Borkenkäfer gehören zu den größten Problemen für die Wälder in Mitteleuropa. Besonders der Buchdrucker befällt Fichten, bohrt sich unter die Rinde und kann ganze Bestände zum Absterben bringen. Hitze und Trockenheit haben seine Ausbreitung in den vergangenen Jahren zusätzlich begünstigt. Fichten produzieren eine Vielzahl chemischer Abwehrstoffe in ihrer Rinde, die vor allem Pilze und andere Krankheitserreger hemmen sollen. Diese Stoffe sind Teil eines ausgefeilten pflanzlichen Verteidigungssystems.

Borkenkäfer fressen Abwehrstoffe und wandeln sie um

Studienleiter Jonathan Gershenzon (links) und Erstautorin Ruo Sun vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in JenaBildrechte: Angela Overmeyer | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Beim Fressen nehmen Borkenkäfer diese Abwehrstoffe auf und nutzen sie für sich selbst. In ihrem Körper werden die pflanzlichen Verbindungen enzymatisch umgebaut – und dadurch für Pilze, die den Borkenkäfern schaden könnten, noch giftiger gemacht als zuvor. Dieses Vorgehen war eine erste überraschende Erkenntnis der neuen Studie vom Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena. "Wir hatten nicht erwartet, dass die Käfer die Abwehrstoffe der Fichte so gezielt in noch giftigere Derivate umwandeln können", sagt Erstautorin Ruo Sun, Biochemikerin am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie.

So entsteht eine Art chemischer Schutzschild. Die Käfer profitieren von den Abwehrstoffen ihres Wirtsbaums und sind besser gegen krankmachende Pilze geschützt. Genau das war lange ein Rätsel für die Forschung. Denn es gibt Pilze, die Insekten befallen und töten können. Einer davon ist Beauveria bassiana. Dieser Pilz wurde schon vor Jahren als möglicher Gegenspieler des Borkenkäfers getestet – oft mit enttäuschenden Ergebnissen.

Pilzstämme, die die Strategie durchschauen

Die neue Studie zeigt nun, warum das so war. Nur einige Stämme dieses Pilzes haben die besondere Fähigkeit entwickelt, die giftigen Abwehrstoffe der Käfer chemisch zu entschärfen. Diese Stämme nutzen dafür einen zweistufigen Entgiftungsweg. Sie bauen die Abwehrstoffe zunächst wieder zuckerhaltig um und verändern sie anschließend weiter. Danach sind die Abwehrstoffe für die Pilze ungefährlich. Gleichzeitig verhindert dieser Umbau, dass der Käfer die Stoffe erneut aktivieren kann. So können diese Pilzstämme die Borkenkäfer dann doch auf natürliche Weise infizieren und töten.

Wie wichtig diese Fähigkeit ist, zeigen gezielte Experimente der Jenaer Forschungsgruppe. Wird der entsprechende Stoffwechselweg im Pilz ausgeschaltet, verliert er einen Großteil seiner Wirksamkeit. Die Infektionsrate sinkt deutlich, und der Pilz wächst schlechter. Damit wird klar: Einige Stämme des Schlauchpilzes Beauveria bassiana können den Käfer nur wegen dieses Entgiftungsmechanismus erfolgreich befallen.

Aber eben nicht alle Stämme von Beauveria bassiana besitzen diese Fähigkeit. Das erklärt rückblickend, warum frühere Versuche der biologischen Bekämpfung so unzuverlässig waren: Oft wurden Stämme eingesetzt, die der chemischen Abwehr der Käfer wenig entgegensetzen konnten.

Hoffnung für zukünftige Borkenkäferbekämpfung

Die Studie zeigt vor allem, wie komplex das Zusammenspiel zwischen Baum, Schädling und Krankheitserreger ist. Chemische Abwehrstoffe können entlang der Nahrungskette mehrfach umgebaut werden – mit jeweils neuen Folgen. Ihr größter Wert liegt deshalb im besseren Verständnis dieses Systems. Die Arbeit erklärt, warum biologische Bekämpfung bisher oft scheiterte – und unter welchen Bedingungen sie grundsätzlich funktionieren könnte.

Ips typographus, auch Buchdrucker oder Großer Achtzähniger Fichtenborkenkäfer genannt, im Stamm einer Fichte.Bildrechte: Benjamin Weiss | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

Für die Praxis bedeutet das dennoch keinen schnellen Durchbruch. Pilze wirken langsam, sind im Wald schwer gezielt auszubringen und unterliegen strengen Auflagen. Aber immerhin: "Nun, da wir wissen, welche Stämme des Pilzes die antimikrobiellen Phenolverbindungen des Borkenkäfers tolerieren, können wir diese Stämme einsetzen, um Borkenkäfer besser zu bekämpfen", sagt Ruo Sun – verweist aber zugleich darauf, dass dafür weitere Forschung nötig ist.

Links / Studien

R. Sun et al. (2025): "Detoxification of conifer antimicrobial defenses promotesentomopathogenic fungus infection of bark beetles", PNAS

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