2018, impeer-reviewedTagebuchWissenschaft, legt nahe, dass Pflanzen, sobald sie verwundet sind, Kalziumsignale verwenden, um entfernte Gewebe vor zukünftigen Angriffen zu warnen.

Die Studie ergab, dass eine Chemikalie namensGlutamat– das ist reichlichNeurotransmitterbei Tieren, einschließlich Menschen – aktiviert eine Kalziumwelle, wenn die Pflanze verwundet wird.


Eine hungrige Raupe, die zuerst um die Blattränder herum arbeitet, nähert sich dem Blattansatz und trennt ihn mit einem letzten Biss vom Rest der Pflanze. Innerhalb von Sekunden überflutet ein fluoreszierendes Licht die anderen Blätter, ein Signal, dass sie sich auf den bevorstehenden Angriff der Raupe oder ihrer Art vorbereiten sollten. Dieses fluoreszierende Licht verfolgt Kalzium, während es durch das Gewebe der Pflanze wandert und ein elektrisches und chemisches Signal einer Bedrohung liefert. Bild über Toyota/Gilroy.

Gregg Howeist Professor an der Michigan State University und Mitautor der Studie. Howe sagte in aStellungnahme:

Wir denken oft, dass Pflanzen passiv und ihrer Umwelt ausgeliefert sind. Als ich diese Videos zum ersten Mal sah, fiel mir buchstäblich die Kinnlade herunter … Sie veranschaulichen wunderschön, wie aktiv und komplex Pflanzen wirklich sind.

Wenn das Blatt einer Pflanze verletzt wird, rast eine elektrische Ladung über die Pflanze, um andere Gewebe vor einer möglichen Gefahr zu warnen. Wiegenannt:




Seit Jahrzehnten ist bekannt, dass Blattschäden, die durch mechanische Verletzungen oder Raupenfressen verursacht werden, in entfernten, unbeschädigten Blättern der Pflanze schnell Abwehrreaktionen aktivieren. Aber was diese schnelle Reaktion auslöst, ist weitgehend ein Rätsel geblieben.

Die Forscherdachte der Auslöser könnte Kalzium sein. Das liegt daran, dass es in Zellen allgegenwärtig ist und oft als Signal für eine sich verändernde Umgebung fungiert. Und weil Kalzium eine Ladung trägt, kann es ein elektrisches Signal erzeugen. Aber es ist schwer zu verfolgen, weil seine Konzentrationsniveaus schnell ansteigen und abfallen.

Die Forscher entwickelten eine Methode, um das Kalzium in Echtzeit zu sehen. Nach aErklärung der Michigan State University:

[Die Forscher] entwickelten Pflanzen, die ein Protein produzieren, das um Kalzium herum fluoresziert und es den Forschern ermöglicht, seine Anwesenheit und Konzentration zu verfolgen. Dann kamen Raupenbisse, Scherenschnitte und Quetschwunden.


Als Reaktion auf jede Art von Schaden leuchten die Pflanzen auf, wenn Kalzium von der Schadensstelle zu anderen Blättern fließt. Das Signal bewegte sich schnell, ungefähr einen Millimeter pro Sekunde, und erreichte in nur wenigen Minuten entfernte Blätter.

Ein paar Minuten später, Spiegel eines Abwehrhormons – genanntjasmonat– gespickt in diesen entfernten Blättern. Sie bereiteten die Pflanze auf zukünftige Bedrohungen vor, indem sie schädliche Chemikalien produzierten, die Raubtiere abwehren.

Die Ergebnisse legen nahe, dass Glutamat, das aus einer Pflanzenwunde austritt, zu einer schnellen Ausbreitung einer Kalziumwelle führt, die wiederum zur Produktion von Jasmonat und Abwehrreaktionen führt.

Fazit: In einem Video einer neuen Studie frisst eine Raupe ein Blatt und die Pflanze sendet ein Warnsignal an andere Blätter.


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