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Selbstverteidigungsmechanismus aufgeklärt © APA/Stabentheiner und Co.
Selbstverteidigungsmechanismus aufgeklärt © APA/Stabentheiner und Co.

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Waffe der Hornmilbe: Bei Angriff hagelt es Blausäure

16.03.2017

Diese Meldung ist Teil einer wöchentlichen Zusammenfassung für den APA-Science-Newsletter Nr. 10/2017 und nicht zwingend tagesaktuell

Wer nicht davonlaufen kann, muss sich bei einem Angriff wehren: In der Pflanzen- und Tierwelt setzen manche Arten auf chemische Verteidigung. Forscher aus Graz und Darmstadt haben entdeckt, dass Hornmilben Blausäure freisetzen, wenn sie sich angegriffen fühlen. Und sie konnten erklären, wie sich die Spinnentiere vor der sehr flüchtigen und hoch giftigen Substanz selbst zu schützen wissen.

Die Widerstandsfähigkeit von Insekten und Spinnen gegenüber ihren Fressfeinden ist einer Fülle von Faktoren zu verdanken, die sich in Jahrmillionen wechselseitiger Anpassungen entwickelt haben. Zum einen stellen anatomische Merkmale der Tiere wie beispielsweise Panzerungen des Körpers eine Barriere dar. Hornmilben hingegen (Oribatida) - eine Unterordnung der Milben - ziehen alle Register der chemischen Kriegsführung, weiß der Biologe Günther Raspotnig vom Institut für Zoologie der Universität Graz.

Diese im Humus und Boden, aber auch in feuchtem Moos lebenden Spinnentiere haben ein erstaunliches Arsenal an giftigen Abwehrwaffen entwickelt, um sich gegen Angriffe zur Wehr zu setzen, schilderte der Leiter der Arbeitsgruppe "Chemische Ökologie" gegenüber der APA. Bei Gefahr feuern sie diese auf ihre Angreifer ab.

Der Großteil der rund 10.000 Arten umfassenden Hornmilben besitzt dazu paarige, sack- bis scheibchenförmige Hohldrüsen im Hinterkörper, die über je eine Pore an jeder Körperseite nach außen münden. Je nach Art sondern sie unterschiedliche Stoffe ab. "Die Öldrüsensekrete bestehen hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen, Terpenen, Aromaten und Alkaloiden in unterschiedlichsten, artspezifischen Kombinationen", erklärte Raspotnig. Die Öldrüsensekret-Profile besitzen daher auch taxonomische Bedeutung. Das heißt, dass die Milbenarten aufgrund ihrer charakteristischen Öldrüsensekret-Profile systematisch klassifiziert und Verwandtschaftsbeziehungen mithilfe chemischer Merkmale erkannt werden können.

Erstmals unter Spinnentieren nachgewiesen

Die Forscher um Raspotnig haben nun herausgefunden, dass eine Milbenart Blausäure (Wasserstoffcyanid, HCN) in ihrem Öldrüsensekret produziert. "Die Biosynthese und Freisetzung von Blausäure ist weitverbreitet unter Pflanzen, aber im Tierreich ziemlich rar. Unter den Spinnentieren haben wir es überhaupt erstmals beobachtet", hob Raspotnig, der die jüngsten Ergebnisse im Forschungsjournal "PNAS" publiziert hat, hervor. Die sehr giftige Substanz verdampft bereits bei Raumtemperatur. Im Organismus des Angreifers hemmt es ein Enzym, welches den Organismus daran hindert, Sauerstoff aufzunehmen.

Die Forscher haben auch erkannt, wie es den Hornmilben gelingt, eine Selbstvergiftung mit dieser sehr flüchtigen Substanz zu vermeiden, wie sie im Milbenorganismus eingelagert und im richtigen Augenblick sehr rasch freigesetzt werden kann: Die Blausäure wird an ein Trägermolekül gebunden.

"Die Hornmilbe Oribatula tibialis verwendet ein natürliches Produkt für die HCN-Lagerung: Den cyanogenen aromatischen Ester Mandelonitril-Hexanoat", wie Raspotnig schilderte. Dieser könne über zwei verschiedene Wege - entweder über einen katalytischen Oxidationsprozess oder eine direkte Hydrolyse - abgebaut werden, wobei beide mit der Freisetzung von HCN enden.

Service: "A cyanogenic chelicerate: Storage and release of hydrogen cyanide by an oribatid mite", www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1618327114

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