Angstschweiss als Hilferuf

Angstschweiss als Hilferuf

Pflanzen leben gefährlich. Sie sind von Fressfeinden umgeben. Doch ganz ausgeliefert sind sie nicht. Dies zeigt jahrzehntelange Forschung. So sondern Pflanzen bei einer Attacke beispielsweise Duftstoffe ab. Die Erkenntnis könnte zu neuen Strategien beim Pflanzenschutz führen. Ob dies jedoch jemals zu einem breit angewendeten Produkt führt, ist noch unsicher.

Montag, 11. Dezember 2023

Pflanzen haben gegenüber Fressfeinden einen entscheidenden Nachteil. Sie sind an einen Ort gebunden und können nicht fliehen. Dennoch sind die Pflanzen den Fressfeinden nicht hilflos ausgeliefert. Die «NZZ am Sonntag» berichtet unter dem Titel «Nützlicher Angstschweiss» über die Arbeiten von Meredith Schuman, Spezialistin für Pflanzenduftstoffe an der Universität Zürich. Stark vereinfacht: Jede Pflanze hat einen Duft. Im gesunden Zustand ist dieser dezent. Wird die Pflanze jedoch von einem Fressfeind angegriffen, wird er intensiver.

Die Forscherin geht davon aus, dass die Pflanzen mir ihren Düften kommunizieren und so beispielsweise nach den Feinden ihrer Fressfeinde rufen, um diese loszuwerden. Das können Vögel oder Wespen sein. Auch untereinander scheinen die Pflanzen zu kommunizieren – vielleicht, um sich zu warnen. Vieles ist noch unklar, doch die Forscherin möchte die Duftsignale der Pflanzen entschlüsseln.

Den Düften auf dem Feld auf der Spur ist Schuman in Zusammenarbeit mit Roboter-Spezialisten der ETH. Diese helfen dabei, die Düfte (oder Hilfeschreie) der Pflanzen zu messen – und zwar mit kleinen Geräten, die mithilfe von Drohnen im Feld platziert werden. Noch ist keine Livebeobachtung der Veränderung der Duftlandschaft möglich. Und auch der Duftcode der Pflanzen ist noch nicht vollständig entschlüsselt. Doch der Ansatz ist faszinierend. Mit einem Frühwarnsystem basierend auf der Pflanzenkommunikation könnten Pflanzenschutzmittel viel gezielter eingesetzt werden und Ernteausfälle liessen sich proaktiv verhindern – so das Ziel.

Dass Pflanzen mit Duftstoffen um Hilfe rufen, thematisierte erstmals die preisgekrönte Forschung von Ted Turlings an der Universität Neuenburg. Das «Wissenschaftsmagazin» von SRF hat darüber berichtet. Mithilfe von Düften werden Insekten zur Bestäubung angelockt, aber auch Nützlinge, welche sich um die Fressfeinde kümmern. Ausgangspunkt von Turlings Arbeiten war die Frage, wie die Schlupfwespen in einem Maisfeld ihre Beute (Raupen) finden. Überraschend stelle Turlings fest, dass die Pflanzen den Suchprozess aktiv unterstützten. Angefressene Pflanzen verströmen intensive Düfte, welche die nützlichen Schlupfwespen anlocken. Für seine Entdeckungen hat Ted Turlings 2023 den Benoist-Preis erhalten. Die Erkenntnis, dass Pflanzen mit duftenden Hilferufen gezielt die Feinde ihrer Feinde herbeirufen, war 1990, als Ted Turlings sie publizierte, völlig neu. Seither wird auf diesem Gebiet geforscht. Beispielsweise auch durch Wilhelm Boland vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie. Die Forscher in Jena haben die Reaktion von Pflanzen auf die mechanische Verletzung gemessen und stellten ebenfalls fest: «Pflanzen, die attackiert werden, beginnen zu duften.»

Für den Pflanzenschutz ist das Konzept sehr interessant. Denn je früher ein Befall festgestellt werden kann, desto minimalinvasiver kann dieser behandelt werden. Womit es weniger Pflanzenschutzmittel braucht. Bis Bauern die neuen Erkenntnisse über Pflanzenduftstoffe anwenden können, bleibt jedoch noch viel zu tun. Jahrzehntelange Forschung und Entwicklung stehen bevor. Umfangreiche Feldversuche müssen bei allen neuen Methoden zeigen, wie skalierbar die vorgeschlagenen Lösungen sind. Und jede Technologie muss auch wirtschaftlich sein, falls sie je den Weg aus dem Labor in die breite Anwendung finden soll.

Ist die Produktentwicklung erfolgreich, braucht es auch noch ein Umdenken der Behörden. Regulatorische Hürden müssten abgebaut werden, damit die neue Technologie überhaupt nützlich eingesetzt werden kann. Heute sind sogenannte Schadschwellen definiert, die bestimmen, wann ein Landwirt Pflanzenschutzmittel ausbringen darf. Diese müssten reduziert werden, damit die frühen «Hilfeschreie» aus der Pflanze schon als Hinweis dienen können. Heute lautet der Grundsatz der Bekämpfung nämlich «so spät wie möglich» – ein bestimmtes vorgeschriebenes Schadensbild muss erfüllt sein, bevor der Landwirt Pflanzenschutz einsetzen darf. Mit dem neuen Ansatz müsste daraus ein «so früh wie möglich» werden.

Dass sich Nutzpflanzen bei einem Befall ganz unterschiedlich wehren, zeigt das anschauliche Video einer Kartoffelpflanze, die von Kartoffelkäfern befallen ist. Die befallene Pflanze «rudert» stärker mit den Blättern als die Pflanze, die nur leicht befallen ist.

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