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Insektengift Dieser Artikel behandelt Gifte die von Insekten produziert werden Zu Giften die gegen Insekten wirken siehe

Insektengift

Insektengifte sind Gifte, die von Insekten produziert werden. Gifte dienen den Insekten zum Schutz vor Mikroorganismen, Parasiten und Prädatoren oder zur Überwältigung von Beutetieren.

Strukturformel von Cantharidin

Unter dem Begriff Insektengifte werden oft auch Gifte anderer Gliedertiere subsumiert, insbesondere Skorpiongifte.

Inhaltsstoffe Bearbeiten

Insektengifte, die aktiv abgegeben werden, sind Gemische. Die Hauptwirkstoffe dieser Giftgemische sind Peptide und Proteine. Daneben enthalten sie Alkaloide, Terpene, Polysaccharide, biogene Amine (wie Histamine), organische Säuren (wie Ameisensäure) und Aminosäuren. Viele Gifte von Hautflüglern enthalten eine komplexe Mixtur einfacher organischer Moleküle, Proteine, Peptide und anderer bioaktiver Elemente.

Aposematistischer Ölkäfer Hycleus lugens
Wespe
Bau von Schuppenameisen

Beispiele für Insektengifte sind:

Verabreichung Bearbeiten

Einige Insekten können Gift durch einen Giftstachel direkt ins Gewebe verabreichen, andere können Giftpakete verschleudern (wie Bombardierkäfer) oder versprühen (wie Schuppenameisen, Raupen des Großen Gabelschwanzes) oder austreten lassen (wie Marienkäfer) oder im Körper Gift enthalten, um ungenießbar zu sein (wie einige Wanzen, Ölkäfer). Einige giftige Insekten (wie Wespen, Marienkäfer, Erlen-Rindeneule) tragen eine Warnfärbung, dann spricht man von Aposematismus.

Der US-Insektenforscher Justin O. Schmidt hatte auch vermutet, dass manche Arten der Zweiflügler, Netzflügler und Käfer mit Mundwerkzeugen Gifte verabreichen können, aber es ist unklar, ob es sich bei den zugrunde liegenden Beobachtungen um die Wirkung von Verdauungssäften handelte.

Wirkungen Bearbeiten

Biologische Effekte Bearbeiten

Aufgrund der Vielzahl an Giften besteht eine Vielzahl an Wirkmechanismen. Das Wirkspektrum ist umfangreich, kann aber für aktiv abgegebene Insektengifte grob eingeteilt werden in neurotoxische, hämolytische, verdauende, hämorrhagische und algogenische (Schmerz verursachende) Effekte. Möglicherweise dominieren Nervengifte unter den besonders potenten Giften. Andere verändern als Chaperone die Tertiärstruktur von Proteinen und damit deren Funktionen.

Giftigkeit gegenüber Säugetieren Bearbeiten

Gifte aus Hautflüglern können entsprechend ihrer letalen Dosis (LD50) in Mäusen einander wie folgt gegenübergestellt werden:

LD50-Werte von Giften aus Hautflüglern in Mäusen
Familie Art LD50 (mg/kg)
Ameisenwespen (Mutillidae) Dasymutilla klugii 71
Faltenwespen (Vespidae) Vespula squamosa 3,5
Echte Bienen (Apidae) Apis mellifera 2,8
Faltenwespen (Vespidae) Polistes canadensis 2,4
Ameisen (Formicidae) Pogonomyrmex spp. 0,66
Ameisen (Formicidae) Pogonomyrmex maricopa 0,12

Als ein Insektengift mit einer besonders hohen Schmerzwirkung gilt Poneratoxin. Nach dem Stich-Schmerzindex (Schmidt Sting Pain Index) von Justin O. Schmidt, der die Heftigkeit von Schmerzen auf einer Skala von 1,0 bis 4,x beschreibt, steht Poneratoxin bei 4,x.

Allergisierung Bearbeiten

Strukturformel von Pumiliotoxin A

Bei gleicher Giftdosis zeigt sich manchmal eine unterschiedliche Wirkung auf verschiedene Menschen. Dies kann oft auf unterschiedlich starke Allergenisierungen zurückgeführt werden. Gerade nach Stichen durch Honigbienen (Apis mellifera), Wespen (insbesondere Vespula vulgaris, Vespula germanica), seltener auch Hornissen (Vespa crabro) und Hummeln (Bombus spp.) können Insektengiftallergien vermehrt auftreten, die Reaktionsbreite kann sich zwischen ‚harmlos‘ bis zum anaphylaktischen Schock erstrecken.

