Polyommatus coridon
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Forum 2: Alles ausser Bestimmungsanfragen

Cuscuta epithymum als Lycaenidae-Larvalnahrung

Hallo miteinander,

die folgende kleine Ausarbeitung/Recherche bezieht sich als Fortsetzung auf diesen Thread ["Eiablage/Raupenfraß von Pseudophilotes baton an Cuscuta epithymum auf Weidfeldern im Schwarzwald":
http://lepiforum.de/2_forum_2013.pl?md=read;id=29142

1. Generelles zur Gattung Cuscuta und ihrem speziellen Parasitismus

Die Gattung Cuscuta ist die einzige im Tribus Cuscuteae innerhalb der Familie der Windengewächse, Convolvulaceae. Im Deutschen werden ihre Vertreter meist als "Seide" oder auch "Teufelszwirn" bezeichnet.
Die vollparasitär lebenden Cuscuta-Arten besitzen kein Chlorophyll und sind infolge Unfähigkeit, Photosynthese betreiben zu können, auf Wirtspflanzen angewiesen.
Sie zapfen mit speziellen Wurzelorganen (Haustorien) die Leitungsbahnen ihrer Wirtspflanzen an und bedienen sich an Wasser und Nährstoffen. Die Wirte schwächt das, sie haben bald keine Kraft mehr um Blüten oder Früchte auszubilden. Die Folge sind Ernteverluste, teilweise Totalverluste.

Der Verbreitungsschwerpunkt der weltweit verbreiteten wärmeliebenden Cuscuta-Arten sind vor allem warme Länder bzw. die südliche Erdhalbkugel. Auch in Mitteleuropa sind nur die südlichen Gegenden dichter von ihnen besiedelt. In Südamerika und Afrika kann z.B. C. pentagona ein Problem für die Landwirtschaft sein, weshalb Pflanzenschützer jetzt verstärkt diese parasitäre Interaktion untersuchen (man befürchtet nämlich infolge des Klimawandels künftig auch verstärkte Einwanderung in unseren Breiten).

Neuere Forschungen ergaben, dass durch die Cuscuta-Haustorien große Mengen an Boten-RNA (mRNA) in beide Richtungen zwischen Wirt und Parasit ausgetauscht werden. 45% aller RNAs von mit Cuscuta infizierten Arabidopsis-Pflanzen fanden sich im Stengeln des Parasiten (umgekehrt nur 24%). Da die betreffenden kurzen RNA-Moleküle im Organismus wichtige Entwicklungsprozesse wie das Wurzelwachstum oder den Zeitpunkt der Blüte kontrollieren, spekulieren die Wissenschaftler, dass Wirt und Parasit über die mobilen mRNAs miteinander kommunizieren.
Es könnte sein, dass die Parasiten aus der mRNA etwas über den physiologischen Status ihrer Wirtspflanze erfahren. Ebenfalls denkbar wäre es, dass Cuscuta-Pflanzen die Wirte mit ihrer mRNA gezielt manipulieren, um ihre Verteidigungsmechanismen auszuschalten. Das mündet in die Frage: Was genau erzählen sie einander? Oder: Erzählen Sie einander überhaupt etwas?

Es ist strittig, ob das Phänomen überhaupt eine spezifische biologische Funktion hat oder nur eine Sekundärfolge des Parasitismus ist. Möglicherweise ist der Transport von mRNA nichts weiter, als ein Nebenprodukt des vampirischen Nährstoffdiebstahls. Dafür spricht unter anderem, dass gerade solche RNAs als mobil eingestuft wurden, die besonders häufig in Pflanzen vorkommen, wie die mRNA für die kleine Untereinheit des Enzyms Rubisco. Rubisco ist ein zentrales Enzym für die Photosynthese und ist dafür verantwortlich, Kohlendioxid aus der Luft zu binden (Calvin-Zyklus).

Ein Nebenjob der mRNA bei der Interaktion mit parasitären Pflanzen ist schwer vorstellbar. Auch ist zudem unklar, ob die fremden mRNAs in einer anderen Spezies überhaupt funktionieren und dort nicht einfach nur abgebaut werden.

In Deutschland besitzt vor allem die Kleeseide (Cuscuta epithymum subsp. trifolii) eine wirtschaftliche Bedeutung, welche bevorzugt an verschiedenen Kleearten, wie beispielsweise Rotklee, Alexandriner-und Perserklee, schmarotzt. Dies ist eine (trophische?) Unterart der Quendel-Seide, also derjenigen Art, für die Stefan Hafner und Bram Ormon im Lepiforum (Link siehe ganz oben) angeben, dass sich von ihr Raupen von Pseudophilotes baton bevorzugt ernähren (und nicht vom Cuscuta-Wirt Thymus spec.).

