Gene ermöglichen Wucherungen: Wie Insekten Gallen an Pflanzen wachsen lassen

Viren und Bakterien können es, manche Milben tun es, vor allem aber Insekten: Sie veranlassen Pflanzen, Gewebe wuchern zu lassen und dadurch kleine Schutzräume für den Nachwuchs zu bilden. Wie sie es genau schaffen, Pflanzen zur Bildung solcher Gallen anzuregen, haben Forscher nun im Fall einer Milbenart untersucht.

Sie identifizierten eine Gruppe von Genen, die in den Speicheldrüsen der Insekten aktiviert wird und die Gallenbildung anstößt, berichten sie im Fachmagazin „Current Biology“. Eines der Gene entscheide darüber, ob die Galle eine rote oder grüne Farbe annehme.

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Pflanzengallen gibt es in nahezu unerschöpflicher Vielfalt: kleine und große, runde und längliche, manche ähneln gar einer Blüte. Von Insekten hervorgerufene Pflanzengallen sind komplexe Strukturen, die den Tieren Schutz vor wechselnden Umweltbedingungen und Fressfeinden bieten, aber auch den Zugang zu Nahrung wie Pflanzensäften sicherstellen, wie die Forscher um David Stern vom Howard Hughes Medical Institute in ihrem Fachartikel schreiben.

Jede gallenbildende Insektenart scheine eine unterschiedliche Galle zu bilden, selbst wenn verwandte Insektenarten die gleiche Pflanze befielen. Wie ihnen das genau gelingt, „fühlt sich wie eines der großen ungelösten Probleme in der Biologie an“, sagt Stern in einer Mitteilung des Instituts. „Wie übernimmt ein Organismus eines Königreichs die Kontrolle über das Genom eines Organismus in einem anderen Königreich, um seine Entwicklung vollständig neu zu organisieren und ein Zuhause für sich selbst zu schaffen?“

Genvarianten bestimmen Farbe der Gallen

Um einer Antwort auf diese Frage näher zu kommen, untersuchten die Forscher um Stern gallenbildende Blattläuse der Virginischen Zaubernuss (Hamamelis virginiana), einem in Nordamerika wachsendem Strauch.

Sie identifizierten bei den Insekten zunächst ein Gen, das in einer Variante für die Bildung grüner Gallen, in einer anderen Variante für die Bildung roter Gallen sorgt. Als nächstes sammelten sie weitere Blattläuse der Art - allerdings von Birken, auf denen sie im Sommer leben, ohne Gallen zu bilden. Dann verglichen sie die Genaktivität in den Speicheldrüsen bei gallenbildenden und nicht-gallenbildenden Läusen.

Sie stießen auf eine Reihe von Genen, die nur bei gallenbildenden Insekten vorkamen. Vermutlich gelangen die von den Genen hergestellten Eiweiße mit dem Speichel der saugenden Läuse in die Pflanzenzellen und programmieren dort die Gewebebildung um, schreiben die Wissenschaftler. So wachse statt normalem Pflanzengewebe schließlich eine Galle. „Nach Jahren der Frage, was los ist, ist es sehr lohnend, etwas vorzeigen zu können“, sagt Stern. (dpa)