Centruroides suffusus

Evolution Bearbeiten

Insektengifte wurden, zunächst wohl zur Abwehr, vor über 100 Millionen Jahren entwickelt. So alt ist ein Fund in Bernstein aus der Kreidezeit eines frühen Canthariden, der sich ganz offensichtlich mittels chemischer Waffen gegen einen Prädator wehrte. Sechs Vesikelpaare blieben als Einschlüsse erhalten.

Nutzung durch andere Organismen Bearbeiten

Sequestrierung durch Wirbeltiere Bearbeiten

Einige Amphibien können giftige Insekten fressen und die Insektengifte in und unter ihrer Haut einlagern (Sequestrierung). Hierzu zählen insbesondere die Pfeilgiftfrösche. Da oft der Ursprung der Giftstoffe unbekannt war, werden diese Gifte meist Amphibiengifte genannt.

Daneben gibt es einige Giftvögel wie Zweifarbenpitohui, Pitohui ferrugineus, Mohrenpitohui und Blaukappenflöter, die ihre Giftstoffe aus dem Verzehr von Insekten beziehen und in Haut und Gefieder sequestrieren. Auch die Sporngans frisst unter anderem Ölkäfer (Meloidae), welche Cantharidin enthalten. Dieses reichert sie in ihrem Gewebe an, sodass der Verzehr der Sporngans, je nach aufgenommener Menge der Käfer, für Prädatoren und Menschen giftig ist.

Verwendung durch Menschen Bearbeiten

Einige der ursprünglich durch Insekten synthetisierten aber durch spezielle Prädatoren akkumulierten Gifte wurden als potente Pfeilgifte seit Jahrtausenden genutzt. Einige Insektengifte wie Cantharidin wurden und werden teilweise noch medizinisch genutzt (z. B. Cantharidenpflaster). Oft sind zugrundeliegende Wirkmechanismen bei traditionell angewandten Mitteln allerdings wenig verstanden.

Zur Therapie von Insektengiftallergien werden meist die auslösenden Insektengifte niedrig dosiert verabreicht.

