Chemical communication in an aphid-natural enemy system : new mechanisms of aphid alarm signalling and wing induction

Hatano, Eduardo GND

Für in Gruppen lebende Insekten sind chemische Substanzen wichtige Informationsträger über unterschiedlich weite Distanzen. Chemische Kommunikation erlaubt den Insekten, strategisch ihre Fitness zu optimieren und ihre Aktivitäten eigenständig zu organisieren. In der Gegenwart eines Feindes können Insekten flüchtige organische Substanzen (Alarmpheromone) abgeben, um andere benachbarte Artgenossen über die unmittelbare Nähe des Feindes zu informieren. Die meisten Blattlausarten nutzen das Sesquiterpen (E)-β-Farnesen als die Hauptoder als die einzige Komponente ihres Alarmpheromons. Es wird in Tröpfchen, die durch ein Paar Siphone (Siphunculi) am Abdomen abgegeben werden, wenn eine Blattlaus angegriffen wird. Außer der Steigerung der Mobilität, um einem imminenten Angriffsrisiko zu entkommen, induziert (E)-β-Farnesen die Flügelbildung bei Blattläusen. Es erhöht das Zusammentreffen von alarmierten Blattläusen untereinander, und die taktilen Stimuli lösen die Flügelinduktion aus, ein Mechanismus, der gleichermaßen bei hohen Blattlausdichten zu beobachten ist. Dieser allgemeine Mechanismus erklärt, wie natürliche Feinde, auch wenn diese unterschiedliche Angriffsstrategien verfolgen, Flügelinduktion in der gleichen Weise stimulieren. Alarmierte Blattläuse bringen auch unter natürlichen Bedingungen, in denen Temperatur, Wind und Feuchtigkeit die Wahrnehmbarkeit des Alarmpheromons stark herabsetzten können, verstärkt geflügelte Nachkommen zur Welt. Jedoch ist das Überleben der Blattläuse im Freiland im Vergleich zu dem im Labor viel geringer. Das Reagieren auf (E)-β-Farnesen im Freiland ist daher risikoreich. Die Entscheidung der Blattläuse, nach einer neuen Pflanze zu suchen, hängt von Umweltbedingungen ab, birgt jedoch Risiken wie Tod durch Verhungern oder Fitnessverlust (z.B. längere Entwicklungszeit und geringere Fertilität). Ferner ruft (E)-β-arnesen ökologische Kosten, wie die Anlockung natürlicher Feinde, hervor. Blattlausprädatoren und Parasitoide sind in vielen taxonomischen Gruppen zu finden und nutzen chemische Signale, um ihre Beute oder ihren Wirt zu lokalisieren. Auf weite Entfernung spielen Pflanzenduftstoffe, vor allem von befallenen Pflanzen, eine wichtige Rolle, um die natürlichen Feinde zu den Stellen mit Blattläusen zu führen. Ist die Wirtspflanze der Blattläuse lokalisiert, können die Feinde chemischen Hinweise der Blattläuse, besonders das Alarmpheromon, nutzen, um ihre Beute zu finden. Auf kurze Entfernung ist das Alarmpheromon ist ein wichtiger und sehr verlässlicher Hinweis auf die Anwesenheit der Beute, da es direkt von Blattläusen abgegeben wird. Es ist sehr wahrscheinlich, daß (E)-β-Farnesen zusammen mit chemischen Hinweisen auf der Kutikula dazu dient herauszufinden, ob die Blattlaus ein passender Wirt ist. Neben der Rolle als Pheromon für Blattläuse und Kairomon für natürliche Feinde nützt (E)-β-Farnesen ebenso der räuberischen Gallmückenlarve, Aphidoletes aphidimyza. Die Larven dieser Gallmücke dienen als Beute für andere Blattlausfeinde. Wenn die Larven (E)-β-Farnesen der angegriffenen Blattläuse wahrnehmen, verlassen sie die Pflanze, um einer Prädation zu entgehen.

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Hatano, Eduardo: Chemical communication in an aphid-natural enemy system. new mechanisms of aphid alarm signalling and wing induction. 2010.

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