Warum sollten Sie sich die Mühe machen, Ihr eigenes Gift herzustellen, wenn Sie es einfach aus dem Essen, das Sie essen, wieder verwenden können? Das ist zumindest die effiziente und energiesparende Strategie, die viele Raupen anwenden. Pflanzen enthalten alle Arten bösartiger chemischer Abwehrkräfte, und Raupen, die für den Umgang mit diesen Giften geeignet sind, recyceln sie leicht, um alles abzuwehren, von Vögeln über Ameisen bis hin zu Spinnen.
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Auch Nikotin ist eine dieser wirksamen Chemikalien. Bei Tieren, die nicht darauf eingestellt sind, damit umzugehen, kann es zu Verwüstungen an einem Rezeptor kommen, der die neuromuskuläre Kontrolle vermittelt. Der Tabakhornwurm begrüßt dieses Gift jedoch. Diese kleine grüne Raupe frisst auf nikotinhaltigen Blättern in Mengen, die andere Tiere töten würden. Forscher haben festgestellt, dass Raupen, die sich von nikotinreicheren Pflanzen ernähren, tendenziell weniger Raub von Ameisen und Wespen aufweisen als solche, die Blätter mit geringerem Nikotingehalt essen. Aber wie genau die Insekten die Chemikalie verwenden, um diese Raubtiere abzuhalten, blieb ein Rätsel.
Um mehr zu erfahren, haben Forscher des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Deutschland an der Genetik von Tabakpflanzen herumgebastelt. Sie konstruierten einige Pflanzen, um die Fähigkeit der Raupe, Nikotin zu erkennen, zu beeinträchtigen und ein mit Nikotin assoziiertes Gen zum Schweigen zu bringen, das andernfalls eingeschaltet würde, wenn die Raupen diese Chemikalie verschluckten. Sie verfolgten dann einen "Ask the Ecosystem" -Ansatz und pflanzten die Tabakpflanzen in Utah, wo sie einheimisch sind. Das Team ließ die Natur an die Arbeit gehen und beobachtete, wie die Nikotin-Gen-Silencing-Pflanzen die Run-Ins der Wildraupen mit natürlichen Raubtieren beeinflussten.
Sie begannen schnell zu bemerken, dass die Raupen nachts verschwanden, aber sie fehlten fast ausschließlich an den Gen-Silencing-Pflanzen und nicht an den normalen, nicht entwickelten. Bei weiteren Untersuchungen stellten sie fest, dass nächtliche Wolfsspinnen die Raubtiere waren, die für das Aufnehmen der saftigen nächtlichen Raupensnacks verantwortlich waren. Diese Beobachtung bestätigte, dass das bestimmte Gen, das von den gentechnisch veränderten Pflanzen zum Schweigen gebracht wird, wahrscheinlich eine wichtige Rolle für die Fähigkeit der Raupe spielt, Nikotin zu verwerten.
Eine Wolfsspinne genießt ein tabakfreies Mittagessen. (Foto von Pavan Kumar) Anschließend verlegten die Forscher ihr Experiment ins Labor, fütterten die Raupen mit nikotinhaltigen Blättern und untersuchten akribisch die molekularen Reaktionen und Nikotinkonzentrationen in den Körpern der sich windenden Insekten. Seltsamerweise verschwand immer wieder eine kleine Menge an verbrauchtem Nikotin - etwa 0, 65 Prozent - aus den Raupensystemen und konnte nicht berücksichtigt werden.
Um herauszufinden, was die Raupen vorhaben könnten, führten die Forscher Beobachtungslaborstudien durch und führten Raupen mit und ohne intakte nikotinfreisetzende Gene in eine gladiatorähnliche Arena ein, in der sich eine hungrige Wolfsspinne befindet. Das Angriffsverhalten der Spinne lieferte schließlich den Hinweis, den das Team brauchte, um das Verteidigungsgeheimnis der Raupe zu knacken. Spinnen sprangen anfangs auf die mit Nikotingen aktivierten Raupen, sprangen dann aber zurück, bevor sie in ihre potenzielle Beute beißen, wie in diesem Video gezeigt:
(Video von Sagar Pandit) Wenn Spinnen jedoch auf Raupen stießen, deren Nikotingen zum Schweigen gebracht wurde, wurden sie fröhlich niedergeschlagen:
(Video von Sagar Pandit) Nach dem Angriff traten keine Nikotinspuren auf der Haut der spinnenabweisenden Raupen auf, was die Forscher veranlasste, den Raum um die Raupen herum zu testen. Sie fanden kleine Nikotinstöße, die die Luft um die Köpfe der traumatisierten Raupen hüllten. Weitere Analysen ergaben, dass die Raupen ein wenig Nikotin aus ihrer Nahrung entfernen, um es als giftige Mundgeruchswolke auszublasen.
Mit anderen Worten, was die Spinnen betrifft, haben die Raupen einen sehr schlechten Atem, beschreibt das Team in Proceedings of the National Academy of Sciences . Zumindest in diesem Fall erweist sich das Äquivalent der Natur zu Passivrauch eher als Lebensretter als als als Mörder.
