LJ_15_11

More documents

Recommendations

Info

Journal Club Chemische Ökologie in Stuttgart Ein Schnellkäfer der Art Idolus picipennis. Ähem,... sicher? Eigen-artiger Käferduft Foto: Christian König Im Schwarzwald gingen Schnellkäfer der Art Idolus picipennis in die Pheromonfallen Hohenheimer Entomologen, in Schwaben hingegen blieben sie leer. Der Grund: Die beiden äußerlich sehr ähnlichen Käferpopulationen gehören zu verschiedenen Arten, die auf unterschiedliche Sexualpheromone reagieren. Sexualpheromone sind Botenstoffe, die Paarungspartner anlocken. Vor allem bei Insekten spielen sie eine wichtige Rolle. Hat man die chemische Struktur dieses Kommunikationsmittels identifiziert, kann man das Pheromon auch synthetisch erzeugen und seine Lockwirkung nutzen, um die ahnungslosen Tiere einzufangen. Eine Pheromonfalle befreit den Kleider- oder Küchenschrank von Motten. Im größeren Stil kann man damit auch Schädlinge wie etwa Drahtwürmer vom Acker fernhalten. Drahtwürmer sind keine Würmer im eigentlichen Sinne, sondern die Larven des Schnellkäfers. Ihren Namen tragen Schnellkäfer nicht etwa, weil sie schnell laufen können. Vielmehr besitzen sie einen Sprungapparat, mit dem sie bei Gefahr hoch in die Luft schnellen. So können sie sich beispielsweise aus dem Schnabel eines Vogels befreien. Gefürchtete Arten Unter Landwirten sind einige Schnellkäferarten gefürchtet. Ihre Larven fressen die Wurzeln von Getreidepflanzen, Kartoffeln, Erdbeeren, Salat, Spargel, Zwiebeln, Gurken, Tomaten, Zuckerrüben und so weiter. Fängt man die adulten Tiere mit Pheromonfallen, bleibt auch der gefräßige Nachwuchs aus – und zwar ganz ohne den Einsatz von Insektiziden. 30 Christian König beim gaschromatographischen Pheromonbestimmen Foto: Anna-Lena Krause Doch nicht alle Schnellkäferarten sind Schädlinge. Von den weltweit rund 10.000 Arten kommen etwa 180 in Deutschland vor. Darunter auch sehr seltene, besonders schützenswerte, über die nur wenig bekannt ist. An diesen Arten forschen die Tierökologen der Universität Hohenheim unter der Leitung von Johannes Steidle. Doch wie kann man das Vorkommen der teilweise nur wenige Millimeter kleinen, seltenen Käfer erfassen und überwachen? Die Schnellkäferart Idolus picipennis lebt bevorzugt auf Büschen in der Nähe von Blockhalden – das sind Ansammlungen großer Steine, die man beispielsweise in den Alpen, im Voralpenland und im Schwarzwald findet. Damit man die Tierchen nicht mühevoll im Gestrüpp auf felsigem Untergrund einsammeln muss, sind Fallen mit künstlichen Pheromonen praktische Hilfsmittel. Till Tolasch und seine Hohenheimer Arbeitsgruppe „Pheromone“ nutzten sie, um das Vorkommen von Idolus picipennis im Schwarzwald sowie die Spezifität der Pheromone zu untersuchen. Dies gelang den Biologen so gut, dass sie befürchteten, durch weitere Pheromonfallenversuche der Population der seltenen Käfer in diesem Gebiet zu schaden. „Wir wussten auch von Sammlern, dass sie nur selten gefangen werden“, erzählt Tolaschs Kollege Christian König. Deshalb wichen sie für weitere Versuche auf die schwäbische Alb aus. Doch obwohl sie genau wussten, dass auch dort Schnellkäfer dieser Art vorkommen, blieben die Pheromonfallen am zweiten Standort leer. Um der mangelnden Anziehungskraft des Duftstoffes am schwäbischen Standort auf den Grund zu gehen, sammelten die Forscher dort einige Weibchen ein. Weibliche Schnellkäfer der Unterfamilie Elaterinae tragen an ihrem Legeapparat zwei kleine Pheromonreservoire. Diese präparierten die Forscher vorsichtig ab und lösten den Inhalt in Dichlormethan. Mittels gekoppelter Gaschromatographie/Massenspektrometrie (GC-MS) analysierten sie anschließend die chemische Zusammensetzung des Lockstoffes. „Und die war komplett anders als bei den Tieren, die im Schwarzwald leben“, betont König. Ein einziges Insekt reicht heute aus, um