Wie Mauerblümchen ein komplementäres Paar von Pflanzenschutzmitteln entwickelt haben

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Ein Paar Chemikalien, die von Mauerblümchen und ihren Verwandten zur Abwehr von Raubtieren verwendet werden, haben sich so entwickelt, dass sie sich gegenseitig ergänzen, wobei eine auf generalistische Pflanzenfresser und die andere auf spezialisierte Pflanzenfresser abzielt, die gegen die generalistische Verteidigung resistent geworden sind.Die Pflanzen befinden sich in einem ständigen Wettrüsten mit den Kreaturen, die sie fressen.

Sie entwickeln Abwehrmechanismen, um Pflanzenfresser abzuschrecken, während ihre Pflanzenfresser eine Gegenabwehr entwickeln.

Die neue Studie, die heute in eLife veröffentlicht wurde, enthüllt Einzelheiten des evolutionären chemischen Wettrüstens in der Mauerblumengattung Erysimum, einer Gruppe von Blütenpflanzen der Senffamilie Brassicaceae.Die erste Verteidigungslinie in allen Brassicaceae-Pflanzen sind Chemikalien namens Glucosinolate, die aktiviert werden, wenn Raubtiere an den Pflanzen knabbern.

In jüngerer Zeit haben Mauerblümchen eine zweite Verteidigungslinie entwickelt, indem sie Chemikalien namens Cardenolide produzieren, um pflanzenfressende Kreaturen abzuhalten, die eine Abwehr gegen Glucosinolate entwickelt haben.”Die Untersuchung der Entwicklung dieser beiden Abwehrmechanismen in dieser grossen Gattung kann den Wissenschaftlern helfen, die Kompromisse zu verstehen, die die Pflanzen eingehen müssen, wenn sie versuchen, sich gegen mehrere Feinde zu verteidigen”, erklärt Hauptautor Tobias Züst, Doktorand, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität Bern, Schweiz.Dazu sequenzierten Züst und sein Team das Genom der Wurm-Wandblüte, eines kurzlebigen Wildsenfs.

Als Nächstes erstellten sie einen detaillierten Stammbaum für diese Pflanze und 47 andere Mauerblumenarten und verglichen die Vielfalt und den Reichtum an Glucosinolaten und Cardenoiden bei diesen Arten.

Sie stellten fest, dass die beiden Abwehrmechanismen unabhängig voneinander variierten und dass eng verwandte, geographisch gemeinsam vorkommende Arten ähnliche Kardenolid-Merkmale, aber keine Glucosinolat-Merkmale aufwiesen.

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Dies ist wahrscheinlich ein Ergebnis des selektiven Drucks, der auf jede einzelne Verteidigung ausgeübt wird.”Obwohl die meisten Arten zwei verschiedene Arten von potenziell kostspieligen chemischen Abwehrmechanismen koexprimierten, gab es keine….

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