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Bienewolf-Larve mit sichtbar gemachten Antibiotikaschutz

Bienenwolf schützt sich mit Antibiotika

Grabwespen der Gattung Philanthus, die so genannten Bienenwölfe, beherbergen nützliche Bakterien auf ihrem Kokon, die einen sehr wirksamen Schutz gegen schädliche Mikroorganismen garantieren.

Insekten 01.03.2010

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena haben nun in Zusammenarbeit mit der Universität Regensburg und dem Jenaer Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung - Hans-Knöll-Institut - herausgefunden, dass die Bakterien der Gattung Streptomyces einen Cocktail aus neun verschiedenen Antibiotika produzieren und damit eindringende Schädlinge abwehren.

Von Krankheitserregern bedroht

Viele Insekten verbringen einen Teil ihres Lebens im Erdboden und sind dabei dem Risiko einer Pilz- oder Bakterieninfektion ausgesetzt. Dies gilt auch für zahlreiche Grabwespenarten, die ihre Nester im Boden anlegen. Im Gegensatz zu Bienen, die Pollen und Nektar zur Aufzucht ihrer Larven nutzen, jagen Grabwespen Insekten als Nahrung für ihren Nachwuchs.

Aufgrund der feuchtwarmen Bedingungen und der großen Menge an organischem Material im unterirdischen Nest sind sowohl die Nahrungsvorräte als auch die Grabwespenlarven selbst von Krankheitserregern bedroht; Schimmel- und Bakterienbefall stellen dabei eine besonders große Gefahr dar und können in vielen Fällen zum Tod der Larve führen.

Symbiose mit Bakterien

Bei Bienenwölfen, also Grabwespen, die Bienen als Nahrungsmittel jagen, ist im Laufe der Evolution eine elegante Lösung für das Problem des Pilz- und Bakterienbefalls entstanden. Es war bereits bekannt, dass die Wölfe eine spezifische Symbiose mit Bakterien der Gattung Streptomyces eingegangen sind.

Weibliche Bienenwölfe züchten diese Bakterien in speziellen Drüsen ihrer Antennen und schmieren sie an die Decke ihrer Brutzellen. Die Bienenwolflarven wiederum nehmen die Bakterien auf, spinnen sie in die Seide ihres Kokons ein und erhöhen damit die Überlebenswahrscheinlichkeit der Larven. Bisher war allerdings unklar, wie dieser Schutz zustande kommt.

"Kombipräparat" verbreitert das Wirkungsspektrum

Die Studie in "Nature Chemical Biology": "Symbiotic streptomycetes provide antibiotic combination prophylaxis for wasp offspring" von Johannes Kroiss et al.

In der aktuellen Studie haben die Forscher nun herausgefunden, dass die Symbionten neun verschiedene Antibiotika produzieren. Dabei haben die Forscher die Substanzen erstmals direkt auf dem Bienenwolfkokon, also in der natürlichen Umgebung, nachgewiesen.

Bei anderen Arbeiten über Schutzsymbiosen konnten Antibiotika erst nach Isolation und Kultivierung in künstlichen Nährmedien identifiziert werden. Mithilfe der bildgebenden Massenspektrometrie-Technik (LDI-imaging) konnten nun die Wissenschaftler zeigen, dass die Antibiotika beim Bienenwolf hauptsächlich auf der Außenseite des Kokons vorhanden sind. Dadurch wird das Risiko potenzieller Nebenwirkungen auf die Larve verringert.

In zahlreichen Biotests mit verschiedenen pathogenen Pilzen und Bakterien stellten die Wissenschaftler fest, dass die Bienenwölfe sich somit das Prinzip eines Kombinationspräparats zu Nutze machen: "Durch die kombinierte Behandlung mit Streptochlorin und acht verschiedenen Piericidinen wird ein sehr breites Spektrum an Mikroorganismen bekämpft, was mit den Einzelsubstanzen so nicht möglich wäre. Bienenwölfe haben also mit Hilfe ihrer Symbionten die Kombinationsprophylaxe, die wir aus der Humanmedizin kennen, schon vor Millionen von Jahren evolviert" so Johannes Kroiß, Erstautor der Studie.

science.ORF.at

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