Die direkte Verteidigung der Feldulme gegen herbivore Insekten kann durch vorherige Eiablagen der Insekten an Ulmenblättern geprägt werden (Priming). An von Ulmenblattkäfern mit Eiern belegten Blättern ändert die Feldulme ihr Muster an Inhaltsstoffen so, dass fressende Larven verstärkt die phenolische Substanz Robinin aufnehmen. Dies führt zu einer erhöhten Larvalmortalität im Vergleich zu nicht belegten Blättern. Dieser Effekt der Insekteneiablage auf die fraßinduzierte Verteidigung der Ulme wurde bereits unter Laborbedingungen untersucht.
In dieser Arbeit wurden nun zwei Aspekte genauer überprüft. Zum einen sollten die bereits beschriebenen Laborbefunde zum eiablagevermittelten Priming der Verteidigung der Feldulme gegen Herbivore in einem Halbfreilandexperiment geprüft werden. Zum anderen wurde der Einfluss der dritten Trophieebene, die Anwesenheit von Siebenpunktmarienkäferlarven, auf das Priming und somit auf die Larvalmortalität von Ulmenblattkäferlarven untersucht.
Nach erfolgreicher Eiablage durch den Ulmenblattkäfer wurden Siebenpunktmarienkäferlarven hinzugesetzt, welche die Eigelege des Ulmenblattkäfers abfraßen. Dies soll die Frage beantworten, ob das Abfressen der Eigelege durch räuberische Insekten das eiablagevermittelte Priming der Verteidigung der Feldulme gegen Herbivore wieder aufhebt oder verringert.
Des Weiteren wurde untersucht, ob der eiablagevermittelte Priming-Effekt ebenfalls beeinflusst wird, wenn die Eigelege mechanisch entfernt werden. Dies soll überprüfen, ob der Priming- Effekt durch die reine Entfernung der Eigelege beeinflusst oder zusätzlich die Anwesenheit der Siebenpunktmarienkäferlarven benötigt wird.
Das zuvor unter Laborbedingungen untersuchte eiablagevermittelte Priming der Verteidigung konnte auch im Halbfreilandversuch bestätigt werden. Außerdem konnte nachgewiesen werden, dass die Larvalmortalität auf Blättern, auf denen die Eigelege durch Siebenpunktmarienkäferlarven abgefressen wurden, signifikant geringer ist, als auf Blättern, auf denen die Larven „ungestört“ schlüpfen konnten. Auf Blättern, auf denen die Eigelege mechanisch entfernt wurden hingegen, unterschied sich die Larvalmortalität nicht signifikant von dieser. Dies zeigt, dass das Abfressen der Ulmenblattkäfereier dazu führt, dass die Ulme ihre Priming wieder herunterfährt, da kein Fraßschaden zu erwarten ist. Beim mechanischen Entfernen der Eier mittels Skalpell wurde das Priming der Verteidigung dagegen aufrechterhalten.
Inhaltsverzeichnis
1. Zusammenfassung
2. Einleitung
3. Material & Methoden
3.1 Versuchsorganismen – allgemeine Informationen
3.1.1 Trophieebene 1 - Die Feldulme (Ulmus minor)
3.1.2 Trophieebene 2 - Der Ulmenblattkäfer (Xanthogaleruca luteola)
3.1.3 Trophieebene 3 - Der Siebenpunktmarienkäfer (Coccinella septempunctata)
3.2 Versuchsorganismen - Haltung und Zucht
3.2.1 Versuchsorganismus 1 - Die Feldulme
3.2.2 Versuchsorganismus 2 - Der Ulmenblattkäfer
3.2.3 Versuchsorganismus 3 - Der Siebenpunktmarienkäfer
3.3 Versuchsdurchführung
3.4 Schematische Darstellung des Versuchsablaufs
3.5 Statistische Auswertung
4. Ergebnisse
5. Diskussion
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht das eiablagevermittelte Priming der Feldulme (Ulmus minor) gegen herbivore Insekten unter Halbfreilandbedingungen sowie den Einfluss der dritten Trophieebene, repräsentiert durch Siebenpunktmarienkäferlarven (Coccinella septempunctata), auf diesen Prozess.
- Analyse des eiablagevermittelten Priming-Effekts der Feldulme gegen den Ulmenblattkäfer.
- Einfluss von Marienkäferlarven als Prädatoren auf die induzierte Pflanzenabwehr.
- Untersuchung der Bedeutung der mechanischen Eientfernung versus Prädation für die Pflanzenabwehr.
- Vergleich von Larvalmortalitätsraten unter verschiedenen experimentellen Behandlungsbedingungen.