2. Cuscuta als Nahrung von Lycaenidae-Larven (Plebeius argyrogomon, Pseudophilotes baton)

Neben dem obengenannten Lepiforum-Thread war zumindest mir nichts weiteres über diesen Themenkomplex bekannt. Welch ein Zufall, dass ich beim Schmökern in den alten Heften des "L'Amateur de Papillons" auf folgende schöne Quelle stieß:

Chrétien, Pierre (1927): Les chenilles des Astragales (suite). - L'Amateur de Papillons 3(14): 209-212 [210] [April 1927]

Pierre Chrétien (ein fantastischer Freiland-[Mikro]-Lepidopterologe; 1846–1934) schreibt dort:

"2. Plebeius Argus-Argyrognomon. - Le papillon est en géneral plus grand qu'Aegon et cependant son oeuf est plus petit. La chenille est très polyphage et à deux générations annuelles. Sa couleur est aussi très variable, les plus colorées que j'ai vuies se nourissaient de Cuscuta epithymum et étaient roses, rouges comme le végétal"

"2. Plebeius Argus-Argyrognomon. - Der Falter ist normalerweise größer als Aegon, seine Eier sind aber [dennoch] kleiner. Die Raupe ist sehr polyphag mit zwei Jahresgenerationen. Ihre Färbung ist ebenfalls sehr variabel; die buntesten Formen, die ich von ihr sah, ernährten sich von Cuscuta epithymum und waren rosé oder rot, wie ihre Nährpflanze"

3. Internet-Recherche

Eine kurze Internet-Recherche heute abend förderte dann noch folgendes Bemerkenswertes zutage:

Miguel Gines Munoz Sariot schreibt auf seinem Blog http://spanishlepidoptera.blogspot.de/2012/12/Pseudophilotes-baton-Cuscuta-epitymum.html
am 13.12.2012 [überarbeitete verkürzte Google-Translate-Übersetzung Spanisch > Englisch]

Beim Studium von Pseudophilotes baton machte ich im Sommer 2011 am Cabo de Peñas (Asturias) eine faszinierende Entdeckung.

Fotounterschrift:
P.baton-Weibchen bei der Eiablage an Cuscuta epitymum, der hier auf Ulex sp. [Fabaceae] schmarotzt.
Ich hatte P. baton an diesem Platz bereits vor Jahren gefunden, das völlige Fehlen [??!] von Thymus spp. oder anderen Lamiaceae gab mir aber zu denken und führte schließlich zum erneuten Aufsuchen des Platzes und der hier geschilderten Entdeckung.

Fotounterschrift:
P. baton-Raupe, begleitet von zwei Lasius-Ameisen, beim Fressen an Blüten von Cuscuta epitymum; Juli 2011.

Die Beziehung zwischen der Falterart und der Cuscuta-Pflanze ist auf dem Cabo de Peñas derart [innig], dass die Raupen die in Gefangenschaft vorgelegten Thymus-Triebe (die übliche baton-Raupennährpflanze) nicht akzeptierten. Die ausgedehnte Blütezeit der Cuscuta-Pflanzen von Mai bis September ermöglicht dem Bläuling hier mindestens drei Generationen jährlich.

Leider sind in meinem Arbeitsgebiet Mittel- und Nordhessen Cuscuta epithymum-Vorkommen sehr lokal und gelten als arealkundliche Besonderheiten. Ich werde also ohne Fahrerei nicht groß die Gelegenheit haben, selber Forschungen anzustellen. Wer Interesse daran hätte, kann als Hilfestellung dazu die Deutschland-Verbreitungskarte von Cuscuta epithymum agg. analysieren: https://deutschlandflora.de/map.phtml?config=taxnr1779&resetsession=allGroups&PHPSESSID=bnov33e184mqok2m0mqron0ad0).
Geradezu massenhaft registrierte ich dieses Jahr übrigens diese Schmarotzerpflanze in den Sanddünen der Basse Normandie; überhaupt sind ihre Vorkommensorte auch bei mir meist von Magerkeit und (relativer) Trockenheit geprägt.

Da bereits angekündigt, will ich das Ganze schnell ins Forum weitergeben, und zwar vorerst ohne eigene Wertungen oder Hypothesen (oben dargestellte Infos sind schon sehr aussagekräfig, fast selbsterklärend). Wer mag, ist eingeladen, sich dazu zu äußern. Hochinteressant ist die Sache allemal.

viele Grüße: Hermann

Beiträge zu diesem Thema

Cuscuta epithymum als Lycaenidae-Larvalnahrung
Re: Cuscuta epithymum als Lycaenidae-Larvalnahrung