Literatur Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

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Dieser Artikel behandelt Gifte die von Insekten produziert werden Zu Giften die gegen Insekten wirken siehe Insektizid Insektengifte sind Gifte die von Insekten produziert werden Gifte dienen den Insekten zum Schutz vor Mikroorganismen Parasiten und Pradatoren oder zur Uberwaltigung von Beutetieren Strukturformel von CantharidinUnter dem Begriff Insektengifte werden oft auch Gifte anderer Gliedertiere subsumiert insbesondere Skorpiongifte 1 2 3 Inhaltsverzeichnis 1 Inhaltsstoffe 2 Verabreichung 3 Wirkungen 3 1 Biologische Effekte 3 2 Giftigkeit gegenuber Saugetieren 3 3 Allergisierung 4 Evolution 5 Nutzung durch andere Organismen 5 1 Sequestrierung durch Wirbeltiere 5 2 Verwendung durch Menschen 6 Literatur 7 EinzelnachweiseInhaltsstoffe BearbeitenInsektengifte die aktiv abgegeben werden sind Gemische Die Hauptwirkstoffe dieser Giftgemische sind Peptide und Proteine Daneben enthalten sie Alkaloide Terpene Polysaccharide biogene Amine wie Histamine organische Sauren wie Ameisensaure und Aminosauren 4 5 6 Viele Gifte von Hautfluglern enthalten eine komplexe Mixtur einfacher organischer Molekule Proteine Peptide und anderer bioaktiver Elemente 7 nbsp Aposematistischer Olkafer Hycleus lugens nbsp Wespe nbsp Bau von SchuppenameisenBeispiele fur Insektengifte sind Batrachotoxine sind extrem potente neurotoxische Steroid Alkaloide Pregnan Derivate eigentlich aus der Haut sudamerikanischer Pfeilgiftfrosche der Gattung Blattsteiger Phyllobates sowie in Haut und Federn mancher Vogel Neuguineas wie Zweifarbenpitohui Pitohui dichrous Pitohui ferrugineus Mohrenpitohui Pitohui nigrescens und Blaukappenfloter Ifrita kowaldi 8 Als Giftquelle wurden Kafer der Gattung Choresine aus der Familie Melyridae wahrscheinlich gemacht die in Neuguinea beheimatet sind 9 10 11 Diese enthalten Batrachotoxin ein direkter Nachweis dass das Gift tatsachlich von diesen Kafern stammt steht jedoch aus Bienengift enthalt Melittin 7 Cantharidin kommt als Inhaltsstoff in verschiedenen Olkafern vor Coccinellin giftiges Alkaloid der Hamolymphe von Marienkafern Wespengift Hornissengift Poneratoxin der Ameisengattung Paraponera mit der Art 24 Stunden Ameise Paraponera clavata sowie der Gattung Dinoponera wie Dinoponera longipes Pumiliotoxine sind zwar bekannt von Erdbeerfroschchen Oophaga pumilio der Familie Baumsteigerfrosche werden aber von Schuppenameisen der Gattungen Brachymyrmex und Paratrechina produziert von denen sich Erdbeerfroschchen ernahren Pumiliotoxine oder ahnliche giftige Alkaloide werden ausserdem von Spinnentieren wie Hornmilben und anderen Milben hergestellt 12 RhTx aus dem rotkopfigen chinesischen HundertfusserVerabreichung BearbeitenEinige Insekten konnen Gift durch einen Giftstachel direkt ins Gewebe verabreichen andere konnen Giftpakete verschleudern wie Bombardierkafer oder verspruhen wie Schuppenameisen Raupen des Grossen Gabelschwanzes oder austreten lassen wie Marienkafer oder im Korper Gift enthalten um ungeniessbar zu sein wie einige Wanzen Olkafer Einige giftige Insekten wie Wespen Marienkafer Erlen Rindeneule tragen eine Warnfarbung dann spricht man von Aposematismus Der US Insektenforscher Justin O Schmidt hatte auch vermutet dass manche Arten der Zweiflugler Netzflugler und Kafer mit Mundwerkzeugen Gifte verabreichen konnen 13 aber es ist unklar ob es sich bei den zugrunde liegenden Beobachtungen um die Wirkung von Verdauungssaften handelte 4 Wirkungen BearbeitenBiologische Effekte Bearbeiten Aufgrund der Vielzahl an Giften besteht eine Vielzahl an Wirkmechanismen Das Wirkspektrum ist umfangreich kann aber fur aktiv abgegebene Insektengifte grob eingeteilt werden in neurotoxische hamolytische verdauende hamorrhagische und algogenische Schmerz verursachende Effekte 4 Moglicherweise dominieren Nervengifte unter den besonders potenten Giften Andere verandern als Chaperone die Tertiarstruktur von Proteinen und damit deren Funktionen 14 Giftigkeit gegenuber Saugetieren Bearbeiten Gifte aus Hautfluglern konnen entsprechend ihrer letalen Dosis LD50 in Mausen einander wie folgt gegenubergestellt werden 4 LD50 Werte von Giften aus Hautfluglern in Mausen Familie Art LD50 mg kg Ameisenwespen Mutillidae Dasymutilla klugii 71 15 Faltenwespen Vespidae Vespula squamosa 3 5 15 Echte Bienen Apidae Apis mellifera 2 8 16 Faltenwespen Vespidae Polistes canadensis 2 4 16 Ameisen Formicidae Pogonomyrmex spp 0 66 16 Ameisen Formicidae Pogonomyrmex maricopa 0 12 17 Als ein Insektengift mit einer besonders hohen Schmerzwirkung