Auszug aus dem Buch
Die direkte Verteidigung der Feldulme (Ulmus minor) gegen herbivore Insekten
Die direkte Verteidigung der Feldulme (Ulmus minor) gegen herbivore Insekten kann durch vorherige Eiablagen der Insekten an Ulmenblättern geprägt werden (Priming). An von Ulmenblattkäfern (Xanthogaleruca luteola) mit Eiern belegten Blättern ändert die Feldulme ihr Muster an Inhaltsstoffen so, dass fressende Larven verstärkt die phenolische Substanz Robinin aufnehmen. Dies führt zu einer erhöhten Larvalmortalität im Vergleich zu nicht belegten Blättern. Dieser Effekt der Insekteneiablage auf die fraßinduzierte Verteidigung der Ulme wurde bereits unter Laborbedingungen untersucht (Austel et al., 2015). In vorliegender Arbeit wurden nun zwei Aspekte genauer überprüft. Zum einen sollten die bereits beschriebenen Laborbefunde zum eiablagevermittelten Priming der Verteidigung der Feldulme gegen Herbivore in einem Halbfreilandexperiment geprüft werden.
Zum anderen wurde der Einfluss der dritten Trophieebene, die Anwesenheit von Siebenpunktmarienkäferlarven (Coccinella septempunctata), auf das Priming und somit auf die Larvalmortalität von Ulmenblattkäferlarven untersucht. Nach erfolgreicher Eiablage durch den Ulmenblattkäfer wurden Siebenpunktmarienkäferlarven hinzugesetzt, welche die Eigelege des Ulmenblattkäfers abfraßen. Dies soll die Frage beantworten, ob das Abfressen der Eigelege durch räuberische Insekten das eiablagevermittelte Priming der Verteidigung der Feldulme gegen Herbivore wieder aufhebt oder verringert.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Zusammenfassung: Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die Forschungsfrage, die methodische Vorgehensweise im Halbfreilandversuch sowie die zentralen Ergebnisse bezüglich des Priming-Effekts und dessen Beeinflussung durch Prädation.
2. Einleitung: Hier werden die theoretischen Grundlagen pflanzlicher Abwehrmechanismen, insbesondere konstitutive versus induzierte Verteidigung und das Phänomen des Priming, detailliert eingeführt.
3. Material & Methoden: Dieses Kapitel erläutert die verwendeten Organismen, deren Zuchtbedingungen sowie das experimentelle Design und die statistischen Methoden der Datenauswertung.
4. Ergebnisse: Die Ergebnisse präsentieren die Daten zur Larvalmortalität in den verschiedenen Versuchsgruppen und zeigen signifikante Unterschiede durch die Prädation auf.
5. Diskussion: Das Kapitel interpretiert die Ergebnisse im Kontext bisheriger Studien und diskutiert mögliche biologische Ursachen für die beobachteten Unterschiede im Priming-Verhalten der Ulme.
Schlüsselwörter
Feldulme, Ulmus minor, Ulmenblattkäfer, Xanthogaleruca luteola, Siebenpunktmarienkäfer, Coccinella septempunctata, Priming, induzierte Abwehr, Larvalmortalität, Halbfreilandversuch, Eiablage, Robinin, Herbivorie, Trophieebene, Pflanzenabwehr.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser wissenschaftlichen Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, wie die Feldulme ihre Verteidigung gegen fressende Insekten anpasst, wenn diese bereits Eier auf ihren Blättern abgelegt haben, und ob die Anwesenheit von räuberischen Marienkäfern diesen Prozess verändert.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Themenfelder umfassen pflanzliche Abwehrstrategien, induzierte Verteidigung, die Rolle von Eier-Priming bei Pflanzen sowie die Interaktionen innerhalb von drei Trophieebenen.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?
Das Ziel ist es, in einem Halbfreilandversuch zu klären, ob das eiablagevermittelte Priming der Feldulme bestehen bleibt, wenn die Eigelege durch räuberische Marienkäferlarven abgefressen werden oder mechanisch entfernt wurden.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Es wurde ein kontrollierter Halbfreilandversuch durchgeführt, bei dem verschiedene Gruppen von Ulmen mit Käfereiern und teils mit räuberischen Larven belegt wurden, gefolgt von einer statistischen Auswertung der Larvalmortalität mittels Generalisierter Linearer Modelle (GLM).
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine detaillierte Beschreibung der Versuchsorganismen, die methodische Durchführung der verschiedenen Versuchsansätze zur Eientfernung und die anschließende Analyse der Überlebensraten der Käferlarven.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Untersuchung?
Die Untersuchung wird durch Begriffe wie Feldulme, Priming, induzierte Abwehr, Ulmenblattkäfer und biologische Kontrolle charakterisiert.
Wie beeinflusst die Anwesenheit von Marienkäferlarven das Abwehrverhalten der Ulme?
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Anwesenheit von Marienkäferlarven, welche die Eigelege abfressen, dazu führt, dass die Ulme das durch die Eiablage induzierte Priming wieder herunterfährt, da keine Gefahr durch Herbivorie mehr besteht.
Welchen Effekt hat die mechanische Entfernung der Eigelege im Vergleich zur Prädation?
Im Gegensatz zum Abfressen durch Marienkäferlarven führt die mechanische Entfernung mittels Skalpell nicht zu einem Herunterfahren des Priming-Effekts, was auf eine spezifische Interaktion zwischen Räuber und Pflanze hindeutet.
- Arbeit zitieren
- Sebastian Mädge (Autor:in), 2016, Analyse der eiablagevermittelten, fraßinduzierten Verteidigung von Ulmus minor gegen herbivore Insekten im Halbfreilandversuch, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/541368