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Viel ist los im Botanischen Garten der Universität Salzburg.

Neben Lebensraum für Pflanzen und Insekten ist der Botanische Garten auch Schauplatz spannender Forschung. Im Frühjahr 2017 enträtselte Nina Haas aus der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Stefan Dötterl, Fachbereich Biowissenschaften, die Bestäubungsbiologie der Schwarzen Johannisbeeren und der Stachelbeeren. Im Beerengarten ermittelte sie die Blütenbesucher dieser Pflanzen und untersuchte den Einfluss von Insekten auf den Fruchtsatz (Früchte in Relation zu Blüten). Darüber hinaus analysierte sie den Duft der Blüten auf die einzelnen Komponenten und ergründete, welche dieser Komponenten auch von den Blütenbesuchern detektiert werden.

Die folgenden Fragen wurden bearbeitet:

Welchen Einfluss haben Blütenbesucher auf den Fruchtansatz?

 

Die Ergebnisse enthüllen, dass Stachelbeeren fast komplett auf Insekten angewiesen sind für eine erfolgreiche Bestäubung. Unter Ausschluss der Insekten war der Fruchtsatz deutlich geringer. Sie sind also nicht in der Lage, durch Selbstbestäubung ausreichend viele Früchte auszubilden. Die Johannisbeeren hingegen sind sehr wohl in hohem Maße selbstbestäubend. Viele der eingepackten Blüten konnten trotz Exklusion von Insekten Früchte ausbilden. Jedoch konnten von den freien Blüten signifikant mehr Früchte entstehen. Dies führt zu der Erkenntnis, dass trotz der Selbstbestäubungsfähigkeiten der schwarzen Johannisbeeren, die Insekten einen deutlichen Einfluss auf den Fruchtsatz haben.

Zur Bestäubungsanalyse wurde ein sogenanntes Bestäuber-Ausschlussexperiement durchgeführt. Dafür wurden einige Äste jedes einzelnen Strauches mit feinmaschigem Stor-Vorhang eingepackt, wodurch keine Insekten mit den Blüten in Kontakt kommen konnten. Es wurden die Blüten und danach die daraus entstandenen Früchte gezählt und der relative Anteil der Früchte berechnet.

 

welche INsekten besuchen die Blüten?

Ganz eindeutig war die Honigbiene der häufigste Besucher beider Pflanzenarten. Dicht gefolgt von der Sandbiene und der Erdhummel. Interessanterweise besuchten neben vielen anderen Bienen- und Hummelarten auch Wespen beide Arten und Schwebefliegen nur die Johannisbeeren. Überdies wurde beobachtet, dass viele Ameisen die Stachelbeerblüten aufsuchen. Es wurden schon vor einiger Zeit Vermutungen aufgestellt, dass die Ameisen auch als Bestäuber agieren (Rostás und Tautz 2010). Zur Bestätigung dieser Hypothese sind jedoch noch weitere Studien notwendig.

Um herauszufinden welche Insekten die Sträucher am häufigsten besuchen, wurde in bestimmten Zeitabschnitten die Anzahl der verschiedenen Arten an einem Strauch notiert und danach die relative Häufigkeit berechnet.

 

Honigbiene (Apis mellifera ) an einer Stachelbeerblüte

Erdhummel (Bombus terrestris) an einer Johannisbeerblüte

Baumhummel (Bombus hypnorum) an einer Johannisbeerblüte

Steinhummel (Bumbus lapidarius) an einer Johannisbeerblüte

Ameise (Formicidae sp.) an einer Stachelbeerblüte

 

welche komponenten enthält der blütenduft?

Die Duftanalyse ergab ca. 20 Komponenten im Duft der Stachelbeere. Die Hauptkomponenten sind Methyleugenol, Linalooloxide furanoid, Methylbutanol, Heptan und eine noch nicht bekannte Substanz.

Im Duft der schwarzen Johannisbeere sind ca. 40 Komponenten enthalten. Die Hauptkomponenten sind Arbusculone, Linalooloxide furanoid, Linalool, Lilac aldehyde, Linalooloxide pyranoid, Lilac lcohol, Linalyl acetat, Geranyl acetat und einige noch unbekannte Substanzen. Sehr viele Komponenten des Duftes konnten von den getesteten Insekten detektiert werden. Spannenderweise wurden zwischen Honigbienen und diversen Hummel nur minimale unterschiede erkannt.

Für die Duftanalyse wurde als erster Schritt der Duft der Blüten in kleinen Filterkapillaren gesammelt. Dafür wurde ein Zweig mit einem dichten Bratenbeutel aus Plastik eingepackt und nach kurzem Warten die Luft aus dem Beutel durch den Filter gesaugt. Der absorbierte Duft wurde dann mit Gaschromatographie  in die einzelnen Komponenten aufgeteilt und mit einem speziellen Programm untersucht.

 

 

Zur Feststellung welche Komponenten nun auch von den Besuchern detektiert werden können, wurde eine Elektroantennographie durchgeführt. Bei diesem Verfahren werden die Komponenten des Duftes nach der Reihe auf eine Insektenantenne geblasen und die elektrischen Signale der Antenne auf die einzelnen Komponenten gemessen.

 Die Komponenten des Johannisbeerdufts als Peaks des schwarzen Graphen erkennbar. Die Signalausschläge der Insektenantennen zu den einzelnen Komponenten sind darunter als Peaks der blauen Graphen erkennbar.

 

Diese Bachelorarbeit hat viele neue Erkenntnisse hinsichtlich der Bestäubungsbiologie von Schwarzen Johannisbeeren und Stachelbeeren erbracht und wir sind stolz solche und ähnliche Projekte mit unserem vielseitigen Garen zu ermöglichen.