Forschung: Koevolution von Kohl und Schmetterling

Einige Schmetterlingsarten wie der Große Kohlweißling haben sich im Laufe der Evolution perfekt an die Abwehrstoffe der Kohlpflanzen angepasst. Das hat eine Untersuchung eines internationalen Wissenschaftlerteams bestätigt, an der auch das Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena beteiligt war.

Kohlpflanzen haben eine raffinierte Abwehrstrategie gegen gefräßige Schädlinge entwickelt: ein Zwei-Komponenten-System. Es besteht aus nicht-giftigen Vorstufen der Senfölglykoside und pflanzlichen Enzymen, die räumlich voneinander getrennt sind. Erst durch Verletzungen des Pflanzengewebes - etwa durch Raupenfraß - kommen die beiden Komponenten zusammen. Es kommt zu einer chemischen Reaktion, bei der verschiedene giftige Abbauprodukte gebildet werden - die "Senfölbombe". Für den Menschen sind diese Substanzen kulinarisch interessant, da sie beispielsweise dem Senf und dem Meerrettich seine Schärfe geben. Auf Schädlinge dagegen wirken sie abschreckend oder sogar giftig.

Einige Schädlinge wie die Weißlinge (Familie Pieridae) haben sich auf den Verzehr von Kohlpflanzen spezialisiert und effektive Strategien entwickelt. Das Wettrüsten der Schmetterlinge und ihrer Wirtspflanzen fand in einem Zeitraum von fast 80 Mio. Jahren statt und ließ zahlreiche neue Arten entstehen. Experten nennen diesen Prozess Koevolution: Auf eine Anpassung in der chemischen Verteidigung der Pflanzen folgten die Schmetterlinge bzw. die Raupen mit Mechanismen, die ein gefahrloses Fressen erlaubten. Bei den Raupen waren je nach Wirtspflanze verschiedene Gene aktiv, um das Gemüse so gut wie möglich zu entgiften.

Die Fortschritte auf beiden Seiten sind durch neue Kopien bereits vorhandener Gene entstanden. Es waren keine einfachen Mutationen im Erbgut, wie die Untersuchungen gezeigt haben. Wenn Schmetterlingsarten ihre Wirtspflanzen wechselten und beispielsweise Misteln bevorzugten, verloren sie die Fähigkeit zur Überwindung der Senfölbombe. Die zugehörigen Gene waren interessanterweise komplett aus dem Genom verschwunden. (Quelle: www.aid.de)