gilt Poneratoxin Nach dem Stich Schmerzindex Schmidt Sting Pain Index von Justin O Schmidt der die Heftigkeit von Schmerzen auf einer Skala von 1 0 bis 4 x beschreibt steht Poneratoxin bei 4 x 18 Allergisierung Bearbeiten nbsp Strukturformel von Pumiliotoxin ABei gleicher Giftdosis zeigt sich manchmal eine unterschiedliche Wirkung auf verschiedene Menschen Dies kann oft auf unterschiedlich starke Allergenisierungen zuruckgefuhrt werden 19 Gerade nach Stichen durch Honigbienen Apis mellifera Wespen insbesondere Vespula vulgaris Vespula germanica seltener auch Hornissen Vespa crabro und Hummeln Bombus spp konnen Insektengiftallergien vermehrt auftreten die Reaktionsbreite kann sich zwischen harmlos bis zum anaphylaktischen Schock erstrecken nbsp Centruroides suffususEvolution BearbeitenInsektengifte wurden zunachst wohl zur Abwehr vor uber 100 Millionen Jahren entwickelt 20 So alt ist ein Fund in Bernstein aus der Kreidezeit eines fruhen Canthariden der sich ganz offensichtlich mittels chemischer Waffen gegen einen Pradator wehrte Sechs Vesikelpaare blieben als Einschlusse erhalten 20 Nutzung durch andere Organismen BearbeitenSequestrierung durch Wirbeltiere Bearbeiten Einige Amphibien konnen giftige Insekten fressen und die Insektengifte in und unter ihrer Haut einlagern Sequestrierung 21 Hierzu zahlen insbesondere die Pfeilgiftfrosche Da oft der Ursprung der Giftstoffe unbekannt war werden diese Gifte meist Amphibiengifte genannt Daneben gibt es einige Giftvogel wie Zweifarbenpitohui Pitohui ferrugineus Mohrenpitohui und Blaukappenfloter die ihre Giftstoffe aus dem Verzehr von Insekten beziehen und in Haut und Gefieder sequestrieren Auch die Sporngans frisst unter anderem Olkafer Meloidae welche Cantharidin enthalten 22 Dieses reichert sie in ihrem Gewebe an sodass der Verzehr der Sporngans je nach aufgenommener Menge der Kafer fur Pradatoren und Menschen giftig ist 23 Verwendung durch Menschen Bearbeiten Einige der ursprunglich durch Insekten synthetisierten aber durch spezielle Pradatoren akkumulierten Gifte wurden als potente Pfeilgifte seit Jahrtausenden genutzt Einige Insektengifte wie Cantharidin wurden und werden teilweise noch medizinisch genutzt z B Cantharidenpflaster 24 Oft sind zugrundeliegende Wirkmechanismen bei traditionell angewandten Mitteln allerdings wenig verstanden Zur Therapie von Insektengiftallergien werden meist die auslosenden Insektengifte niedrig dosiert verabreicht 25 26 Literatur BearbeitenKonrad Dettner Gifte und Pharmaka aus Insekten ihre Herkunft Wirkung und okologische Bedeutung PDF In Entomol heute 19 2007 S 3 28 Einzelnachweise Bearbeiten E Zlotkin et al An excitatory and a depressant insect toxin from scorpion venom both affect sodium conductance and possess a common binding site In Archives of Biochemistry and Biophysics 240 Nr 2 1985 S 877 887 M E De Lima et al Tityus serrulatus toxin VII bears pharmacological properties of both b toxin and insect toxin from scorpion venoms In Biochemical and Biophysical Research Communications 139 Nr 1 1986 S 296 302 H Darbon et al Covalent structure of the insect toxin of the North African scorpion Androctonus australis Hector In International Journal of Peptide and Protein Research 20 Nr 4 1982 S 320 330 doi 10 1111 j 1399 3011 1982 tb00897 x a b c d W L Meyer Most toxic insect venom PDF In Book of Insect Records Chapter 23 Gainesville Florida 1 Mai 1996 Abgerufen am 6 Juli 2015 J O Schmidt Chemistry pharmacology and chemical ecology of ant venoms In 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Daly Melyrid beetles Choresine A putative source for the batrachotoxin alkaloids found in poison dart frogs and toxic passerine birds PDF In PNAS 101 Nr 45 2004 S 15857 15860 doi 10 1073 pnas 0407197101 Bethany Halford Birds and beetles A toxic trail In Chemical amp Engineering News 82 Nr 45 2004 S 17 Ariel Rodriguez Dennis Poth Stefan Schulz Miguel Vences Discovery of skin alkaloids in a miniaturized eleutherodactylid frog from Cuba Biology Letters Royal Society Publishing Onlinepublikation am 3 November 2010 doi 10 1098 rsbl 2010 0844 J O Schmidt Biochemistry of insect venoms In Annu Rev Entomol 27 1982 S 339 368 Naofumi et al Protein function chaperonin turned insect toxin In Nature 411 Nr 6833 2001 S 44 44 doi 10 1038 35075148 a b J O Schmidt M S Blum W L Overal Comparative lethality of venoms from stinging Hymenoptera In Toxicon 18 1980 S 469 474 a b c J O Schmidt Hymenopteran venoms Striving towards the ultimate defense against vertebrates In D L Evans J O Schmidt Hrsg Insect 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