Schutzmechanismen der Pflanzen

Pflanzliche Abwehrsysteme

Obwohl Pflanzen – als standortgebundene Organismen – bei Gefahr nicht flüchten können, sind sie potenziellen Angreifern nicht schutzlos ausgeliefert. Sie besitzen vielfältige Schutzanpassungen.

Der Schutz vor Fressfeinden erfolgt über mehrere Abwehrreihen. Mechanische Schutzvorrichtungen (z. B. Dornen, Stacheln, Drüsenhaare, Oxalatnadeln, Korkschichten) können sowohl herbivore Wirbeltiere als auch Insekten und deren Larven abwehren. Darüber hinaus können sehr unterschiedliche biochemische Wirkmechanismen bei der Abwehr zur Anwendung kommen. Folgende Strategien sind dabei unter anderem nachgewiesen:

Sekundäre Pflanzenstoffe

Sekundäre Pflanzenstoffe wie Alkaloide und Glykoside als Nebenprodukte von Stoffwechselprozessen werden von vielen Pflanzen im Zellsaft der Vakuole akkumuliert. Eine Vielzahl dieser Substanzen besitzen Giftcharakter und stellen eine erfolgreiche Abwehrstrategie gegenüber Herbivoren dar. Neben der toxischen Wirkung spielt die artspezifische Ungenießbarkeit eine zentrale Rolle.

Bei der großen Brennnessel (Urtica dioica) ergänzen sich mechanische und biochemische Abwehr durch die Ausbildung der Brennhaare nachhaltig. Dabei handelt es sich um Drüsenzellen, bei denen die Zellwand verkalkt ist und an der Zellspitze verkieselt wird. Bei Berührung bricht die köpfchenförmige, spröde Spitze ab, sodass es zur Entstehung einer Injektionskanüle kommt, die in die Haut eindringt. Der unter Druck stehende Zellsaft wird dabei in das Gewebe appliziert. Pharmakologisch hochwirksame Verbindungen – Acetylcholin, Natriumformiat und Histamin – verursachen die schmerzhaften Hautreizungen.

Die Kommunikation über gasförmige Signalstoffe sowie die direkte Wirkung solcher Stoffe auf die Regulation der Genexpression stellen weitere Schlüsselstrategien bei der Schädlingsabwehr der Pflanzen dar.

Beispiele für gasförmige Signalstoffe:

Allgemein sind Pflanzen in der Lage, durch die Synthese von Phytoalexinen, auf Infektionen durch Mikroorganismen zu reagieren. Bisher wurden etwa 100 dieser antimikrobiell wirkenden Verbindungen isoliert, wobei sie unterschiedlichsten Naturstoffgruppen angehören können.