Kurzinterview mit Prof. Dr. Georg Pohnert

Die Sprache der Insekten

Sonderforschungsbereich "ChemBioSys"

Im Wissenschaftsjahr 2020*21 dreht sich alles um das Thema Interner LinkBioökonomie. Auch die diesjährige Ausstellung auf der Interner LinkMS Wissenschaft widmet sich der biobasierten Kreislaufwirtschaft mit nachwachsenden Rohstoffen. Teil dessen ist eine so genannte "Duftstation": Das Exponat aus mehreren Elementen stammt von dem DFG-geförderten Sonderforschungsbereich "Chemische Mediatoren in komplexen Biosystemen" (ChemBioSys) an der Universität Jena. Professor Dr. Georg Pohnert erklärt in unserem Kurzinterview das Ziel, die chemische Sprache der Natur zu erforschen und für den Menschen nutzbar zu machen.

Wie lässt sich die "Duftstation" in wenigen Sätzen beschreiben?

Georg Pohnert: Unser Exponat ist eine Heranführung an eine Sprache, die wir als Menschen kaum kennen, nämlich die chemische Sprache. Die Duftstation erklärt einerseits, wie wir Menschen riechen, wie wir Düfte wahrnehmen, auch wie genau wir mit unserer Nase sogar einzelne Moleküle unterscheiden können. Das lässt sich an einzelnen Beispielen selbst ausprobieren. Auf Schautafeln haben wir erläutert, wie Insekten riechen: Sie haben eine sehr viel einfachere Geruchswahrnehmung. Sie können einzelne chemische Verbindungen erfassen und reagieren auf diese. Beispielsweise auf die bekannten Pheromone. Werden bestimmte Pheromone von einem weiblichen Falter ausgesandt, reagiert ein männlicher Falter unmittelbar und fliegt zum Weibchen hin.

Der Frage, der wir hier im Sinne von Nachhaltigkeit nachgehen, ist: Lässt sich eine solche Reaktion nicht auch nutzen, um die Landwirtschaft zu unterstützen? Anstatt großflächig Pestizide zu versprühen, können wir mit Pheromon-Fallen Insekten anlocken und fangen. Beispielsweise die Borkenkäfer, die die Fichten im Wald angreifen. Mit den Fallen können wir sie aus bestimmten Gebieten herauslocken. In der "Duftstation" der Ausstellung verbinden wir also die Geruchswahrnehmung mit einer ganz eigenen Sprache – der Sprache der Insekten.

Wie lange tüfteln Sie bereits an diesem Ziel?

Georg Pohnert: In unserem Projekt geht es nicht nur um Insekten. Es geht um das große Ganze der chemischen Sprache. Also nicht nur, wie ein Insekt mit seinem Partner kommuniziert, sondern wie chemische Signale ganze Gemeinschaften dirigieren. Daran arbeiten wir schon sehr lange. Meine Gruppe beispielsweise arbeitet unter Wasser. Denn dort gibt es ebenso chemische Signale. Etwa aus Algen, von Krebsen und vielem mehr. Wir schauen uns an, wie sich diese Signale unter Wasser verbreiten und Lebewesen delegieren. Andere in unserem Sonderforschungsbereich erforschen dasselbe im Boden, wieder andere die Interaktion von Pflanzen und Insekten. All diese Prozesse laufen über unterschiedlichste Signalmoleküle der chemischen Sprache. Der Sonderforschungsbereich umfasst also viele Bereiche, die die chemische Sprache erforschen – und das schon viele Jahre. Der Sonderforschungsbereich wird seit 2014 von der DFG gefördert.

Welche Rolle spielen Sie selbst in diesem Projekt?

Georg Pohnert: Ich komme ursprünglich aus der Chemie. Im Prinzip sind bei ChemBioSys fast alle in der Chemie oder der Biologie beheimatet. Meine Arbeitsgruppe ist eine der chemischen Ökologie. Meine Aufgabe als Arbeitsgruppenleiter ist es, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den unterschiedlichen Disziplinen für die gemeinsame Erforschung der chemischen Sprache der Natur zusammenzuführen und zu begeistern.

Welche Erkenntnis aus Ihrer Forschung hat Sie selbst verblüfft?

Georg Pohnert: Mich hat verblüfft, dass auch kleinste Mengen an Verbindungen Einfluss auf eine ganze Gemeinschaft haben. Etwa, dass wir in der Natur durch das Ausbringen von nanomolaren Mengen an Pheromonen plötzlich Insekten dirigieren können. Das finde ich faszinierend.

Was würden Sie perspektivisch gerne aufzeigen?

Georg Pohnert: Die menschliche Sprache ist sehr viel komplizierter, als die der Insekten. Die Insekten "unterhalten" sich viel mehr in einer Ein-Satz-Kommunikation. Zum Beispiel indem ein Falter über Duftmoleküle zum anderen sagt "Komm her!". Ich möchte mit meiner Forschung so weit kommen, dass wir die Worte und Sätze identifizieren, die in einer solchen Gemeinschaft "gesprochen" werden – und sie chemisch entschlüsseln. Etwa unter Mikroorganismen. Wir wissen: Es gibt diese Worte und Sätze. Wir wissen, dass sie funktionieren. Wir kennen vielfach schon die Funktion. Und wir haben auch schon die biologischen Schlüssel. Jetzt benötigen wir noch die Chemie davon. Wir wollen diese Worte chemisch in der Hand haben, wenn man so will.

Ich persönlich träume in dem Zusammenhang davon, meine "Doktor-Doolittle"-Phantasie zu realisieren. Während Doolittle mit Tieren "spricht", würde ich in der Zukunft gerne mit Mikroorganismen kommunizieren können. Mein Traum wäre, dass ich mit einem Boot aufs Meer rausfahre, dort kleinste Mengen an chemischen Verbindungen ins Wasser gebe und damit eine ganze Gemeinschaft dirigieren – mit Lebewesen quasi sprechen kann. Bis wir soweit sind, wird es aber wohl noch einige weitere Jahre dauern.