Kommunikation zwischen Pflanzen und Bienen komplexer als gedacht

18. August 2021 / Eine aktuelle wissenschaftliche Publikation zeigt, dass Honigbienen über den Darm bestimmte RNA-Moleküle aus Pflanzen aufnehmen, die in die Genregulation der Bestäuber eingreifen können. Erforscht wurden sogenannte miRNAs aus Pollen von Sonnenblumen und des Sidarbaums (Ziziphus spina-christi). Diese miRNA fand sich innerhalb der Darmzellen und könnte Genfunktionen beeinflussen, die bspw. im Zusammenhang mit dem Erkundungsverhalten der Bienen und der Entwicklung ihrer Brut stehen. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Interaktionen zwischen Tieren und Pflanzen komplexer sind als bisher bekannt.

Die WissenschaftlerInnen schreiben: „Zusammengefasst zeigen diese Ergebnisse artübergreifende Regulierungsfunktionen von miRNA zwischen Honigbienen und blühenden Wirtspflanzen, die unser Verständnis der molekularen Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Tieren erweitern.“ Damit wurde das erste Mal nachgewiesen, dass pflanzliche miRNA aus dem Darm von Honigbienen in größeren Mengen aufgenommen wird. Allerdings hatten bereits zuvor andere WissenschaftlerInnen gezeigt, dass pflanzliche miRNA, die über das Futter an Bienenlarven verfüttert wird, deren Entwicklung zu Arbeiterinnen beeinflussen kann. Es ist wahrscheinlich, dass auch die aus Sonnenblumen und dem Sidarbaum aufgenommenen miRNAs in die Genregulation der Bienen eingreifen können.

Die miRNAs (microRNA) unterscheiden sich grundlegend von der im Corona-Impfstoff eingesetzten mRNA (messenger RNA). Die RNA des Impfstoffes sorgt dafür, dass Proteine gebildet werden. Die miRNAs hingegen greifen in die Genregulierung ein. Man spricht deswegen auch von nicht-kodierender (non coding) RNA (ncRNA). Pflanzen und Tiere bilden miRNA zur eigenen Genregulation, können die Moleküle aber auch über Wurzeln oder den Darm aufnehmen oder abgeben. Sie dienen u.a. dem Austausch von Informationen mit Mikroorganismen, die mit Pflanzen und Tiere assoziiert sind, und können auch an Abwehrmechanismen beteiligt sein.

Die ‚RNA-Sprache‘ funktioniert so über die Artgrenzen hinweg und spielt möglicherweise eine wichtige Rolle in der Koevolution von Pflanzen und Tieren. Unter anderem könnte so die Blütezeit der Pflanzen und die Entwicklung von bestäubenden Insekten synchronisiert werden. Die Wirkung von miRNA wurde ursprünglich an Fadenwürmern entdeckt und ist inzwischen auch beim Menschen bekannt. In verschiedenen Projekten wird untersucht, ob diese Mechanismen auch medizinisch genutzt werden können.

Eingesetzt wird ncRNA auch bei der Bekämpfung von Insekten: Die Firma Bayer verkauft Saatgut für einen gentechnisch veränderten Mais, der eine zusätzliche ncRNA produziert. Dabei handelt es sich um kurze interferierende RNA (short interfering RNA, siRNA). Diese soll in die Genregulation von Schädlingen eingreifen, die an den Wurzeln der Pflanzen fressen, und die Schadinsekten so abtöten. Mehrere Firmen arbeiten auch an ncRNA-Sprays, die als Pestizide auf den Feldern gespritzt werden sollen.

Doch die Zusammenhänge sind komplex und die Risikobewertung nicht verlässlich. Das zeigt auch ein Bericht der Europäischen Lebensmittelbehörde (EFSA). Wie das Beispiel des Gentechnik-Mais zeigt, kann bisher keine endgültige Aussage darüber gemacht werden, ob und in welchem Umfang die künstliche RNA über die Nahrung aufgenommen wird und welche Folgen das haben kann.

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