die chemische Zusammensetzung seines Lockstoffes zu identifizieren. Das war vor über 65 Jahren, als das erste Pheromon strukturell aufgeklärt wurde, noch undenkbar: Der deutsche Biochemiker Adolf Butenandt benötigte 1959 dafür etwa 500.000 Seidenspinnerweibchen (Bombyx mori), aus deren Abdominaldrüsen er nach über 20 Jahren Forschung 15 mg flüssiges Pheromon isolierte. Farnesyl- statt Nerylverbindungen Die Hohenheimer Entomologen benötigten viel weniger Exemplare um herauszufinden, dass die Schnellkäfer aus dem Schwarzwald ganz andere Pheromone bilden als die Vertreter von der schwäbischen Alb: Während erstere sich von einer Mi- 11/2015 Laborjournal
JOURNAL CLUB schung aus Nerylhexanoat in Kombination mit Neryloctanoat anlocken ließen, hatten die Käfermännchen vom anderen Standort eine Vorliebe für Geranylhexanoat, Farnesylhexanoat und Farnesyloctanoat. Das bedeutete auch, dass es sich bei den Vertretern von idolus picipennis um zwei kryptische Arten handeln muss, da die beiden Sexualpheromone ausschließlich arteigene Männchen anlocken. Dadurch entsteht eine Fortpflanzungsbarriere. Und noch andere Duftbarrieren Der Doktorand Christian König nutzte dieses Wissen, um nach weiteren Arten zu suchen, die sich unter dem Namen idolus picipennis verbergen. Die Ergebnisse publizierte er als Erstautor im Journal of chemical ecology (vorab online, doi: 10.1007/ s10886-015-0606-6). In den Saar-Steilhängen in Rheinland-Pfalz fand er einen weiteren Käfertyp, den er anhand seiner spezifischen Sexualpheromone identifizierte. In den Drüsen der Käferweibchen fand er weder Neryl-, noch Farnesylester, sondern ausschließlich Geranylverbindungen. Im Feldversuch sollte sich dann herausstellen, ob es sich tatsächlich um eine dritte Art handelt. Die Forscher hängten im Saarland, im Schwarzwald und in der Pfalz je vier unterschiedliche Pheromonfallen auf. Ein mit Nadeln eingestochenes PCR-Tube diente dabei als Lockstoffverteiler. Die Fallen wurden jeweils mit einer synthetischen Pheromonmischung gefüllt, die vierte diente als Kontrolle. Tatsächlich flogen die idolus-Männchen fast ausschließlich in die Fallen, die wie die Weibchen ihres Typs rochen. In der Pfalz fingen die Biologen über 2000 Exemplare des neuen Typs. Dieser kam auch im Saarland vor – und zwar an der gleichen Stelle wie die neue Art, die sie zuvor entdeckt hatten. Dennoch interessierten sich auch hier die Käfermännchen ausschließlich für die Lockstoffe „ihrer“ Weibchen. An den drei Standorten verirrte sich nur maximal ein Prozent in die Fallen, die keine Pheromone oder die eines anderen Typs enthielten. Somit war klar: Die Forscher haben eine weitere Art entdeckt. Doch lassen sich die Schnellkäferarten wirklich nur anhand ihrer Pheromone auseinanderhalten? „Wir haben uns aus Sammlungen in ganz Europa die Käfer zuschicken lassen und alle miteinander verglichen“, berichtet der Doktorand. „Dabei haben wir gesehen, was auch vorher schon bekannt war, dass sie sehr variabel sind. Es gibt größere und kleinere, welche mit gelben Streifen, einige sind ganz schwarz, oder haben vorne und hinten Punkte. Aber Laborjournal 11/2015 es gab nichts Handfestes, um sie nach Arten aufzutrennen. Deswegen wurden in früheren Zeiten einige Käfer als neue Arten beschrieben, aber dann doch wieder alle unter idolus picipennis synonymisiert“. Schließlich fand Christian König drei Merkmale, anhand derer die kryptischen Schnellkäferarten auch morphologisch bestimmt werden können: Ist das zweite Antennensegment länger als das dritte, kann es sich nur um eine der beiden neu entdeckten Arten handeln, wobei die Stirn der im Saarland entdeckten Art spitzer zuläuft als die der Käfer aus der Pfalz. Schwierige Namensfindung Was jetzt noch fehlt, sind Namen für die kryptischen Arten, die momentan alle noch idolus picipennis heißen. Käferarten (neu) zu