Im Verlauf der Evolution haben sich viele Schadorganismen an ihre Wirtspflanzen und damit an deren Abwehrchemie angepaßt. In diesem Zusammenhang untersuchen wir auf biochemisch-molekularbiologischer Ebene pflanzenfressende Insekten, deren Anpassung bereits soweit fortgeschritten ist, daß sie die von der Pflanze produzierten Allelochemikalien aufnehmen und in vielfältiger Weise nutzen, z.B. als Verteidigungssubstanzen, Pheromone oder Morphogene. Insbesondere gehen wir der Frage nach, wie solche Organismen Sekundärstoffe aus dem Darm resorbieren (Sekundärstoff-Carrier), im Integument speichern und wie es ihnen gelingt, sich selbst vor den an sich toxischen Eigenschaften der pflanzlichen Abwehrstoffe zu schützen ("Target-site-Modifikation"). Die Frage lautet, wie viele evolutionäre Schritte, z.B. Mutationen sind notwendig, um eine solche Anpassung zu ermöglichen. So haben wir z.B. beim Monarchfalter zeigen können, dass die Na+,K+-ATPase durch eine Punktmutation in der Herzglycosidbindungsstelle für Herzglycoside unempfindlich gemacht wurde.

Aber auch Abbau und Metabolisierung spielen eine große Rolle, mit der sich Pflanzenfresser vor den Nahrungsgiften schützen. In diesem Zusammenhang wurden Wiederkäuer, Nacktschnecken und Schwärmer genauer untersucht.

Aufnahme und Speicherung von Sekundärstoffen in Insekten
Eine Reihe von pflanzenfressenden Insekten nimmt die Giftstoffe ihrer Wirtspflanzen auf und setzt sie zur eigenen Verteidigung ein. Die zugrundeliegenden physiologischen Mechanismen für Transport und Speicherung werden insbesondere bei Manduca sexta (Nicotin), Schwärmern (Phorbolester), Arctiiden (Pyrrolizidinalkaloide), Lycaenidae (Cycasin), Danaiden (Herzglykoside) und Aphiden (Chinolizidinalkaloide) untersucht.

Beteiligte Mitarbeiter: F. Sporer, A. Backhaus; Alumni: Dr. A. Hundsdörfer , Dr. J. Tshibangu, Dr. R. Aguiar, Dr. V. Theile, Dr. E. von Nickisch-Rosenegk, Dr. F. Holzinger, Dr. C. Frick,
Kooperation: Prof. Dr. D. Schneider (MPIV, Seewiesen); Dr. M.L. Cipolini (USA), Dr. F. Lounibos (Florida),

Sekundärstoffe im Nektar
Pflanzen locken Insekten zur Blütenbestäubung an und belohnen sie mit Nektar. Neben Zucker und Aminosäuren enthält Nektar bei einigen Pflanzen auch toxische Sekundärstoffe. Die Bedeutung der Sekundärstoffe im Nektar wird nur unvollständig verstanden. Über Nektar und Pollen können toxische Sekundärstoffe auch im Honig auftauchen.

Beteiligte Mitarbeiter: A. Backhaus, F. Sporer; Alumni: A. Detzel, Dr. M. Distl,
Kooperation: Prof. I. Izhaki (Israel), Dr. Lynn Adler (USA)