Chemische Ökologie

Kernidee

Die chemische Ökologie ist ein Teilgebiet der Ökologie. Sie erforscht, welche Rolle chemische Signale in den Wechselbeziehungen von Organismen spielen. Dazu gehören zum Beispiel Insektenpheromone, Bioinsektizide und Phytonzide.

Wichtig ist dieses Fachgebiet, weil viele Lebewesen über chemische Stoffe Informationen weitergeben. Aus den Forschungsergebnissen können neue Methoden der biologischen Schädlingsbekämpfung entstehen.

Chemische Kommunikation

Chemische Wechselbeziehungen sind eine Grundlage der Biokommunikation, also der Informationsübertragung zwischen lebenden Zellen oder Organismen. Sie kommen innerhalb eines Organismus zwischen Zellen vor, aber auch zwischen verschiedenen Individuen einer Art und zwischen verschiedenen Arten.

Kommunikation innerhalb einer Art heißt intraspezifisch. Kommunikation zwischen verschiedenen Arten heißt interspezifisch. Beide Formen können in einer Biozönose auftreten, also in einer Lebensgemeinschaft verschiedener Organismen in einem Lebensraum.

Die chemische Ökologie untersucht Funktion und Wirkung solcher Signale. Besonders wichtig sind dabei artspezifische Geschlechterbeziehungen, Wechselbeziehungen zwischen verschiedenen Arten und Räuber-Beute-Verhältnisse. Ziel ist es, das Vorkommen chemischer Signale, ihre Funktion und ihre Bedeutung innerhalb eines Ökosystems zu verstehen.

Anwendung bei Schädlingen

Viele Organismen, besonders Insekten, aber auch Pflanzen, kommunizieren mithilfe chemischer Substanzen. Wenn man diese Biokommunikation der betreffenden Arten versteht, können daraus technische Verfahren zur Schädlingsbekämpfung entwickelt werden.

Ein Beispiel für eine Forschungseinrichtung mit diesem Schwerpunkt ist das Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena.

Beispiel Pflanze und Fressschädling

Wenn eine Pflanze von einem Fressschädling angegriffen wird, kann sie Duftstoffe abgeben. Diese Duftstoffe locken natürliche Feinde des Schädlings an, die die Schädlinge vernichten können.

Viele Pflanzen sondern außerdem Gifte ab, die von den Schädlingen nicht vertragen werden. Über die gleichen Duftstoffe können benachbarte Pflanzenranken oder Pflanzen vor den Schädlingen gewarnt werden. Diese aktivieren dann ihre eigenen Abwehrstoffe.

Die Kommunikationsstrukturen sind nach dem Artikel außerordentlich komplex, und die Forschung steht erst am Beginn des Verständnisses.

Kulturpflanzen und Gentechnik

Kulturpflanzen haben solche Fähigkeiten oft weitgehend verloren, wenn sie nicht gezielt auf diese Merkmale hin gezüchtet wurden.

Mithilfe der Gentechnik plant man, die Erkenntnisse der chemischen Ökologie zu nutzen. Ziel ist es, gezielt Duftstoffstrategien für die Schädlingsbekämpfung zu entwickeln.

Wichtige Begriffe

Die beim Signalaustausch zwischen Organismen benutzten Substanzen heißen Semiochemikalien oder Ektohormone.

Pheromone dienen der Kommunikation innerhalb einer Art. Sie können anziehend oder abstoßend wirken.

Allomone sind Stoffe der zwischenartlichen Kommunikation, die dem Sender Vorteile bringen.

Kairomone sind Stoffe der zwischenartlichen Kommunikation, die dem Empfänger Vorteile bieten.

Synomone bieten beiden Seiten Vorteile, also sowohl dem Sender als auch dem Empfänger.