Blütenduftbiosynthese und Täuschstrategien in Arum maculatum

Die meisten Pflanzen werden von Tieren bestäubt, die den Pollen zwischen den Blüten übertragen. Die Bestäubung durch Tiere ist daher eine wichtige Ökosystemleistung. Damit Bestäubung stattfinden kann, müssen die Blüten Signale besitzen, so dass ihre Bestäuber sie lokalisieren können. Am wichtigsten sind die Düfte und Farben der Blüten. Während die meisten Pflanzen ihre Bestäuber für die Bestäubungsleistung belohnen, oft mit Nektar und Pollen, tricksen 4-6 % der Blütenpflanzen ihre Bestäuber aus. Sie imitieren chemisch eine Belohnung, die sie nicht haben. Blütendüfte sind chemisch sehr vielfältig, und es wurden bereits etwa 2000 verschiedene Verbindungen beschrieben. Trotz der jüngsten Fortschritte in unserem Verständnis der Bedeutung von Blütendüften für die Kommunikation zwischen Pflanzen und Bestäubern kennen wir für die meisten Bestäubungssysteme die für die Anlockung der Bestäuber verantwortlichen Verbindungen nicht. Außerdem gibt es große Lücken in unserem Verständnis der Biosynthese und Sekretion dieser Verbindungen. Eine faszinierende Täuschungspflanze in Europa ist der Gefleckte Aronstab (Arum maculatum, Araceae), der den komplexesten bisher bekannten Duft hat (insgesamt etwa 300 Verbindungen, bis zu 150 pro Individuum). Damit imitiert er die Eiablageplätze seiner Bestäuber, v.a. Schmetterlingsmücken. Kuhdung und verrottendes organisches Material sind die vermutlich imitierten Substrate. Außerdem ähneln einige der freigesetzten Verbindungen chemisch den männlichen Sexualpheromonen der Schmetterlingsmücken, so dass es möglich ist, dass A. maculatum nicht nur Brutsubstrate, sondern auch Sexualpheromone seiner Bestäuber imitiert. Diese Pflanze ist auch dafür bekannt, dass sie ihre Bestäuber temporär (ca. 1 Tag) einsperrt und ihre Blütentemperatur während der Anlockung der Bestäuber erhöht, wahrscheinlich um die Menge der in die Luft abgegebenen Stoffe zu steigern. Um besser zu verstehen, wie und warum A. maculatum so viele flüchtige Stoffe produziert und absondert, wollen wir die physiologischen und genetischen Grundlagen der Blütenduftbiosynthese und - sekretion untersuchen, diejenigen Blütendüfte identifizieren, die für die Anlockung von Bestäubern verantwortlich sind, und testen, ob einige dieser Stoffe tatsächlich Sexualpheromone von Schmetterlingsmücken sind. Um diese Ziele zu erreichen, führen wir Labor- und Feldexperimente durch und nutzen Chemie, chemische Ökologie, Verhaltensbiologie und Genetik. Im Rahmen des Projektes wird zum ersten Mal untersucht, ob eine Pflanze über zwei trügerische Bestäubungssysteme in einem verfügt, indem sie sowohl die Eiablageplätze als auch die Paarungspartner (Sexualpheromone) chemisch imitiert. Möglicherweise ist dies das erste Beispiel für eine chemische sexuelle Täuschung außerhalb der Orchideen. Das internationale Forschungsteam besteht aus Forschern aus Österreich (Paris Lodron Universität Salzburg) und Frankreich (CNRS - Universität von Korsika, Jean Monet Universität), mit Partnern in Frankreich und Deutschland (Universität Tours und TU Braunschweig).