Mating signals of bees and ophrys flowers: Mechanisms of chemical communication

Die verhaltensauslösenden Substanzen in den Sexualpheromonen mehrerer Bienenarten und einer Dolchwespenart sowie in den Blütenduftstoffen der von ihnen bestäubten Ophrys-Arten wurden identifiziert und verglichen. Diese zeigten in allen untersuchten Bestäubersystemen eine große Übereinstimmung, d.h. Bestäuberweibchen und Orchideen locken die Männchen mit identischen Verbindungen an. Weiterhin konnten wir bei Ophrys-Pflanzen reproduktive Strategien nachweisen, deren Ziel es ist, die Anzahl an bestäubten Blüten und damit die Anzahl an produzierten Samen zu erhöhen. Ophrys Orchideen gehören zu den sogenannten Sexualtäuschblumen. Die Blüten imitieren in Form, Farbe und im Duft Weibchen ihrer Bestäuberarten und veranlassen so die Männchen zum Landen auf Blüten und zu "Pseudokopulationen", d.h. Versuchen mit Blüten zu kopulieren. Während der Pseudokopulationen entnehmen die Männchen Pollinien und übertragen sie beim Besuch einer anderen Blüte in die Narbe, wodurch die Bestäubung erfolgt. Bei den Bestäubern handelt es sich hauptsächlich um Bienen- und Wespenmännchen. In einem vergleichenden Ansatz wurden die verhaltensauslösenden Substanzen in den Sexualpheromonen mehrerer Bestäuberarten sowie in den Blütenduftstoffen der von ihnen bestäubten Ophrys-Arten identifiziert und verglichen. Dazu wurden chemische Analysen, elektrophysiologische Untersuchungen sowie Verhaltenstests mit Bestäuber- und Orchideenextrakten und synthetischen Substanzen durchgeführt. Die Duftbouquets der Orchideen und virginellen Bestäuberweibchen enthalten häufig mehr als 100 Einzelverbindungen. Für die Männchenanlockung haben jedoch nur wenige Substanzen eine Bedeutung. Diese zeigten in allen untersuchten Bestäubersystemen eine große Übereinstimmung, d.h. Bestäuberweibchen und Orchideen locken die Männchen mit identischen Verbindungen an. Am Beispiel von mehreren untersuchten Bestäubersystemen konnten wir zeigen, dass die Männchenanlockung sowohl durch ein Duftbouquet von relativ einfachen, ubiquitär vorkommenden Verbindungen als auch durch wenige, hoch spezifische Substanzen bewerkstelligt werden kann. Bei allen Sexualtäuschblumen sind Bestäuberbesuche in der Regel sehr selten. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die Bestäuber den Duft von besuchten Blüten lernen und dies Blüten meiden. Weiterhin ist die Ophrys-Bestäuber-Beziehung hoch spezifisch. Da jede bestäubte Blüte eines Blütenstands mehrere tausend Samen produziert, kann eine Ophrys Pflanze ihren reproduktiven Erfolg drastisch erhöhen, indem sie einen Besucher dazu bringt, mehr als eine Blüte zu besuchen. Wir konnten zeigen, dass die einzelnen Blüten eines Blütenstandes unterschiedlich duften. Durch diese blütenspezifische Variation der Bestäuber-anlockenden Duftbouquets werden die Lernleistungen der Bestäuber ausgenutzt, um die Anzahl an bestäubten Blüten und damit den Reproduktionserfolg einer Pflanze zu erhöhen. Die Männchen besuchen zunächst eine Blüte, deren Duftbouquets sie lernen. Bei einem weiteren Besuch meiden sie diese Blüte und besuchen eine zweite Blüte. Eine weitere Strategie zur Erhöhung des reproduktiven Erfolgs einer Pflanze besteht darin, Bestäuber auf unbestäubte Blüten eines Blütenstandes zu lenken. Bei O. speculum nimmt die Menge der Bestäuber anlockenden Duftstoffe nach der Bestäubung ab. Bei der Ragwurzart Ophrys sphegodes produzieren bestäubte Blüten Farnesylhexonoate, eine Substanz, die normalerweise von weiblichen Bienen produziert, um den Männchen zu signalisieren, dass sie bereits begattet sind. Bestäuber werden dadurch auf unbestäubte Blüten eines Blütenstandes gelenkt und damit die Anzahl an bestäubten Blüten erhöht.