Nachdem ich kürzlich einige neue Vorlesungsthemen in Ökologie an meiner Universität „geerbt“ habe, einschließlich der Überwachung des Pflanzenfresserpraktikums, in dem Schnecken auf ahnungslose Pflanzen gehetzt werden [etwas, das ein Botaniker nicht ertragen sollte!], wollte ich die Pflanzenseite stärken Leben in der Vorlesung Pflanzenabwehr. Auf der Suche nach geeigneten evidenzbasierten Beispielen für Pflanzen, die Chemikalien verwenden, um die pflanzenfressende Aufmerksamkeit von Tieren zu vereiteln, mein Googeln (was wir früher Literaturrecherche nannten, aber heute eine legitime Aktivität ist und ein richtiges Wort!) führte mich zu einem charmanten Artikel aus den 1960er Jahren (einer Ära weit verbreiteter Experimente zu den Auswirkungen pflanzlicher Chemikalien auf Tiere, einschließlich Menschen – ob sie Pflanzenfresser sind oder nicht …). Aus der Feder von Karel Sláma und Carroll Williams dokumentiert es ihre Entdeckung der juvenilen Hormonaktivität durch die Balsam für (Abies balsamea) gegen Pyrrhocoris apterus ('Feuerkäfer'- Radomir Socha, EUR. J. Entomol. 90: 241-286, 1993).
Innerhalb von Insekten, jugendliches Hormon [JH; Lynn Riddiford, Allgemeine und vergleichende Endokrinologie 179: 477-484, 2012] ist Teil einer Reihe von endogenen Wachstumsfaktoren, die ein ordnungsgemäß koordiniertes Wachstum der Larve bis zum Erwachsenenalter gewährleisten. Die Produktion einer Verbindung mit JH-Aktivität durch die Tanne, die zu einer Hemmung der Entwicklung des Insekts führt, stellt sicher, dass sie keine Metamorphose bis zum Erwachsenenstadium durchlaufen, die sexuell reproduktiv sein könnte (und daher zu einer Zunahme der Anzahl davon führen könnte Pflanzenfresser, der in Zukunft mehr Tannen befallen würde…). Seine Ausbeutung durch die Pflanze ist ein kleiner Teil der biochemischen Kriegsführung, die Pflanzen seit Millionen von Jahren mit Insekten führen. Und es gibt viele interessante Facetten der balsamischen JH-Aktivitätsgeschichte. Wie es für den einen entdeckt wurde, was man als 'Zufallsbeobachtung'* bezeichnen könnte, die aber als bedeutsam erkannt und weiterverfolgt wurde.
Die Feuerwanzen wurden in mit Papierhandtüchern gefüllten Gläsern aufgezogen. In 10 Jahren Feuerwanzenzucht in Prag (am Entomologischen Institut der Tschechoslowakischen Akademie der Wissenschaften, Slámas Heimatinstitut) entwickelten sich die Insekten voll. Erst als diese Studien in den USA (an der Harvard University) weitergeführt wurden, kam es zu der gehemmten Entwicklung. Der Grund für dieses merkwürdige Verhalten war, dass die in den USA verwendeten Papierhandtücher größtenteils aus Balsamtanne-Zellstoff bestanden. Aus wissenschaftshistorischer Perspektive, die den heutigen Wissenschaftlern zeigt, wie ein Artikel in einem Wissenschaftsjournal früher aussah, haben wir ein charmantes Papier (es lohnt sich wirklich, es zu lesen – es ist nur kurz!), geschrieben in einem Stil, der nicht dem heutigen entspricht starr strukturierte Papiere. Es enthält keine Datendarstellungen, keine statistische Auswertung und keine wirkliche Wirkstoffaufklärung (!), wurde aber dennoch veröffentlicht in einer hoch angesehenen Zeitschrift mit einem 2014 Auswirkungsfaktor von 9.674. Beeindruckend!
Aber es gibt noch mehr.
Weitere Arbeiten des Paares entdeckten, dass die JH-aktive Verbindung (als „Papierfaktor“ bezeichnet) auch als starkes und selektives Ovizid gegen Feuerwanzeneier wirkte (wohl eine noch bessere pflanzenproduzierte Form von Insekten „Abschreckungsmittel“). Diese Arbeit wurde in einer noch angeseheneren Zeitschrift veröffentlicht (die eine Datenanzeige enthielt, aber immer noch keine Statistiken …), Natur (Slama & Williams, Natur 210: 329-330, 1966) deren Der Impact-Faktor 2014 beträgt 41.456. Und das folgte eine Woche später (23. cf. 16. April)(!) von einem anderen Artikel in derselben einflussreichen Zeitschrift, der ankündigte, dass der Papierfaktor ebenfalls wirksam sei Dysdercus koenigii (rote Baumwollwanze) – Kailash Saxena & Carroll Williams (Natur 210: 441-442, 1966). Was unterscheidet diese vom Original PNAS Papier – abgesehen von der Aufnahme einer Datenanzeige (aber immer noch keine Statistiken…) – ist, dass die rote Wollwanze ein „erheblicher Schädling in Indien und Nordafrika“ ist (und anderswo, z Syed Ishfaq Ali Shah, Pakistan J. Zool. 46: 329-335, 2014), während die Feuerwanze „eine gutartige Art ist, die sich mit ihren saugenden Mundwerkzeugen von Lindensamen ernährt“ [nun, der Papierfaktor der Balsamtanne scheint seinen Besitzer wirksam zu schützen!].
Papierfaktor** ist ein Beispiel von Tausenden sog Sekundärmetaboliten oder sekundäre Pflanzenchemikalien (SPCs; z Thomas Hartmann, Phytochemie 68: 2831-2846, 2007), die weithin an der pflanzlichen Insektenabwehr beteiligt sind (z. B. Gottfried Fraenkels Die Daseinsberechtigung sekundärer Pflanzenstoffe, Forschung 129: 1466-1470, 1959) und die weiterhin Hauptkandidaten für die Ausbeutung durch die Menschheit sind (z Michael Balandrin et al., Forschung 228: 1154-1160, 1985). Abgesehen von den Vergleichen wissenschaftlicher Schriften mit heutigen Zeitschriften*** kann man also mit diesem Trio von Arbeiten aus den 1960er Jahren die Anfänge der Forschung zu pflanzenproduzierten SPCs sehen. Nicht zuletzt ihre Relevanz für die Entwicklung von biologischen Bekämpfungsmaßnahmen zur Bekämpfung von Pflanzenschädlingen und -krankheiten, wie von erforscht Johann Stenberg et al. (Trends in Plant Science). [Hrsg. – endlich die Strom Material in dieser ansonsten historischen 'Nachricht'!].
* Dies ist ein hervorragendes Beispiel für die Maxime – Louis Pasteur zugeschrieben – diese Chance begünstigt nur den vorbereiteten Geist.
** Papierfaktor wird jetzt als Sesquiterpen bezeichnet juvabione, dem Methylester der Todomatuinsäure.
*** Und diese Reihe von Artikeln wäre eine großartige schülerzentrierte Lehraktivität, die sich mit Themen wie wissenschaftlichem Schreiben, ausreichenden Beweisen, der Bestimmung, für welche Zeitschrift eine Entdeckung/Untersuchung geeignet ist, befasst … Man könnte auch darüber spekulieren, ob die ovizide Art des Papierfaktors war bekannt, als die PNAS Es wurde ein Artikel geschrieben (und hätte vernünftigerweise darin aufgenommen werden können), wurde aber weggelassen, um eine separate Veröffentlichung in einer viel angeseheneren Zeitschrift zu erstellen.
