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Biologisches Wettrüsten: Elchspucke gegen Pilzgift und Magenverstimmung

Pflanzen sind nicht passiv und wehrlos: Wer sie anknabbert, muss damit rechnen, vergiftet zu werden. Was macht man dagegen, als Elch, Rentier oder hungriger Vegetarier?
Kontrahent Nummer 1: Ein hungriger ElchLaden...

Oft enden Pflanzen im Magen eines Pflanzenfressers – so oft, dass Grünzeug im Lauf der Evolution allerlei Gegenstrategien entwickelt hat. In der Folge entstanden viele Arten, die sich gegen das Verzehrtwerden mit selbst produzierten Gift- und Bitterstoffen wappnen, oder solche, die giftigen Untermietern Unterschlupf bieten, welche dann für die fraßabschreckende Wirkung sorgen. Hungrigen Tieren bleibt dann kaum etwas übrig, als wählerisch zu werden – oder ihrerseits mit Abhärtung zu reagieren, sich also eine möglichst hohe Toleranz gegen viele unterschiedliche Giftstoffe beizubringen. Es muss aber auch eleganter gehen, dachten sich Andrew Tanentzap von der University of Cambridge und seine Kollegen.

Auf Essen spucken

Den aufmerksamen Forschern war zunächst aufgefallen, wie freigiebig große Pflanzenfresser beim Fressen mit ihrem Speichelvorrat umgehen: Statt schlicht Spucke im Maul zum Einweichen ausgerupfter Halme und Blätter zu nutzen, applizieren Reh, Kuh und Co Speichelfäden und -tröpfchen quasi ständig wie nebenbei über die Vegetation unter ihnen. Und das großflächig und, so vermuteten die Forscher, eben nicht grundlos: Pflanzenfresser, so ihre These, reinigen mit den Enzymen ihres Speichels die Pflanzen von Giftstoffen und deren Produzenten. Klingt zunächst plausibel: Tatsächlich finden sich im Speichel ja antibakterielle und neutralisierende Wirkstoffe wie Lysozyme und Lactoferrin-Peptide.

Kontrahent Nummer 1: Ein hungriger ElchLaden...
Kontrahent Nummer 1: Ein hungriger Elch | Elche (Alces Alces) haben einen stabilen Magen, selbst sie vertragen aber größere Mengen an giftigen Alkaloiden in der Nahrung nicht gut. Offenbar versuchen sie daher, mit ihrem Speichel an häufig genutzen Fraßstellen dafür zu sorgen, dass alkaloidproduzierende Pilze langsamer wachsen.

Belegen sollte diese Hypothese ein Versuch mit Elchen und Rentieren, den beiden großen sabberfreudigen Vegetariern des Nordens: Die Forscher machten sich Routineuntersuchungen an Zootieren zu Nutze und zapften von ihnen, während die Tiere narkotisiert waren, größere Mengen Speichel ab. Diesen – und zum Vergleich destilliertes Wasser – tröpfelten sie dann auf eine der Lieblingsspeisepflanzen der nördlichen Pflanzenfresser, den Rot-Schwingel Festuca rubra.

Das Süßgras ist eine der Pflanzen, die sich mit einem Gift vor dem Gefressenwerden zu schützen versucht: In ihrem Inneren versorgt sie die Hyphen eines Pilzes, Epichloe festucae, welcher die Wirtspflanze im Gegenzug mit der Produktion von Mutterkornalkaloiden wie dem Ergovalin bewaffnet. Im Speicheltest sollte sich nun zeigen, ob chronisch angesabberte Pflanzen weniger Pilze – und damit weniger Giftstoffe – beherbergen; also für Pflanzenfresser verdaulicher sind.

Das Ergebnis der Mühen war allerdings bestenfalls ambivalent: Zwar schien Rentier- und Elchspucke das Pilzwachstum insgesamt irgendwie zu hemmen – kein Wunder, sind im Speichel doch bekannte pilzhemmende Substanzen enthalten –, wissenschaftlich wasserdicht ließ sich das aber auf die Schnelle nicht erhärten. Immerhin erwies sich aber, dass die Menge an produziertem Ergovalin-Abwehralkaloid in eingespeichelten Pflanzen deutlich sank – wenn auch erst nach rund acht Wochen. Vielleicht bringt es den Tieren also etwas, wenn sie immer an denselben Pflanzen naschen?

Rüstungswettlauf zwischen Pflanze und Pflanzenfresser

Demnach, so Tanentzap, habe man das erste Indiz dafür gefunden, dass Pflanzenfresser tatsächlich den Pilz-Pflanze-Verteidigungsring nachhaltig und gezielt mit ihren Spuckeenzymen stören können. Weitere Versuche müssen nun die offenen Fragen klären. Zum Beispiel die, ob angeknabberte Pflanzen passiv bleiben oder Wege gefunden haben, die Alkaloidmengen kurzfristig hochzuschrauben, sobald ihre Blattflächen beschädigt werden. Erste Vergleiche der Forscher zeigen zudem, dass ein derart reaktives Verteidigungssystem nur von Pflanzen in bestimmten Regionen eingesetzt wird, in denen es sich lohnt, die Energieressourcen situationsangepasst mal in Verteidigung oder mal in Wachstum zu investieren.

Jedenfalls: Zwischen Elch, Rentier und ihrem Lieblingsgericht scheint ein aggressiv ausgetragener Rüstungswettlauf stattzufinden, der derzeit unentschieden steht. Wie viel friedlicher wirkt dagegen die Variante der Schafe: Ihr Speichel scheint einfach dafür zu sorgen, dass leckeres Gras schneller und kräftiger wächst. Womöglich eher eine Win-win-Situation für beide Beteiligten.

30. KW 2014

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 30. KW 2014

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