Erbsenlaus
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| Erbsenlaus | ||||||||||||
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Ein erwachsenes Tier der Erbsenlaus saugt Pflanzensäfte aus dem Stängel einer Erbse | ||||||||||||
| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Acyrthosiphon pisum | ||||||||||||
| Harris, 1776 |
Die Erbsenlaus (Acyrthosiphon pisum) ist eine Blattlaus aus der Familie der Röhrenblattläuse. Sie gilt als Schädling auf verschiedenen Nutzpflanzen aus der Unterfamilie der Schmetterlingsblütler, wie Erbsen, Ackerbohnen, Luzernen und Klee. Eine Analyse ihres Erbguts wurde im Jahr 2010 von einer Gruppe von Forschern veröffentlicht.[1] Sie waren die Ersten, die die Nukleotidsequenz eines Hemimetabolen Insekts aus der phylogenetisch ursprünglichen Gruppe der Schnabelkerfe zur Gänze entschlüsselten.[2] Die Erbsenlaus könnte zu einem neuen biologischen Modellorganismus werden.[3]
Beschreibung
Der Genotyp der Erbsenlaus ist für die molekularbiologische Forschung von besonderem Interesse, weil er sehr unterschiedliche Ausprägungen von Merkmalen (Phänotypen) auf der Basis des gleichen Genoms hervorbringen kann.
Lebenszyklus
Zu den verschiedenen, an die jeweiligen saisonalen Gegebenheiten angepassten Formen gehören geflügelte und ungeflügelte Weibchen, die sich ungeschlechtlich vermehren können. Die genetisch identischen Larven werden lebend geboren. Werden im Verbreitungsgebiet der Erbsenblattlaus im Herbst die Tage kürzer, induziert dies die Herausbildung von Männchen und geschlechtlichen Weibchen, die ebenfalls geflügelt oder ungeflügelt sein können.[4] Nach der Paarung werden befruchtete Eier abgelegt, die überwintern, und im nächsten Frühling zu einer ungeflügelten Generation parthenogenetischer Weibchen führen.
Merkmale
Die erwachsenen Tiere werden bis zu drei Millimeter lang. Sie sind blass gelblich bis hellgrün. Eine rötliche Farbvariante wird durch erhöhte Temperaturen erzeugt. Auch dieser Phänotyp kann epigenetisch weitergegeben oder umgewandelt werden.
Die Augen sind rot gefärbt. Die beiden Antennen sind so lang wie der Körper, ihre distalen Glieder sind ebenso wie die der Beine braun. Die Erbsenlaus besitzt stechend-saugende Mundwerkzeuge, mit denen sie in die Leitbündel der Pflanzen eindringen und sich von den Pflanzensäften ernähren kann. Die Siphunculi oder Siphone, röhrenförmige Organe am Hinterende der Röhrenblattläuse, sitzen auf konischen Skelettelementen. Die Cauda, das ist das Schwänzchen am hinteren Körperende der erwachsenen Tiere, ist lang und besitzt sechs Haare. Mit ihrer Hilfe können sich die Blattläuse des Honigtaus entledigen, der als Exkretionsflüssigkeit aus den überschüssigen Assimilaten der Pflanzensäfte gebildet wird. Der Honigtau ist zuckerhältig und wird rasch von Rußtaupilzen besiedelt, die die Photosynthese der Pflanzen behindern können.
Die Nymphen ähneln den erwachsenen Tieren, haben aber noch keine Cauda. Sie müssen den Honigtau mit den Hinterbeinen abstreifen.
Lebensweise
Ursprünglich eine paläarktisch verbreitete Art, kommt die Erbsenlaus heute weltweit vor. Die Kultivierung einer Reihe von Arten aus dem von den Erbsenläusen bevorzugten Spektrum der Wirtspflanzen durch den Menschen hat zu dieser weltweiten Verbreitung beigetragen. Zu diesen Pflanzen zählen neben den auch in Mitteleuropa heimischen Arten der Hülsenfrüchtler wie Ackerbohnen, Erbsen und Linsen auch tropische und subtropische Nutzpflanzen wie Straucherbsen, Bockshornklee oder Sesbania grandiflora.
Die Erbsenläuse saugen am Phloem, das ist der Teil des Leitbündels der Gefäßpflanzen, in dem Nährstoffe und andere Assimilate transportiert werden. Die Blattläuse schädigen die Wirtspflanzen aber nicht nur durch den Entzug wichtiger Aufbaustoffe, sondern sie sind auch Überträger von verschiedenen viralen Infektionen, die sich über das Phloem rasch in der Pflanze verbreiten können. Zu ihnen gehören Viren, die Mosaik- und Blattrollsymptome auslösen.
