Anpassungen von Herbivoren an pflanzliche Abwehr

Question 1

Wann geschieht Anpassung an pflanzliche Abwehr?

*Verhaltensebene

Answer 1

• Orientation to plant
• Arrestment at plant
• Feeding/oviposition

Question 2

Wann geschieht Anpassung an pflanzliche Abwehr?

*physiologische Ebene

Answer 2

*Plasmamembran:
Störung des
- zellulären Ionenmusters
- interzellulären Informationsaustauschs
- der Erregungsübertragung

Mitochondrien:
Störung der
*Energieproduktion
*des Calciumhaushalts

ER:
Störung des
- Fremdstoffmetabolismus
- zellulären Ionenmusters

Lysosomen:
*Freisetzung lysosomaler degradierender Enzyme in das Cytosol

Cytosol:
*Inhibierung von Enzymen

Kern/DNA:
*DNA-Adduktbildung

Question 3

Adaptation des Phäno- bzw. Genotyps

Answer 3

• herbivore’s response depends on genotype
• phenotype depends on Age, hunger, experience
• selection

Question 4

Anpassung an pflanzl. Abwehr: Entgiften von Toxinen

Answer 4

• häufiger Mechanismus: Gifte ausscheiden
• dazu müssen Gifte oft erst wasserlöslich gemacht werden

*Generelle Entgiftungsenzyme:
- P450 Monooxygenasen
> Cytochrom P450: System gekoppelt aus 2 Enzymen:
1) NADPH-abhängige Cytochrom P450 Reduktase (Elektronendonor)
2) O2-abhängige Oxidase mit einer Hämgruppe u Eisenatom im Zentrum (Elektronenakzeptor)
Ort: innere Membran,: ER

*Spezifische Entgiftungsenzyme:
>beta-Cyano-Alanin-Synthase
>Rhodanese
*Counter-Enzymes
>Glucose Oxidase
> Nikotingehalt steigt als pflanzliche Abwehr
> weniger Anstieg nach Beschädigung, wenn GOX in die Wunde gegegeben wird

*Target-Insensitisierung
*Herzglykoside binden normalerweise an einen spezifischen Rezeptor (Natrium-Kalium-ATPase)
*Target-Insensitisierung bei Chrysochus:
>Natrium-Kalium-ATPase durch Substitution einer AS so verändert, dass Herzglykoside nicht mehr binden können => elektrisches Zellpotential bleibt ungestört

*Kompetitive Entlastung:
*hoher Gehalt an Polyphenolen (Tanninen) und Oleuropein mit stark denaturierender Wirkung für Proteine n Liguster
*mit ungewöhnlich hohem Glycin-Gehalt im Darmtrakt
*unter Einfluss von Phenoloxidasen werden Phenole zu Chinonen oxidiert
*Chinone binden bevorzugt kovalent an Lysin aus Protein
*aber: freies Glycin bindet gut an oxidierte Phenole = Chinone
*freies Glycin bindet kompetitiv zu Lysin in Protein
=> Proteine werde weniger denaturiert

Question 5

Anpassung an pflanzliche Abwehr: Verhalten und Morphologie

Answer 5

*Fraß- und Eiablagevermeidung
*Aktivitätsanpassungen (Hypericin)
*Trenching und vein cutting
= pflanzliche Toxine oft in sekretorischen Kanälen oder im Phloem
= einige Herbivore knabbern Blattadern an, damit Toxine ausbluten, erst danach Fraß (vein cutting)
= wenn im Blatt netzartig verteilte sekretorische Systeme sind, die Toxine führen, knabbern einige Herbivore eine Art “Schützengraben” (trench) aus dem die Toxine ausbluten; erst danach Fraß
= einige Herbivore vermeiden es an den Blattadern zu fressen, die Toxine führen

Question 6

Sequestration

Answer 6

= Speicherung der Gifte
=> eigener Schutz gegen Fraßfeinde
= oft durch:
*Einlagerung ins Integument
*Speicherung in exokrinen Drüsen

*einige Herbivore speichern pflanzl. Gift unverändert oder modifizieren es leicht