Bodenbakterien locken Tiere durch Duftstoffe an

Lund (Schweden) - Viele Blütenpflanzen setzen bekanntlich Duftstoffe frei, um Insekten als Bestäuber anzulocken. Doch auch der erdige Geruch bestimmter Bodenbakterien hat offenbar eine anziehende und für die Produzenten vorteilhafte Wirkung auf Tiere, in diesem Fall auf die mit den Insekten eng verwandten Springschwänze. Die winzigen flügellosen Bodentiere ernähren sich von solchen Bakterien. Dabei nehmen sie aber auch Sporen auf und tragen so zur Verbreitung der Mikroben bei, berichten schwedische Biologen im Fachjournal „Nature Microbiology“. Die durch den Geruchsstoff Geosmin vermittelte Kommunikation könnte sich entwickelt haben, weil sie sowohl den Bakterien als auch den Springschwänzen von Nutzen ist.

„Von Bakterien freigesetzte leicht flüchtige Verbindungen werden oft von anderen Lebewesen wahrgenommen, aber ihre ökologische Bedeutung ist noch nicht aufgeklärt“, schreiben die Forscher um Klas Flärdh von der Lund University und Paul Becher von der Swedish University of Agricultural Sciences in Alnarp. Die Wissenschaftler untersuchten die biologische Funktion des von Streptomyzeten freigesetzten, nach Waldboden oder frisch gepflügter Erde riechenden Geosmins. Der Geruchsstoff ist auch von Menschen noch in geringsten Mengen wahrnehmbar. Um festzustellen, ob Geosmin im Boden lebende Tiere anlockt, platzierten die Biologen Kolonien von Streptomyzeten im Freiland. Dadurch wurden Springschwänze angezogen, Insekten und Spinnen dagegen nicht. Das bestätigten Verhaltensexperimente, in denen Blumentopfspringschwänze (Folsomia candida) in Y-förmigen Röhrchen bevorzugt den Weg zu Geosmin freisetzenden Streptomyzeten wählten. Von mutierten Bakterien, die kein Geosmin mehr produzieren konnten, ließen sie sich dagegen nicht anlocken. Zudem konnten die Forscher zeigen, dass Sinneszellen in den Antennen der Springschwänze durch Geosmin aktiviert werden – in geringerem Maß auch durch einen zweiten bakteriellen Geruchsstoff.

Wie molekularbiologische Analysen ergaben, werden die Gene, die für die Produktion der Lockstoffe verantwortlich sind, nur in einer bestimmten Phase im Lebenszyklus der Bakterien eingeschaltet und zwar dann, wenn sich in der Kolonie Sporen bilden. Streptomyzeten wachsen zunächst in Form von verzweigten Zellfäden, die einem Pilzmyzel ähneln. Dann entsteht ein Luftmyzel, in dem sich einzellige Sporen entwickeln. Das sind Ruhestadien, die der Verbreitung dienen und Zeiten von Nährstoffmangel überdauern können. Unter günstigen Umweltbedingungen keimen die Sporen aus und es beginnt ein neuer Lebenszyklus. Springschwänze werden also nur dann angelockt, wenn sich Sporen gebildet haben, zu deren Verbreitung die Tiere nützlich sind. Die Sporen bleiben am Körper der Springschwänze haften oder werden nach dem Verzehr an anderer Stelle wieder ausgeschieden. Die Tiere profitieren davon, dass ihnen der Geruch den Weg zu einer Nahrungsquelle weist. Ein weiterer Vorteil für sie bestünde darin, dass Streptomyzeten antibiotisch aktive Substanzen ausscheiden und so die Tiere vor Infektionen schützen könnten.