Chemische Reize bei der sexuellen Kommunikation parasitischer Hymenopteren (Pteromalidae) verschiedener Habitate
Final Report Abstract
Kutikuläre Kohlenwasserstoffen fungieren als Balzpheromone bei der sexuellen Kommunikation parasitischer Wespen. Vorangegangene Arbeiten hatten für die Art Lariophagus distinguendus demonstriert, dass kutikuläre Kohlenwasserstoffe der Weibchen arretierend wirken und Balzverhalten (Flügelschwirren, wing fanning) bei Männchen auslösen. Das vorliegende Projekt beschäftigte sich mit der Frage, ob die Wirtsarten, auf denen sich die Wespen entwickeln, die Zusammensetzung der kutikulären Kohlenwasserstoffe beeinflusst und somit möglicherweise zu einer reproduktiven Isolation beitragen. Lariophagus distinguendus parasitiert Juvenilstadien verschiedener vorratsschädlicher Käferarten. Unveröffentlichte Daten unser Kooperationspartner hatten gezeigt, dass es eine reproduktive Isolation bei solchen Parasitoiden gibt, die sich auf Kornkäfern {Sitophilus granarius) bzw. Brotkäfern {Stegobium paniceum) entwickelt haben. Es wurden die kutikulären Kohlenwasserstoffprofile von Wespen beiderlei Geschlechts, die von vier verschiedenen Wirtsarten stammten, mittels GC-MS analysiert. Die statistische Auswertung der Profile mit multivariaten Verfahren zeigte, dass sich die Profile männlicher und weiblicher Wespen tatsächlich klar anhand der Wirtsart unterscheiden ließen. Interessantenweise wichen hierbei die von S. paniceum stammenden Wespen besonders deutlich von den auf anderen Wirtsarten gezogenen Wespen ab. Weiterhin wurde in dem Projekt die Frage untersucht, ob die Profile kutikulärer Lipide von den L. distinguendus-Mänuchen als Gesamtheit perzipiert werden oder ob einzelne Schlüsselkomponenten alleine für deren verhaltensauslösende Wirkung verantwortlich sind. Hintergrund dieser Frage waren vorangegangene Untersuchungen, die gezeigt hatten, dass nicht nur Weibchen, sondern auch frisch geschlüpfte Männchen und Extrakte aus diesen Balzverhalten bei älteren Männchen auslösen und sehr junge Männchen somit offensichtlich auch das Pheromon besitzen. Anders als Weibchen desaktivieren Männchen aber das Pheromon nach dem Schlupf. Dieser Prozess korreliert mit dem Verschwinden einiger relativ kurzkettiger Kohlenwasserstoffe (Hauptkomponente: 3-Methylheptacosan) aus dem Profil der Männchen. Da diese Verbindungen in den bioaktiven Weibchenextrakten erhalten bleiben, stellte sich die Frage, ob sie auch kausal an der verhaltensauslösenden Wirkung der Profile beteiligt sind. Bioaktive Lipidextrakte von L. distinguendus Weibchen wurden mittels Größenausschlusschromatographie aufgetrennt, wobei eine vollständige Abtrennung aller mit der Bioaktivität korrelierenden Verbindungen gelang. Die beiden anderen Fraktionen enthielten höhermolekulare Triglyceride bzw. die restlichen, relativ langkettlgen Kohlenwasserstoffe. Biotests mit diesen Fraktionen alleine und in allen möglichen Kombinationen zeigten, dass alle drei Fraktionen inklusive der Triglyceridfraktion einen Beitrag zur verhaltensauslösenden Wirkung der Lipide leisten. Das Weglassen der kurzkettigen Kohlenwasserstofffraktion, das die Vorgänge bei der Desaktivierung männlicher Kohlenwasserstoffprofile simulierte, verringerte signifikant die Arretierung der Männchen auf mit Extrakt behandelten Papierscheibchen. Daneben verringerte sich auch signifikant die Intensität der komplexeren Verhaltenselemente „Antennieren" und „Flügelschwirren". Unsere Ergebnisse zeigen, dass das beobachtete Verschwinden einiger Kohlenwasserstoffe aus dem Profil älterer Männchen den Verlust der verhaltensauslösenden Wirkung erklären kann. Weiterhin deuten sie darauf hin, dass im Gegensatz zu anderen Insekten, wie z.B. einigen Käferarten, nicht einzelne Schlüsselkomponenten alleine verhaltensauslösend wirken, sondern das Profil als Gesamtheit perzipiert wird. Überraschend war das Ergebnis, dass auch die Triglyceridfraktion zur Bioaktivität beitrug, da Vertreter dieser Stoffklasse bislang kaum als Semiochemikalien bekannt waren.
Publications
-
(2009) Cuticular hydrocarbons as contact sex pheromone in the parasitoid Dibrachys cavus. Entomol. Exp. Appl. 139
Ruther, J., Döring M. & Steiner S.
