Um sich gegen Schädlinge zu verteidigen, haben Pflanzen verschiedene Abwehrstrategien entwickelt. Dazu zählen zum Beispiel feine Härchen, sogenannte Trichome, auf Blättern und Stielen. Je nach Struktur können diese Härchen Fressfeinde entweder mechanisch abhalten, oder sie enthalten Substanzen, mit denen sich die Pflanze gegen die Plagegeister wehrt. Brennnesseln beispielsweise sondern aus ihren Brennhärchen bei Berührung Ameisensäure ab. Andere Pflanzen setzen aus sogenannten Drüsenhärchen klebrige Substanzen frei, an denen die Schädlinge hängen bleiben und schließlich sterben. Auf diese Weise verhindern sie zudem die Ausbreitung von Pflanzenviren, die durch Schädlinge wie Thripse übertragen werden.
Resistenzen unwahrscheinlich
Dieses Prinzip hat sich ein Team um Ralph van Zwieten von der Universität Wageningen in den Niederlanden nun abgeschaut. „Im Vergleich zu chemischen Pflanzenschutzmitteln besteht der Hauptvorteil einer solchen mechanischen Verteidigung darin, dass die Wahrscheinlichkeit einer Resistenzentwicklung geringer ist“, erklärt das Team. Denn um den Klebekräften zu entkommen, müssten die Schädlinge deutlich größer und kräftiger werden – was evolutionär aufwendiger und unwahrscheinlicher ist, als beispielsweise die Fähigkeit zu entwickeln, einen bestimmten Giftstoff abzubauen.
Die Herausforderung für die Forschenden bestand darin, einen wirksamen, schnell haftenden Klebstoff zu entwickeln, der möglichst haltbar, aber zugleich biologisch abbaubar ist. „Die Verwendung eines nicht abbaubaren synthetischen Polymers in der Landwirtschaft würde Umweltprobleme aufwerfen“, so das Team. „Zudem gilt es zu verhindern, dass größere Nützlinge wie Bestäuber immobilisiert werden, was beispielsweise bei vielen Leimfallen für Insekten ein Problem darstellt.“ Die einzelnen Klebepartikel dürfen deshalb nur wenige Millimeter groß sein.
Klebepartikel auf Basis Reiskeimöl
Um einen Klebstoff zu entwickeln, der alle diese Anforderungen erfüllt, experimentierte das Team mit pflanzlichen Ölen, darunter Reiskeimöl und Olivenöl. Tatsächlich gelang es van Zwieten und seinen Kollegen, aus einer auf Reiskeimöl basierten Mischung, die langsam erhitzt wurde, ein klebriges Material herzustellen. Um die Klebstoffpartikel ausreichend zu zerkleinern, zermahlten die Forschenden das zähe Material und vermischten es mit Wasser. „Durch Variieren der Spaltgröße und der Rotationsgeschwindigkeit beim Zermahlen lassen sich unterschiedliche Partikelgrößen erzeugen, die auf die Größe des jeweiligen Zielinsekts abgestimmt werden können“, erklären die Forschenden.
Für ihre Studie fokussierten sie sich auf eine verbreitete Schädlingsart, sogenannte Kalifornische Blütenthripse (Frankliniella occidentalis). Die etwa 1,5 Millimeter großen Insekten saugen Pflanzensaft und schädigen dabei das Pflanzengewebe sowohl direkt, als auch indirekt durch die Übertragung von Viruserkrankungen. Sprühten die Forschenden Blätter mit der klebrigen Mischung ein, blieben die Thripse effektiv daran hängen und starben nach kurzer Zeit. Besonders effektiv waren dabei Klebepartikel, die ungefähr so groß waren wie die Thripse selbst. Bei kleineren Partikeln hingen die Thripse teilweise nur mit einem Bein fest und konnten sich leicht wieder befreien. Zudem war die Langzeitwirkung der etwas größeren Partikel besser: In den Versuchen hafteten sie auch noch nach 45 Stunden.
