Die Mechanismen der Wirtspflanzen-induzierten phänotypischen Plastizität der kutikularen Kohlenwasserstoffmuster bei Meerrettichblattkäfern
Biochemie und Physiologie der Tiere
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Nutzung von unterschiedlichen Wirtspflanzenarten kann beim Meerrettichblattkäfer Phaedon cochleariae, durch veränderte kutikulare Kohlenwasserstoffmuster (KKW), zur Verhaltensisolation zwischen den verschiedenen Gruppen führen. Männchen bevorzugen dabei Weibchen, die auf derselben Wirtspflanzenart fressen habe wie sie selbst, gegenüber solchen, die auf einer anderen Wirtspflanzenart gefressen haben. Das Projekt konnte zeigen, dass Unterschiede in der Zusammensetzung der verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAAs) eine entscheidende Rolle dabei spielen können. Es zeigte sich, dass alle drei BCAAs (Leucin, Isoleucin und Valin) einen deutlichen Einfluss auf das KKW-Muster der Käfer haben. Die Veränderung zeigt sich vor allem im Verhältnis von intern- zu 2-methylverzweigten KKWs, wobei die Anreicherung des Futters mit Leucin und Valin zu einer Zunahme von 2-methylverzweigten Alkanen führte, wohin gegen Isoleucin die Zunahme von internmethylverzweigten KKWs bewirkte. Die Stärke und Richtung des Effektes der von den verschiedenen BCAAs auf den KKW-Phänotyp ausgeübt wird, ist für beide Geschlechter etwa vergleichbar und führt dazu, dass die chemische Ähnlichkeit zwischen Männchen und Weibchen derselben Wirtspflanzenart deutlich höher ist als zwischen Männchen und Weibchen verschiedener Wirtspflanzenarten. In Folge der divergierenden KKW-Mustern konnte auch Verhaltensisolation zwischen Käfern der verschieden Gruppen beobachtet werden. Die Paarungshäufigkeit innerhalb der jeweiligen Gruppen war deutlich höher, als zwischen den verschiedenen Gruppen. Besonders ausgeprägt ist die Verhaltensisolation zwischen der Isoleucin-Gruppe und den anderen drei Gruppen. Die Paarungswahrscheinlichkeit hängt dabei stark von der der chemischen Distanz der potentiellen Paarungspartner ab, d. h. je höher die chemische Ähnlichkeit, desto höher ist die Paarungswahrscheinlichkeit. Die Performance-Versuche haben gezeigten, dass es zur generationenübergreifenden Anpassungen („transgenerational acclimatization“) an die Wirtspflanzenart kommt und die Tiere durch die Wirtspflanzen-spezifischer Partnerwahl einen Fitnessvorteil ziehen. Die Performance der Nachkommen ist signifikant höher, wenn beide Eltern die gleiche Wirtspflanzenart nutzten. Zusammenfassend kann man sagen, dass Eltern, die die gleiche Wirtspflanzenart nutzten, in kürzerer Zeit schwere und mehr Nachkommen produzieren.
