Bitterer Nektar und Blütenduft

Zwei Inhaltsstoffe der Blüte: Nikotin (N) im Nektar, der sich im Blütenboden befindet, und Benzylaceton (BA), das im Bereich der Blütenkrone als Duftstoff
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Zwei Inhaltsstoffe der Blüte: Nikotin (N) im Nektar, der sich im Blütenboden befindet, und Benzylaceton (BA), das im Bereich der Blütenkrone als Duftstoff abgegeben wird.

Erfolgreiche Reproduktion bzw. Fortpflanzung ist der Schlüssel für Darwinsche Fitness. Wer die meisten überlebenden Nachkommen zeugt, besitzt in der Evolution einen entscheidenden Vorteil. Im Tierreich bringen Weibchen und Männchen ihre Keimzellen (Eizelle und Spermium) "persönlich" zueinander – durch Aufsuchen des Sexualpartners, Begattung und anschließende Befruchtung. Pflanzen hingegen sind als sesshafte Lebewesen auf die Hilfe Dritter angewiesen - Insekten oder andere Nektar suchende Tiere. Um diese anzulocken, bedienen sie sich entsprechender Signale: leuchtende Blütenfarben oder betörende Düfte.

Giftige und bittere Bestandteile des Nektars sollten dagegen eher der Abschreckung von Fraßfeinden dienen. Interessanterweise spielen diese Inhaltsstoffe - neben dem Duft - aber auch eine entscheidende Rolle für die Befruchtung und damit die Samenproduktion der Pflanzen: In wohldosierter Menge sorgt das Nikotin im Nektar nämlich zusammen mit dem Lockstoff Benzylaceton für eine Optimierung der "Besucherfrequenz" an Blüten durch Pollen übertragende Kolibris und Schwärmermotten und sichert so die Auskreuzung und Produktion neuer Tabaksamen wie Forscher vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie herausgefunden haben.

Um einen genaueren Einblick in die "Blütenbiochemie" der Tabakpflanze (Nicotiana attenuata)und ihre ökologischen Wechselwirkungen mit den mobilen Besuchern zu erhalten, erzeugten die Max-Planck-Forscher vier verschiedene transgene Pflanzenlinien: Neben den Kontrollpflanzen wurden Pflanzen kultiviert, die entweder kein Nikotin herstellen konnten oder kein Benzylaceton (ein aus der Kakaobohne bekannter Duftstoff, der dem des Jasmins und der Erdbeere ähnelt). Die vierte Pflanzenlinie konnte weder Nikotin noch Benzylaceton synthetisieren. Wie entsprechende Kontrollexperimente zeigten, waren Wachstum, Blüten- und Nektarbildung durch die gentechnische Veränderung nicht beeinflusst. Allerdings änderte sich die Häufigkeit der Blütenbesuche durch Nektar suchende Insekten und Kolibris.

Nektar mit bitterem Beigeschmack

Die Forscher maßen das jeweilige Volumen des Blütennektars: In den Pflanzen, die kein Nikotin mehr bilden konnten, war das Volumen nur noch halb so groß wie in den Kontrollpflanzen und in jenen Pflanzen, die kein Benzylaceton als Lockstoff mehr bilden konnten. "Blumenbesucher müssen zunächst einmal durch den Duftstoff angelockt werden – er leitet sie zur Nektarquelle - und sie trinken dann offenbar mehr Nektar, wenn dieser nicht durch Nikotin verbittert ist", erklärt Danny Kessler.

Mithilfe von Videokameras konnten die Forscher diese Ergebnisse bestätigen: Tatsächlich bekamen die Pflanzen aus den beiden Linien, die keinen Lockstoff mehr produzieren konnten, nur wenige Besuche von Kolibris (z.B. Archilochus alexandri) und Linienschwärmermotten (Hyles lineata). Und wenn die Tiere an Blüten saugten, deren Nektar die natürliche Menge des abstoßenden Nikotins enthielten, verweilten sie nur kurze Zeit dort, während sie gern und lange den nikotinfreien Nektar der entsprechenden transgenen Linien genossen. Dies betraf vor allem die Kolibris.

"Allerdings sagen solche Beobachtungen nichts darüber aus, ob sich dieses unterschiedliche Besuchsverhalten auch auf den Auskreuzungs- und damit den Fortpflanzungserfolg der Pflanzen, das heißt ihre Fitness im Darwinschen Sinne auswirkt", so Kessler. Und das ist eine grundlegende Frage in der Biologie. „Nichts in der Biologie ergibt einen Sinn außer im Licht der Evolution“, lautet der berühmte Ausspruch des Evolutionsbiologen Dobzhansky. Also machten sich die Jenaer Forscher an eine entsprechende "Fitnessanalyse".

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