benennen klingt einfach – ist es aber nicht. „Man muss ganz genau schauen, ob die neu aufgetrennte Art schon einmal beschrieben wurde“, erläutert König. Für den Biologen bedeutet das: Er sucht Beschreibungen heraus, die teilweise noch aus dem 19. und 20. Jahrhundert stammen. Sofern Typen – von den Autoren bei der Erstbeschreibung einer neuen Art festgelegte Exemplare – in Museen vorhanden sind, können diese nochmals morphologisch untersucht werden. Ist dies nicht der Fall, muss er eben selbst in die Regionen fahren, in denen die Erstbeschreiber damals die Typen gefangen haben, und dort nach den Käfern suchen. „Das habe ich in den letzten Jahren gemacht. Ich bin quasi quer durch Europa gefahren, habe mir die Standorte noch einmal angeschaut und dort Käfer gesucht“. Unter anderem war der Käfersammler dafür in Rumänien, im Pariser Becken, im Zentralmassiv und in den Pyrenäen. „Dann entscheidet sich, ob die Käfer einen alten oder neuen Namen bekommen“, so König. Um an den richtigen Stellen zu suchen, musste er sich immer wieder fragen, wo sich ein Schnellkäfer wohlfühlen würde. „Manchmal fühlte ich mich dann auch wie ein Käfer“, erinnert sich der Doktorand. Wie die Namen der südwestdeutschen Schnellkäferarten lauten und ob bei der europaweiten Suche noch mehr neue Arten entdeckt wurden, wird demnächst veröffentlicht. Außerdem wollen die Entomologen durch die Analyse unterschiedlicher Zielgene mehr über die reproduktive Isolation der Schnellkäfer herausfinden. Die genetischen Untersuchungen ermöglichen außerdem eine phylogenetische Zuordnung, mit der sich auch die Evolution der Arten und ihrer Sexualpheromone rekonstruieren lässt. AnnA-LenA KrAUSe 31 T CELL COMPANY ELISpot strips Why waste an entire ELISpot plate for few samples? Use strips instead! IFN-γ IL-2 IL-4 IL-6 IL-10 IL-17A IL-21 Granzyme B Now available. www.Lophius.com
Page 3 and 4: Editorial Kaum ein Begriff ist zule
Page 5 and 6: Neu: 4 Liter Kapazität Mehr Kapazi
Page 7 and 8: Certain configurations of this prod
Page 10 and 11: NACHRICHTEN Preise kompakt ➤ An d
Page 12 and 13: NACHRICHTEN Frisch gefördert... DF
Page 14 and 15: HINTERGRUND „Jugend forscht“-Ju
Page 16 and 17: HINTERGRUND Foto: Jugend forscht f
Page 18 and 19: Hintergrund Illustr.: slate.com Ant
Page 20 and 21: Hintergrund Im Gespräch: Johannes
Page 22 and 23: Hintergrund Gedanken, was wir mit d
Page 24 and 25: SERIE Foto: iStockphoto / calvio An
Page 26 and 27: RÄTSEL Preisrätsel: Kennen Sie de
Page 28 and 29: Journal Club Vogel-Partnerschaft in
Page 32 and 33: Journal Club Stichwort des Monats S
Page 34 and 35: STATISTIK Tabellen auf der folgende
Page 36 and 37: Statistik Publikationsanalyse 2009
Page 38 and 39: Special: Zellbiologie / Zellanalyti
Page 52 and 53: SPECIAL: ZELLBIOLOGIE / ZELLANALYTI
Page 58 and 59: SPECIAL: ZELLBIOLOGIE / ZELLANALYTI
Page 62 and 63: WIRTSCHAFT 62 Wirtschafts-Ticker Di
Page 64 and 65: WIRTSCHAFT Gründerportrait: Peter
Page 66 and 67: Wirtschaft So fing er schnell an, s
Page 68 and 69: Wirtschaft Foto: PNAS Produktübers
Page 70 and 71: WIRTSCHAFT Systeme zur Herstellung
Page 72 and 73: WIRTSCHAFT Nachtrag In der Produkt
Page 74 and 75: Methode Neulich an der Bench (158):
Page 76 and 77: Wirtschaft Verbraucherservice Neue
Page 78 and 79: BUCH ET AL. Großformatige Naturkal
Page 80 and 81:
Ohne Worte... Buch et al. Buchrezen
Page 82 and 83:
SERVICE 24.2.-27.2. Berlin 32. Deut
Page 84 and 85:
SERVICE Fortbildungen Kurse 2015 Bi
Page 86 and 87:
SERVICE Molekularbiologie (Forts.)
Page 88 and 89:
SERVICE 16. NOVEMBER BIS 15. DEZEMB
Page 90 and 91:
Page 92 and 93:
Page 94 and 95:
SERVICE Hier beginnt der Stellenmar
Page 96 and 97:
SERVICE Ph.D. student p
Page 98 and 99:
Comic 98 11/2015
Page 100:
CELL SIGNALING TECHNOLOGY EPIGENETI
show all

LJ_15_11

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?