Studie zeigt, dass Bestäuber nicht nur von Düften, sondern auch von Feuchtigkeit angezogen werden

Luftfeuchtigkeit ist ebenso wichtig wie der Duft, um Bestäuber für eine Pflanze anzulocken, wie neue von Cornell geleitete Forschungsergebnisse zeigen, die grundlegende Biologie voranbringen und neue Wege zur Unterstützung der Landwirtschaft eröffnen.

In einer Studie veröffentlicht in Aktuelle Biologieein Team von Cornell-Forschern und Kollegen von der Harvard University und dem Montgomery Botanical Center fanden heraus, dass der Rüsselkäfer, der für die Bestäubung der Pflanze Zamia furfuracea verantwortlich ist, ebenso empfindlich auf Feuchtigkeit wie auf Gerüche reagiert.

„Die Welt der Pflanzen-Insekten-Interaktionen wurde durch die Arbeit an visuellen und riechenden Hinweisen drastisch verändert“, sagte die Erstautorin Shayla Salzman, Postdoktorandin der National Science Foundation in der Abteilung für Pflanzenbiologie der School of Integrative Plant Science am College für Landwirtschaft und Biowissenschaften. „Und jetzt beginnen wir gerade erst zu begreifen, wie viele andere Faktoren bei der Pflanzenreproduktion eine Rolle spielen und sich auf die Entscheidungsfindung, Bestäubung und den Erfolg von Insekten auswirken.“

Zu den Co-Autoren gehören Robert Raguso, Professor für Neurobiologie und Verhalten (CALS); Chelsea Specht, Barbara McClintock-Professorin für Pflanzenbiologie (CALS); Ajinkya Dahake, Ph.D. Kandidat in Ragusos Labor; und Will Kandalaft ’21.

Dahake war Erstautor einer bahnbrechenden Arbeit Studie veröffentlicht im Jahr 2022 in Naturkommunikation Dabei stellte sich heraus, dass die Luftfeuchtigkeit als Signal fungierte, um Schwärmer zur Bestäubung der heiligen Stechapfelblume (Datura wrightii) anzuregen. Zusammengenommen zeigen die Studien, dass zwei sehr weit voneinander entfernt verwandte Pflanzen die Feuchtigkeit aktiv nutzen, um die Bestäubung zu fördern, sagte Dahake.

„Vor unserer Forschung wurde die Luftfeuchtigkeit lediglich als Ergebnis der Verdunstung von Nektar angesehen, eine Randbemerkung“, sagte er. „Was wir herausgefunden haben, ist, dass dies ein aktiver Prozess der Blüte ist, der durch spezialisierte Zellen erfolgt, und diese Organismen haben sich möglicherweise sogar so entwickelt, dass sie diese Feuchtigkeitsabgabe bevorzugen, weil sie Bestäuber anzieht.“

Bisher konzentrierte sich die Untersuchung der Bestäubung und der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Insekten auf visuelle und Geruchsmarker – Sinne, die auch der Mensch interpretieren kann. Insekten seien jedoch weitaus geschickter als Menschen darin, Veränderungen der Luftfeuchtigkeit, des Kohlendioxids und der Temperatur wahrzunehmen, sagte Salzman.

„Gerade da der Klimawandel genau diese Dinge direkt beeinflusst“, sagte sie, „ist es entscheidend, dass wir verstehen, wie Insekten all diese Informationen in ihren Interaktionen mit Pflanzen nutzen.“

Beispielsweise könnten Landwirte und Lebensmittelhändler solche Informationen nutzen, um die Bestäubung von Nahrungspflanzen zu fördern oder Insekten von gelagerten Lebensmitteln weg und in Richtung Fallen zu lenken, sagte Salzman.

Während Menschen relativ große Änderungen der Luftfeuchtigkeit benötigen, bevor wir einen Unterschied wahrnehmen können, können Insekten winzige Veränderungen wahrnehmen, sagte Dahake.

„Insekten verfügen über spezielle Rezeptoren, die auf sehr kleine Änderungen der Luftfeuchtigkeit reagieren: Schon eine Änderung von 0,2 bis 0,3 % führt dazu, dass ein Neuron feuert“, sagte er. „Selbst eine Änderung der Kohlendioxidkonzentration um 1 Teil pro Million führt zu einer Reaktion der Insektenneuronen. Was bedeutet das für das Verhalten? Wir fangen gerade erst an, an der Oberfläche zu kratzen.“