Pilz neutralisiert die Abwehr von Borkenkäfern

Fichtenrinde ist reich an phenolischen Verbindungen, die die Bäume vor krankheitserregenden Pilzen schützen. Ein Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena hat nun untersucht, wie diese pflanzlichen Abwehrstoffe im Nahrungsnetz weiterwirken – insbesondere bei Fichtenborkenkäfern, die diese Verbindungen mit ihrer Nahrung aufnehmen.

Mittels modernster analytischer Methoden untersuchte das Team, welche chemischen Verbindungen die Fichten als Abwehrstoffe produzieren, und wie diese von den Käfern verstoffwechselt werden. Sie zeigten, dass Borkenkäfer, die pflanzlichen Abwehrstoffe in den Leitgefäßen der Bäume nutzen um ihre eigene Abwehr gegen Krankheitserreger zu stärken. Dabei wandeln sie diese Verbindungen enzymatisch in noch giftigere zuckerfreie Aglykone um, die eine erhöhte antimikrobielle Aktivität aufweisen und als effektive Verteidigung gegen Pilze dienen.

Im nächsten Schritt untersuchten die Wissenschaftler die Wirkung der Käferabwehrstoffe auf den Pilz Beauveria bassiana. Analysen zeigten, dass der Schlauchpilz einen zweistufigen Entgiftungsweg nutzt: Erstens durch die Glykosylierung, die Wiederanbindung eines Zuckers an die Aglykone, und zweitens durch die Methylierung, die Anbindung einer Methylgruppe an den Zucker. Die daraus entstehenden Methylglykosid-Derivate sind für Beauveria bassiana nicht mehr giftig. Interessanterweise erhöht die Methylglykosylierung den Pilzbefall – besonders bei Käfern, die zuvor pflanzliches Gewebe mit hohem Phenolgehalt konsumiert hatten.

Die Studie macht deutlich, dass chemische Abwehrstoffe, die von einem Baum produziert werden, in der Nahrungskette mehrere Umwandlungen und Rückumwandlungen durchlaufen können – mit weitreichenden Konsequenzen für das evolutionäre Wettrüsten zwischen Wirt, Schädling und Pathogen. Die Erkenntnisse können bei der Entwicklung wirksamerer biologischer Schutzmittel gegen Borkenkäfer helfen.

Foto: Benjamin Weiss/Max-Planck-Institut für chemische Ökologie