Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Forschende identifizieren den ersten enzymatischen Schritt in der Biosynthese dieser für die medizinische Behandlung von Herzerkrankungen wichtigen pflanzlichen Steroide

Ameisen auf Futtersuche werden eher von Parasiten befallen als ihre Nestgenossinnen, die sich um die Brutpflege kümmern

Tabakpflanzen mit Abwehrschwäche produzieren in Jahren mit wenig Schädlingen mehr Nachkommen und bleiben dadurch in der Population bestehen

Die Grabwespen schützen ihre Symbionten vor giftigem Stickstoffmonooxid, das Bienenwolf-Eier zur Desinfektion der Bruthöhle abgeben

Fehlen andere visuelle Orientierungshilfen, bauen Wüstenameisen höhere Nesthügel, um die Rückkehr ins Nest nach der Futtersuche zu erleichtern

Parfumverbot am Arbeitsplatz – geht das nicht ein bisschen zu weit? Nun, um den Geruchssinn von Insekten zu untersuchen, sind noch ganz andere Vorkehrungen notwendig.

Max-Planck-Forschende kooperieren mit Partnern in mehr als 120 Ländern. Hier schreiben sie über ihre persönlichen Erfahrungen und Eindrücke. Andrea Müller vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ist für vier Monate nach Peru gereist. Im Tambopata-Nationalpark im Südosten des Landes untersucht sie Pflanzen, die in Symbiose mit Ameisen leben. Hier erzählt sie von ihrer Begeisterung für den Regenwald und davon, wie neben Corona auch protestierende Kokabauern die Freilandarbeit gefährden können.

Bäume stehen für Stärke und Standhaftigkeit. Letzteres ist aber auch ein Handicap: Sie können vor Feinden weder weglaufen noch sich verstecken. Trotzdem sind Bäume keineswegs wehrlos. Sybille Unsicker vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena erforscht, wie sich Schwarzpappeln gegen gefräßige Insekten verteidigen.

Tellereisen, Leimruten, Fallgruben – insektenfressende Pflanzen haben sich ungewöhnliche Techniken einfallen lassen, um an zusätzliche Nährstoffe zu gelangen. Axel Mithöfer untersucht am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena, wie Kannenpflanzen aus Südostasien ihre Opfer anlocken und verdauen.

Monarchfalter, Milchkrautwanzen und Tigernattern haben erstaunliche Gemeinsamkeiten: Die Meister der Chemie enthalten giftige Steroide, die zum Herzstillstand führen können. Außerdem warnen sie Räuber mit ihren grell orangefarbenen Markierungen: "Wenn ihr mich fresst, werdet ihr es bereuen." Es ist kaum vorstellbar, dass Räuber eine so augenscheinlich gefährliche Beute verspeisen. Unsere Forschung zeigt jedoch, dass räuberische Tiere weltweit bemerkenswerte Fähigkeiten entwickelt haben, um diesen Giften zu widerstehen und trotz der lebensgefährlichen Nahrung zu überleben.

Blätter der Schwarzpappel sind besonders anfällig für Schwammspinnerbefall, wenn sie gleichzeitig von einem Pilz infiziert sind. Junge Schwammspinnerraupen, die mit Pilzsporen übersäte Blätter fressen, nehmen schneller an Gewicht zu und verpuppen sich früher als Raupen, die nur Blätter verspeisen. Ursache dafür könnte eine verbesserte Versorgung der Raupen mit Nährstoffen durch die Pilzsporen sein. Somit wären manche Pflanzenfresser auch Pilzfresser. Die Bedeutung von Pilzen und anderen Mikroorganismen bei der Koevolution von Pflanzen und Pflanzenfressern wurde vermutlich bislang unterschätzt.

Pflanzen produzieren eine enorme Anzahl komplexer Moleküle, die für sie in ihrer natürlichen Umgebung unterschiedliche Funktionen haben. Viele dieser Substanzen werden in der traditionellen und modernenMedizin verwendet; einige haben sogar lebensrettende Eigenschaften. Unser Ziel ist es, die chemischen, biologischen und evolutionären Prozesse aufzuklären, die der Biosynthese dieser Moleküle zugrunde liegen, um ihre Produktion mit Hilfe der synthetischen Biologie optimieren zu können. 

Tabakschwärmerweibchen suchen mit Hilfe ihres Geruchsinnes nach passenden Pflanzen für die Eiablage. Neue Untersuchungen ergaben jetzt, dass nicht nur pflanzliche Duftstoffe die Wahl des Eiablageplatzes bestimmen, sondern auch der Kot von Artgenossen. Bestimmte Substanzen im Kot von Tabakschwärmerraupen signalisieren den Falterweibchen, dass bereits konkurrierende Artgenossen an der Pflanze fressen. Mit Hilfe der Genschere CRISPR/Cas9 konnte der Geruchsrezeptor identifiziert werden, der den typischen Kotgeruch erkennt und damit die Konkurrenzvermeidung bei der Eiablage steuert.

Einzellige Algen sind im Plankton und den Biofilmen unserer Ozeane allgegenwärtig. In unseren Arbeiten erforschen wir, wie chemische Signale mikrobielle Gemeinschaften steuern, seien es die weiträumigen Ansammlungen von Algen im Plankton der Ozeane oder temporäre Biofilm-Gemeinschaften. Wir konnten zeigen, dass sowohl Mikroalgen als auch Bakterien im Plankton eine bislang unbekannte Schwefelverbindung produzieren und damit sowohl mikrobielle Interaktionen als auch den weltweiten Schwefelkreislauf grundlegend beeinflussen.