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Deutsch-italienisches Forscherteam weist nach, dass in durch Insektenfraß befallenen Pflanzengeweben ein elektrischer Spannungsabfall eintritt
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Fraßstelle an einem Blatt in der Vergrößerung: Durch die künstliche grüne Farbmarkierung ist ein Calcium-Ionen Einstrom erkennbar.
Simone Bossi, Universität Turin
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In Limabohnen ändert sich die natürliche elektrische Spannung über den Membranen von Pflanzenzellen innerhalb von Sekunden, wenn das Blattgewebe von Raupen des Ägyptischen Baumwollwurms angefressen wird. Das haben jetzt Wissenschaftler um Professor Massimo Maffei, Universität Turin, Italien, und Professor Wilhelm Boland, Max-Planck-Institut für chemische Ökologie, Jena, gemessen. Das Membranpotenzial bricht lokal nahezu schlagartig ein - und innerhalb kurzer Zeit verbreitet sich die Depolarisation über das attackierte Blatt. Der 'Stromausfall' reduziert drastisch die Reaktionsfähigkeit der Pflanzenzellen, einschließlich ihrer Fähigkeit, auf Raupenfraß mit Abwehrmaßnahmen zu antworten. Die Forscher wollen nun Identität, Herkunft und Wirkungsweise jener Substanz aufklären, die beim Fraßvorgang für die elektrischen Effekte in den Pflanzenzellen verantwortlich ist.
Jede Zelle ist von einer Plasmamembran umgeben. Diese legt die Ausmaße der Zelle fest, hält die entscheidenden Unterschiede zwischen Zellinhalt und der Umgebung aufrecht und kontrolliert diese. So steuert die Membran den Eintritt von Nährstoffen und erzeugt unterschiedliche Ionenkonzentrationen zwischen Zellinneren und Zelläußeren, was letztlich zu einer elektrischen Spannung über der Membran führt. Versuche mit Blättern der Limabohne (Phaseolus lunatus) zeigten nun, dass sich diese Spannung innerhalb von Sekunden ändert (von -130 auf etwa -90 Millivolt), wenn die Blätter durch die Raupe des Ägyptischen Baumwollwurms Spodoptera littoralis befallen werden. Diese durch den Baumwollwurm hervorgerufene Depolarisation verbreitet sich innerhalb kurzer Zeit in dem attackierten Blatt.
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