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Uni-Journal Jena11/14
Beutenberg-News
Zucker verlängert Leben
Gealterte Mäuse haben erhöhten Glukosebedarf
Pflanzen und Insekten speichern Zucker-
verbindungen als Energievorräte. Zucker
können jedoch auch Teil eines tödlichen
Wettkampfs zwischen der Pflanze und
ihrem Schädling werden, haben Forscher
am Max-Planck-Institut für chemische
Ökologie heraus-
gefunden.
Viele Getreidear-
ten und Gräser
binden Zucker an
ihre Abwehrstoffe,
sogenannte Ben-
zoxazinoide, und
schützen sich so
davor, von ihren
eigenen Pflanzen-
schutzmitteln ver-
giftet zu werden.
Sobald aber ein
Insekt die Pflanze
anknabbert, spal-
tet ein Enzym aus
der Pflanze den
Zucker ab und aktiviert das Gift.
Die Forscher haben nun entschlüsselt,
warum diese Pflanzenabwehr bei Eulen-
falterraupen der Gattung Spodoptera
Zucker entgiftet
Wie Eulenfalterraupen Pflanzengift ausschalten
versagt. Sie fanden im Kot der Larven,
die als Maisschädlinge erheblichen wirt-
schaftlichen Schaden verursachen, Mo-
leküle der ursprünglichen pflanzlichen
Verbindung, die sich lediglich durch eine
anders angebundene Zuckergruppe un-
terscheiden. Im
Gegensatz zum
Pflanzenabwehr-
stoff kann die
neue Verbindung
nicht mehr enzy-
matisch in ein Gift
umgewandelt wer-
den. Die verkehrte
Wieder-Anbindung
des Zuckers stellt
somit eine sehr
einfache, aber
effektive Entgif-
tungsstrategie dar,
mit deren Hilfe Eu-
lenfalterraupen als
Schädlinge so er-
folgreich werden konnten, berichten die
Forscher in der Fachzeitschrift „Ange-
wandte Chemie – International Edition“
(DOI: 10.1002/ange.201406643).
Foto:Schroll
DerHeerwurmSpodopterafrugiperdaist
einerderwichtigstenMaisschädlingeinNord-
undSüdamerika.
Kohlenstoff,
verweile!
Pflanzen speichern
Kohlenstoff 23 Jahre
Pflanzen spielen im globalen Klimasys-
tem eine entscheidende Rolle – denn sie
saugen das Treibhausgas Kohlendioxid
aus der Luft. Viele Jahre oder Jahrzehnte
kann Kohlenstoff in Landökosystemen
gespeichert bleiben, bevor er als Kohlen-
dioxid erneut in die Atmosphäre gelangt.
Wie lang dieser Zyklus in unterschied-
lichen Klimazonen dauert, hat jetzt ein
internationales Forscherteam um Dr.
Nuno Carvalhais und Dr. Markus Reich-
stein vom Max-Planck-Institut für Bio-
geochemie bestimmt. Die durchschnitt-
liche Verweildauer des Kohlenstoffs
liegt weltweit bei 23 Jahren, berichten
die Forscher in der Fachzeitschrift Nature
(DOI: 10.1038/nature13731). In den Tro-
pen dauert es nur 15 Jahre, bis ein C-
Atom wieder freigesetzt wird, in hohen
Breiten dagegen 255 Jahre.
Eine überraschende Erkenntnis: Der
Niederschlag spielt für die Verweildauer
eine mindestens ebenso große Rolle
wie dieTemperatur. „Darauf muss in Zu-
kunft ein stärkeres Augenmerk gelegt
werden“, fordert Reichstein.
Die Forscher stellten zudem fest, dass
die Landökosysteme ca. 2800 Milliarden
Tonnen Kohlenstoff speichern – ca. 400
Milliarden Tonnen mehr als bisher ge-
dacht. Der Zuwachs ist vor allem auf ein
Plus an organischer Materie in den Bö-
den zurückzuführen. Erstmals erfassten
die Forscher den gesamten Kohlenstoff-
gehalt der Böden – nicht nur die Menge
im obersten Meter des Untergrundes,
wie bisherige Studien. Die Ergebnisse
sollen globale Klimamodelle verbessern.
DieWeltkartenveranschaulichendieVerweildauervon
KohlenstoffinLandökosystemen.Gegenden,indenen
dieseehervonderTemperaturabhängt,sindgelbbisrot
gefärbt.DieAbhängigkeitvomNiederschlagistandertür-
kisenbisblauenFärbungzuerkennen.
Abbildung:Carvalhais
Glukose, Kernbestandteil des Zuckers
in Nahrungsmitteln, trägt zur Energie-
versorgung aller Zellen und Gewebe im
Körper bei. Einer zuckerreichen Ernäh-
rung wurde bisher aufgrund der Ent-
stehung von Krankheiten, wie Diabetes
und Fettleibigkeit, eine gesundheits-
schädlicheWirkung zugeschrieben. Eine
neue Studie des Leibniz-Instituts für
Altersforschung – Fritz-Lipmann-Institut
(FLI) zeigt nun erstmals, dass gealterte
Mäuse einen erhöhten Bedarf an Glu-
kose aufweisen, um ihre Körperfunkti-
onen aufrechtzuerhalten. Eine glukose-
reiche Ernährung dieser Mäuse bewirkt
eine Verbesserung des Zell- und Gewe-
beerhalts und trägt so zur Verlängerung
der Gesundheitsspanne bei, schreiben
die Forscher in der Fachzeitschrift Na-
ture Communications (DOI: 10.1038/
ncomms5924).
Im Rahmen des Alterns kommt es
zu einer Verkürzung der Telomere, der
Endstücke der Chromosomen. Diese
begrenzt die Teilungsfähigkeit mensch-
licher Zellen und führt im Alter zu einer
Verminderung der Regenerationsfähig-
keit und damit zu einer Verminderung
des Erhalts funktionsfähiger Organe und
Gewebe.
Die neuen Ergebnisse der Arbeits-
gruppe von Prof. Dr. K. Lenhard Rudolph
am FLI zeigten nun, dass die Verkürzung
derTelomere den Energiebedarf von Zel-
len und Geweben erhöht. Die Gesund-
heits- und Lebensspanne von gealter-
ten Mäusen mit verkürzten Telomeren
erhöhte sich unter einer glukosereichen
Nahrung – im Vergleich zur normalen Er-
nährung mit niedrigerem Zuckergehalt.
Es erhöhte sich ihre Gesundheits- und
Lebensspanne im Durchschnitt um 20
Prozent. „Sollten diese Arbeiten auf
den Menschen übertragbar sein, müss-
ten wir im fortgeschrittenen Alter eine
veränderte Nahrungszusammensetzung
wählen, um unseren Energiebedarf zu
decken und gleichzeitig die Funktionsfä-
higkeit unserer Organe aufrechtzuerhal-
ten“, so Rudolph.