Klonkriege auf Planet Pflanze

Warum gehören Blattläuse zu den schlimmsten Feinden in unseren Gärten? 

Welche Eigenschaften machen auf dem Schlachtfeld einen mächtigen Feind aus? Ist es die Fähigkeit, Angriffe abzuwehren, seine Truppen schnell zu vermehren, neue Gebiete zu erobern oder sich mit mächtigeren Gegnern zu verbünden? Ihre geringe Grösse täuscht: Wenn es um Pflanzen geht, gehören winzige Blattläuse zu den schlimmsten Feinden, die all diese strategischen Eigenschaften verkörpern – und noch mehr. 

• Ausweichtaktik: Mit den in ihrem Speichel enthaltenen Proteinen können Blattläuse die pflanzliche Abwehr schwächen und so ihren Fress- und Vermehrungserfolg steigern. 
• Schnelle Vermehrung: Aufgrund ihrer hohen Vermehrungsrate und ihres schnellen Lebenszyklus kann eine Population von wenigen Blattläusen innerhalb weniger Wochen auf Hunderte oder Tausende anwachsen. 
• Strategische Ausbreitung: Unter Stress treten geflügelte Blattläuse auf, die sich über weite Strecken ausbreiten und neue Pflanzen besiedeln können.

• Verteidigungsbündnisse: Der Honigtau einiger Blattläuse kann Ameisen anlocken, die sie wiederum vor Räubern und Parasitoiden schützen. Lesen Sie mehr darüber in unserem Artikel “Scheinheilige Ameisen”. 
• Krankheitsübertragung: Blattläuse sind wichtige Überträger von Pflanzenviren. Während nicht geflügelte Blattläuse Viren effektiv auf Pflanzen in der Nähe übertragen können, sind geflügelte Blattläuse in der Lage, Viren über grosse Entfernungen zu verbreiten. 
• Geheime Waffen: Blattläuse können bestimmte Bakterien beherbergen, die im Tausch gegen Schutz und Nährstoffe dazu beitragen können, die pflanzliche Abwehr zu schwächen, Viren effizienter zu übertragen oder den Angriff anderer Feinde, wie parasitischer Wespen, zu überleben.  

Die unsichtbaren Verbündeten der Blattläuse

In jeder Blattlaus lauert eine Vielzahl von mikroskopisch kleinen Verbündeten – Endobakterien*. Jede Blattlaus ist zwangsläufig mit einer Bakterienart verbunden, in der Regel Buchnera aphidicola, die essenzielle Aminosäuren synthetisiert, die in der Hauptnahrung der Blattlaus, dem Pflanzensaft, knapp sind. Im Gegenzug bieten die Blattläuse diesen winzigen Symbionten* ein sicheres Zuhause, einschliesslich spezialisierter Zellen, die Bakteriozyten genannt werden, sowie eine ständige Versorgung mit Nährstoffen. 

 Diese Beziehung ist das Ergebnis eines langen ko-evolutionären Prozesses, der so erfolgreich war, dass Blattläuse auch andere Endobakterien für verschiedene Zwecke beherbergen können. Diese werden oft als “fakultative Endosymbionten*” bezeichnet und können Blattläusen helfen, mit der pflanzlichen Abwehr fertig zu werden, die Immunität gegen Krankheitserreger und Parasitoide zu stimulieren, Merkmale wie die Farbe und die Produktion geflügelter Nachkommen zu modulieren und Interaktionen von Blattläusen mit vielen anderen Organismen zu vermitteln. 

Diese verborgenen Akteure sind von grundlegender Bedeutung für die Biologie der Blattläuse und zeigen die komplizierten Auswirkungen der mikrobiellen Welt auf umfassendere ökologische Prozesse.

Es gehören zwei dazu

In meiner Forschung wird untersucht, wie die unsichtbaren Verbündeten der Blattläuse, endosymbiotische Bakterien, die Übertragung von Pflanzenviren beeinflussen. Wir haben herausgefunden, dass bestimmte fakultative Endobakterien (z. B. Hamiltonella defensa) die Eigenschaften von Blattläusen in einer Weise beeinflussen können, die die Ausbreitung von Krankheiten fördert. Wenn beispielsweise Blattläuse, die dieses spezifische Endobakterium beherbergen, frei von einem Pflanzenvirus sind, ziehen sie es vor, sich von virusinfizierten Pflanzen zu ernähren, wobei sie sich mit dem Virus anstecken. Sobald sie sich jedoch mit dem Virus infiziert haben, verlagert sich die Vorliebe dieser Blattläuse auf gesunde Pflanzen – eine Verhaltensänderung, die die Verbreitung des Virus fördert. Darüber hinaus können diese Blattläuse viel mehr Pflanzen infizieren als Blattläuse mit anderen Endobakterien, was darauf hindeutet, dass bestimmte versteckte Partner eine wichtige Rolle bei der Fähigkeit der Blattläuse spielen, Pflanzen zu befallen. Mit anderen Worten: Es braucht eine Blattlaus, um bestimmte Pflanzenviren zu übertragen, aber Blattläuse, die mit bestimmten Bakterien assoziiert sind, können das viel besser!

Diese Erkenntnis hat zu vielen weiteren Fragen über die faszinierenden Auswirkungen der mikrobiellen Welt auf die Übertragung von Krankheiten geführt, die wir erforschen: Wie fördern bestimmte Endobakterien die Übertragung von Pflanzenviren? Können Pflanzen auch mit ihren eigenen unsichtbaren Verbündeten gegensteuern? Wie sieht es mit den Auswirkungen auf andere Organismen in der Umwelt aus, z. B. Parasitoide und Fressfeinde? Wenn Blattläuse mit bestimmten Endobakterien besser gegen natürliche Feinde geschützt sind, kann das Virus dann dazu beitragen, dass bestimmte Blattlaus-Endobakterien-Verbände nahezu unbesiegbar werden? 

*Glossar

Endobakterien: Symbiotische Bakterien, die im Inneren eines anderen Organismus leben. 

Endosymbiont: Ein symbiotischer Organismus, der im Körper oder in den Zellen eines anderen Organismus lebt.  

Symbiont: Ein Organismus, der in enger Verbindung mit einem anderen Organismus einer anderen Art lebt (Symbiose), was zu gegenseitigem Nutzen, neutralen Effekten oder negativen Auswirkungen auf einen oder beide Symbionten führen kann.