Die Ästige Sommerwurz ist eine 3 bis 40 cm hoch werdende, parasitäre Pflanze. Sie wurde in der Studie als Modellart verwendet.
gailhampshire, CC BY 2.0
Parasitische Unkräuter entziehen ihren Wirtspflanzen Wasser und Nährstoffe. Doch was macht diese Parasiten so erfolgreich? Ein Team um Professorin Susann Wicke vom Institut für Evolution und Biodiversität der Universität Münster hat nun untersucht, wie bestimmte Schmarotzerpflanzen ihre Saugorgane entwickeln, mit denen sie sich an die Wurzeln anderer Pflanzen anheften und ihnen Nährstoffe entziehen.
Voraktivierung des Saugorgans
Ein Fazit: Die Parasiten bilden bereits in ihren Samen verschiedene Stoffe und setzen sie frei. Sie stossen damit die Entwicklung ihrer Saugorgane, fachsprachlich Haustorien genannt, auch ohne einen Wirt an. So gelangen die jungen Parasiten sehr früh in einen Zustand, in dem sie besonders schnell und wirksam an eine Wirtspflanze andocken. Diese Aktivierung aus sich selbst heraus steigert ihre Fähigkeit, den Wirt erfolgreich zu befallen – ein zentraler Punkt, der erklärt, warum diese Unkräuter in der Landwirtschaft schwer zu kontrollieren sind.
Das Forschungsteam beobachtete dieses Phänomen bei drei Arten von parasitischen Sommerwurzgewächsen, die beispielsweise Raps, die Ackerbohne, Reis- oder Maispflanzen befallen und erhebliche Ertragseinbussen verursachen können. Darunter sind zwei Arten, die vollständig von Wirten leben, und eine andere, die nach einigen Wochen totaler Wirtsabhängigkeit teilweise Selbstständigkeit erlangt. Alle zeigten eine eigenständige Voraktivierung ihres Saugorgans, wenn auch in unterschiedlichem Ausmass.
Neue Ansatzpunkte für Gegenstrategien
«Damit weist unsere Studie darauf hin, dass dieser Mechanismus weiter verbreitet sein könnte als bislang angenommen», betont Susann Wicke. Die Ergebnisse stiessen einen grundlegenden Wandel im bisherigen Verständnis parasitischer Pflanzen an. Lange habe als unumstösslich gegolten, dass die Schädlinge erst mit der Ausbildung ihrer Saugorgane beginnen, wenn ein Wirt bestimmte Wachstumsfaktoren und bestimmte pflanzliche Hormone absondert.
Das Wissen, dass die Schädlinge ihre entscheidenden Entwicklungsschritte schon früh und aus eigener Kraft einleiten, schafft neue Ansatzpunkte für Gegenstrategien. Denkbar ist etwa, jene selbst erzeugten Stoffe gezielt zu blockieren, die den Aufbau der Saugorgane anstossen, oder in den Ablauf der früh aktiven Gene einzugreifen.
Dichte an Samen
Die Studie zeigt auch: Verschiedene Stoffgruppen entfalten zusammen eine viel stärkere Wirkung auf die Entwicklung der parasitischen Saugorgane als einzeln. Bestimmte Gene der parasitischen Pflanzen werden in einem sehr genauen zeitlichen Ablauf aktiv, darunter auch solche, die für die Entstehung von Leitbahnen wichtig sind, also die inneren Strukturen, über die der Parasit Wasser und Nährstoffe des Wirts aufnimmt.
«Samen anderer Pflanzen – ganz gleich, ob es sich um Wirtspflanzen oder Nicht-Wirte handelt – setzen Stoffe frei, die die Selbstaktivierung der Schädlinge zusätzlich verstärken», halten die Forschenden fest. Damit rückt die Dichte an Samen in Parasiten-verseuchten Böden als bisher wenig beachteter Faktor in den Fokus der Schädlingsbekämpfung.
