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03.11.2017 11:29

Grabwespen und ihre Chemie

Robert Emmerich Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Julius-Maximilians-Universität Würzburg

    Erstaunliches aus der Evolution: Weil Grabwespen plötzlich andere Beutetiere jagten, veränderte sich auch der chemische Schutzmantel ihrer Haut.

    Die Haut von Insekten ist in der Regel mit wasserabweisenden Kohlenwasserstoffen überzogen. Das bewahrt die kleinen Tiere vor dem Austrocknen und vor Krankheitserregern. Meistens ist diese Schutzschicht bei jeder Insektenart ganz spezifisch zusammengesetzt – so entsteht ein chemisch eindeutiges Profil, über das sich die Angehörigen einer Art gegenseitig erkennen können.

    Das Kohlenwasserstoff-Profil variiert aber nicht nur aus Gründen der Kommunikation. Neue Erkenntnisse aus dem Biozentrum der Universität Würzburg zeigen: Bei Grabwespen ändert sich die Zusammensetzung der Schutzschicht je nach Art der Beute und Brutpflege. Das berichtet ein Team um Professor Thomas Schmitt im Journal „Evolution“.

    Grabwespen der Gattungen Philanthus und Cerceris sind in Europa mit mehr als 50 Arten vertreten. Nach der Paarung graben die einzeln lebenden Weibchen lange Gänge in den Boden, die mit einer Brutkammer enden. Dann gehen sie auf Jagd: Manche Arten fangen Bienen und andere Wespen, andere haben sich auf Käfer spezialisiert. Sie lähmen die Opfer mit einem Stich, schleppen sie in die Brutkammer und legen auf der wehrlosen Beute ihre Eier ab. Sind die Larven geschlüpft, können sie sofort ihren Hunger stillen.

    Grabwespen konservieren ihre Vorräte

    „Im feuchten Boden ist aber die Gefahr groß, dass der Nahrungsvorrat schnell von Pilzen befallen und aufgezehrt wird, so dass die Larven am Ende verhungern würden“, erklärt Professor Schmitt. Doch die Grabwespen wissen das zu verhindern: Sie konservieren ihre Vorräte, sofern es sich um schnell verderbliche Beute wie Bienen und Wespen handelt.

    „Dann lecken die Grabwespen ihre Beute komplett ab und überziehen sie dabei mit einer Schicht aus Kohlenwasserstoffen“, so der Würzburger Ökologe. Diese Schutzschicht sei so beschaffen, dass auf ihrer Oberfläche kein Wasser kondensieren und Pilzsporen dort nicht keimen können.

    Pro Wespenart genau ein Kohlenwasserstoff-Mix

    Die Schutzschicht ist genauso zusammengesetzt wie der Mantel, der den Körper der Grabwespe selbst umhüllt. Das liegt daran, dass die Wespen Kohlenwasserstoffe nur in ganz speziellen Zellen ihres Körpers produzieren können. Von dort werden sie zu den Orten ihres Gebrauchs transportiert. „Die Wespen können offensichtlich immer nur genau eine Kohlenwasserstoff-Mischung produzieren“, sagt Schmitt.

    Grabwespen, die ihre Larven mit gelähmten Bienen und Wespen versorgen, haben artenübergreifend immer ein sehr ähnliches Kohlenwasserstoff-Profil. Das macht Sinn, denn für die Konservierung der Beute ist eine ganz spezifische Zusammensetzung der Schutzschicht nötig.

    Käfer widerstehen Pilzen viel länger

    Im Lauf der Evolution tauchten auch Grabwespenarten auf, die sich aufs Erbeuten von Käfern verlegten. Eine chemische Konservierung der Opfer wurde dadurch überflüssig: „Die Oberfläche von Käfern ist viel härter als die von Bienen und Wespen, und in einem feuchten Boden dauert es viel länger, bis ein Käfer verpilzt“, erklärt der Professor.

    Die käferjagenden Grabwespen müssen ihre Opfer von der Eiablage bis zum Schlüpfen der Larve also nicht vor Pilzen schützen. Den Aufwand der „Balsamierung“ können sie sich sparen, und sie sind nicht mehr darauf angewiesen, einen möglichst effektiven Balsamierungscocktail zu besitzen. Darum konnten ihre Kohlenwasserstoff-Profile im Lauf der Evolution vielfältiger werden.

    Tatsächlich haben die käferjagenden Grabwespen jeweils sehr viel artspezifischere Kohlenwasserstoff-Profile. „Und das, obwohl die untersuchten Arten viel näher miteinander verwandt sind als die anderen Grabwespen, die Bienen und Wespen jagen.“

    Wie die nächste Forschungsfrage lautet

    Als nächstes will Schmitts Team die Frage nach dem evolutionären Hauptselektionskriterium für die Diversifizierung des Kohlenwasserstoff-Profils bei den Käferjägern beantworten. Eine Vermutung gibt es schon: Möglicherweise können sich diese Grabwespen damit besser gegen Parasiten verteidigen, die unerkannt in ihren Brutkammern Eier ablegen können, weil sie das chemische Profil der Wespen nachahmen.

    Wurdack, M., Polidori, C., Keller, A., Feldhaar, H. and Schmitt, T., Release from prey preservation behavior via prey switch allowed diversification of cuticular hydrocarbon profiles in digger wasps. Evolution, 26. Oktober 2017, DOI:10.1111/evo.13322

    Kontakt

    Prof. Dr. Thomas Schmitt, Biozentrum der Universität Würzburg, T +49 931 31-84188, thomas.schmitt@uni-wuerzburg.de


    Weitere Informationen:

    http://www.zoo3.biozentrum.uni-wuerzburg.de/team/schmitt/ Website von Prof. Thomas Schmitt


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, jedermann
    Biologie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
    Deutsch


    Eine Biene (links) und ein Käfer im Verpilzungstest: Nach zwei Tagen ist die Biene stark von Pilzfäden überwuchert, während der Käfer noch fast unversehrt ist.


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    Eine Grabwespe der Art Cerceris arenaria mit einem erbeuteten Käfer.


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