Aliphatische Ester: Das fehlende Puzzelteil in der olfaktorischen Kommunikation zwischen Früchten und Frugivoren?

• Antragsteller: Dr. Omer Nevo
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397399570

Duftstoffe von Früchten wurden erst vor kurzem als wichtige Informationsquelle für frugivoreTiere erkannt und dienen als mögliche Signale bei mutualistischen Beziehungen zwischen Pflanzen und Samenverbreitern. Die meisten Studien an Duftstoffen von Früchten konzentrierten sich auf die gesamten Bouquets aller Verbindungen, die von reifen Früchten abgegeben werden und untersuchten nicht die Rolle der einzelnen Volatile bei der Vermittlung von Informationen an Frugivoren. Eine Ausnahme bilden Ethanol und Methanol, die beide Nebenprodukte der Fruchtreifung durch Zuckerfermentation oder Zellwandabbau sind und die von Pflanzen zum Anlocken von Tieren genutzt werden könnten. Dennoch konnte in Verhaltenstests ihre Funktion als Lockstoffe nicht bestätigt werden. Dies könnte auf ihre für Tiere schädigenden Wirkungen zurückgeführt werden. Aliphatische Ester sind ubiquitäre Bestandteile vieler Früchte und sind hauptsächlich für den für Menschen wahrnehmbaren Fruchtgeruch verantwortlich. Sie werden oft von Blumen synthetisiert, um Bestäuber anzulocken. Biochemisch entstehen sie durch die Veresterung von Alkoholen wie Methanol und Ethanol. Viele Früchte synthetisieren aliphatische Ester bei der Fruchtreife und Alkohole sind in der Tat ein limitierender Faktor bei der Esterproduktion. Infolgedessen sind aliphatische Ester im Fruchtgeruch wahrscheinlich sehr stark mit dem Methanol- und Ethanolgehalt und damit mit der Fruchtreife korreliert. In dem geplanten Forschungsvorhaben wird die Hypothese überprüft, dass (a) die Fruchtreifung mit erhöhten Mengen an Methanol und Ethanol einhergeht; (B) diese Alkohole dabei in aliphatische Ester umgebaut werden, die als Fruchtgeruch emittiert werden, wodurch die Konzentration an Estern im Fruchtduft ein ehrliches Signal für die Fruchtreife bilden; und (c) dass Tiere, die sich von diesen Früchten ernähren und ihre Samen verbreiten, von aliphatischen Estern angelockt werden und sie zur Fruchtauswahl verwenden. Das Projekt wird im Kibale Nationalpark und Nagugabo Research Station, Uganda durchgeführt. Es werden chemische Analysen von Duftstoffen von Wildfrüchten durchgeführt und deren mögliche Bedeutung bei der Anlockung von Frugivoren in Verhaltensversuchen mit Affen und zum ersten Mal auch mit wilden afrikanischen Elefanten getestet. Die Ergebnisse werden einen detaillierten Einblick in die evolutionäre Ökologie von Fruchtgeruch und insbesondere die Rolle von aliphatischen Estern liefern. Weiterhin werden Methoden entwickelt, die in vielen zukünftigen Studien auf diesem Gebiet angewendet werden können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen