Bestäubung und Blütenduft bei Aristolochia-Täuschpflanzen
Biologie des Verhaltens und der Sinne
Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und anderen Organismen sind eines der faszinierendsten Themen in der Ökologie und Evolutionsbiologie, wobei die Bestäubung von Angiospermen durch Tiere stets besonderes wissenschaftliches Interesse hervorruft. In den letzten Jahrzehnten haben viele Studien erheblich zu unserem Verständnis der Vielfalt der Interaktionen zwischen Pflanzen und ihren Bestäubern beigetragen. Dennoch gibt es noch große Lücken im Verständnis vieler Bestäubungssysteme, besonders zwischen Täuschpflanzen und ihren bestäubenden Fliegen. Von westmediterranen Aristolochia-Arten ist bekannt, dass sie von Fliegen bestäubt werden, wobei bei den meisten Arten die Täuschstrategie (imitierte Ressource) unbekannt ist. Die Ziele des Projekts waren die Analyse der Bestäuberfauna von sechs ausgewählten mediterranen Aristolochia-Arten, die Untersuchung der chemischen Ökologie der Bestäuberanlockung und der Täuschungsstrategien der Pflanzen sowie die Analyse der in den Lebensräumen der verschiedenen Aristolochia-Arten vorkommenden Fliegen. Alle untersuchten Pflanzenarten wurden von einer großen taxonomischen Vielfalt von Besuchern (hauptsächlich Dipteren) besucht, aber die Besuchergemeinschaften wurden jeweils von nur einer oder zwei Fliegenfamilien dominiert. Aristolochia microstoma und A. pallida wurden hauptsächlich von weiblichen Phoriden bestäubt, während A. lutea und A. paucinervis von männlichen Phoriden (Megaselia spp.) bestäubt wurden. Auch bei A. clusii waren weibliche Phoridae die Hauptbestäuber, gefolgt von Sphaeroceridae, Chloropidae und Ceratopogonidae. Im Gegensatz zu den fünf oben genannten Arten wurde A. baetica überwiegend von männlichen und weiblichen Drosophiliden (v.a. mehreren Drosophila-Arten) bestäubt. Unsere chemo-ökologischen Analysen ergaben, dass A. microstoma und A. pallida aasähnliche Düfte abgeben, vor allem 2,5-Dimethylpyrazin, Dimethyldisulfid und Dimethyltrisulfid, und den Duft von Insekten-Aas imitieren, um ihre bestäubenden Phoriden zu täuschen. Dies stellt eine neue sapromyiophile Bestäubungsstrategie unter den Täuschungspflanzen dar. Aristolochia lutea und A. paucinervis sind beide für die menschliche Nase im Grunde geruchlos. Unsere chemischen Analysen detektierten dennoch verschiedene Duftstoffe, hauptsächlich aliphatische Alkohole und Ketone, darunter seltene oder sogar neue Blütendüfte: 4-methyl-2-pentanol, (E)-3-methyl-3-penten-2-ol, (E)-3-methyl-3-penten-2-one 5-methyl-3-hexanon. Die meisten dieser Verbindungen fanden wir auch in weiblichen, aber nicht in männlichen Phoriden, was darauf schließen lässt, dass A. lutea und A. paucinervis die weiblichen Sexualpheromone ihrer männlichen Phoriden-Bestäuber imitieren. Sollte dies tatsächlich der Fall sein, wäre dies außergewöhnlich, da die Bestäubung durch sexuelle Täuschung fast ausschließlich auf Orchideen beschränkt ist. Schließlich haben wir festgestellt, dass A. baetica Düfte abgibt, die typischerweise von vergärenden Früchten abgegeben werden, wie z. B. Acetoin, Acetoinacetat, 2,3-Butandiol und dessen Mono- und Diacetate sowie 2-Phenylethanol, um solche Substrate chemisch zu imitieren und ihre Drosophiliden-Bestäuber anzulocken/zu täuschen. Ein Vergleich der lokal vorhandenen Fliegengemeinschaften mit den von den Pflanzen gefangenen Blütenbesuchern zeigt, dass die Pflanzen sehr spezifisch einen Teil der an den jeweiligen Standorten vorhandenen Fliegen anlocken.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Flowers of Deceptive Aristolochia microstoma Are Pollinated by Phorid Flies and Emit Volatiles Known From Invertebrate Carrion. Frontiers in Ecology and Evolution, 9.
Rupp, Thomas; Oelschlägel, Birgit; Rabitsch, Katharina; Mahfoud, Hafez; Wenke, Torsten; Disney, R. Henry L.; Neinhuis, Christoph; Wanke, Stefan & Dötterl, Stefan
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Insights into angiosperm evolution, floral development and chemical biosynthesis from the Aristolochia fimbriata genome. Nature Plants, 7(9), 1239-1253.
Qin, Liuyu; Hu, Yiheng; Wang, Jinpeng; Wang, Xiaoliang; Zhao, Ran; Shan, Hongyan; Li, Kunpeng; Xu, Peng; Wu, Hanying; Yan, Xueqing; Liu, Lumei; Yi, Xin; Wanke, Stefan; Bowers, John E.; Leebens-Mack, James H.; dePamphilis, Claude W.; Soltis, Pamela S.; Soltis, Douglas E.; Kong, Hongzhi & Jiao, Yuannian
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It stinks! One-of-a-kind flower releases an odor that smells like 'dead insects' to capture and imprison flies. Mail Online.
Ciaccia, Chris
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Makabere Täuschung: Pflanze lockt mit Duft toter Käfer. Laborpraxis.
Lüttmann, Christian
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The Sneaky, Lying Flower That Pretends to Be a Rotting Beetle. Wired.
Levy, Max G.
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Beschreibung einer neuen Art der Gattung Dysaletria (Diptera, Empidoidea, Hybotidae) aus Untersuchungen von Aristolochia-Blüten in Spanien. – Entomologische Nachrichten und Berichte 66(1): 29-39.
Stark A., Rupp T., Berjano R., Mahfoud H., Buono D., Wenke T., Rabitsch K., Wanke S. & Dötterl S.
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The evolution of the Aristolochia pallida complex (Aristolochiaceae) challenges traditional taxonomy and reflects large‐scale glacial refugia in the Mediterranean. Ecology and Evolution, 12(4).
Krause, Cornelia; Oelschlägel, Birgit; Mahfoud, Hafez; Frank, Dominik; Lecocq, Gérard; Shuka, Lulëzim; Neinhuis, Christoph; Vargas, Pablo; Tosunoglu, Aycan; Thiv, Mike & Wanke, Stefan