Symbiose
Die Erbsenläuse leben in Symbiose mit Bakterien der Arten Buchnera aphidicola und Regiella insecticola. Diese leben in speziellen Zellen der Erbsenläuse, den Bakteriozyten, wo sie spezielle Aufgaben beim Auf- oder Umbau von Zuckermolekülen und Aminosäuren übernehmen. Die Bakterien werden bereits über die Eier an den Nachwuchs weitergegeben. Das Genom von Buchnera aphidicola wurde bereits um die Jahrtausendwende sequenziert und konnte mit dem der Erbsenlaus verglichen werden. Es scheint jedoch im Laufe der Evolutionsgeschichte wenig Gentransfer zwischen den beiden Arten stattgefunden zu haben.
Verhalten
Die Erbsenblattläuse lassen sich bei Gefahr zu Boden fallen. Diese Fallreaktion wird nicht nur durch mechanische Reize wie Erschütterungen der Pflanzenteile ausgelöst, sondern auch durch Pheromone, die bei Gefahr durch ein Sekret aus den Siphonen abgegeben werden.[5] Diese Alarmpheromone, die zusammen mit einem Abwehrsekret von den Blattläusen abgegeben werden, dienen als Signal für die anderen Artgenossen. Die Anwesenheit von Schwebfliegenlarven der Art Syrphus corollae, die sich von Blattläusen ernähren, führt ebenfalls zu einer Fallreaktion der Erbsenläuse. Die Schwebfliegenlarven verlassen dann ebenfalls die Pflanze, weil die Beutedichte erheblich geringer wird.[6]
Forschung
Französischen Forschern gelang 2012 der Nachweis, dass Erbsenläuse in der Lage sind Carotinoide über ein bestimmtes Gen selbst zu produzieren. Dadurch besitzen sie die Fähigkeit der Photosynthese. Der Organismus der Erbsenlaus reagiert auf Licht mit einem Elektronentransport auf organischen Verbindungen und aus der Produktion der energiereichen Verbindung Adenosintriphosphat in den Mitochondrien.[7]
Einzelnachweise
- ↑ International Aphid Genomics Consortium: Genome Sequence of the Pea Aphid Acyrthosiphon pisum. PLoS Biology 8, 2, e1000313, Februar 2010 doi:10.1371/journal.pbio.1000313 Volltext online bei PLoS ONE
- ↑ Karin Hollricher: Kleines Genom ganz groß FAZ.NET vom 13. April 2010
- ↑ David L. Stern, Jennifer A. Brisson: The pea aphid, Acyrthosiphon pisum: An emerging genomic model system for ecological, developmental and evolutionary studies. BioEssays, 28, 7, S. 747-755, Juli 2006
- ↑ Alexander W. Shingleton, Geoffroy C. Sisk und David L. Stern: Diapause in the pea aphid (Acyrthosiphon pisum) is a slowing but not a cessation of development. BMC Developmental Biology, 3, 7, 2003 doi:10.1186/1471-213X-3-7 Volltext bei Biomed Central (PDF, engl.)
- ↑ P. Wohlers: Die Fluchtreaktionen der Erbsenlaus Acyrthosiphon pisum ausgelöst durch Alarmpheromon und zusätzliche Reize. Entomologia Experimentalis et Applicata, 27, 2, S. 156-168, Januar 1980 doi:10.1007/BF00573890
- ↑ B. Niku: Folgen der Fallreaktion von Erbsenläusen [Acyrthosiphon pisum] für Syrphidenlarven [Syrphus corollae]. BioControl, 21, 3, S. 257-263, September 1976 doi:10.1007/BF02371759
- ↑ René Beckmann: Photosynthese in der Tierwelt. In: Forschung und Wissen. Internet Marketing Agentur evoRank, 17. August 2012, abgerufen am 10. Dezember 2012 (als Quelle wird genannt: Light-induced electron transfer and ATP synthesis in a carotene synthesizing insect, Jean Christophe Valmalette et al.; Scientific Reports, doi:10.1038/srep00579).
Weblinks
- Acyrthosiphon pisum bei Fauna Europaea
- Acyrthosiphon pisum (Harris) Factsheet bei Aphidweb (engl.)