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Dieses Werk wurde im Jahr 2013 vom Verlag Zeitschrift für Naturforschungin Zusammenarbeit mit der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung derWissenschaften e.V. digitalisiert und unter folgender Lizenz veröffentlicht:Creative Commons Namensnennung 4.0 Lizenz.

FRASSHEMMENDE WIRKUNG VON SAPONINEN AUF TERMITEN 999

Fraßhemmende Wirkung von Saponinen auf Termiten

(Isoptera, Reticulitermes)

R. Tschesche, G. W u l f f und A. W eber

Institut für Organische Chemie und Biochemie der Universität Bonn

und H. S c h m id t

Institut für Holzbiologie und Holzschutz der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft,Reinbek bei Hamburg

(Z. Naturforsch. 25 b, 999—1001 [1970]; eingegangen am 16. Mai 1970)

An 28 Spirostanol-, Triterpen- und Steroidalkaloid-Glykosiden und -Aglykonen wurde eine z. T. starke fraßhemmende Wirkung auf Termiten beobachtet. Eine mögliche Schutzwirkung der Saponine gegen Termitenfraß bei saponinführenden Pflanzen wird diskutiert.

Saponine sind in zahlreichen Pflanzenfamilien ge­

funden worden, wobei diese in allen Teilen dieser

Pflanze in recht unterschiedlicher Konzentration

(0,1 — 10%) Vorkommen können 1_3. Uber die Be­

deutung dieser Inhaltsstoffe besteht noch immer Un­

klarheit. Wir fanden vor einigen Jahren, daß ins­

besondere monodesmosidische Saponine eine erheb­

liche antibiotische Wirksamkeit besonders gegen nie­

dere Pilze aufweisen. Die in den einzelnen Pflanzen­

teilen vorhandenen Saponin-Konzentrationen reichen

für einen Schutz gegen verschiedene Mikroorganis­

men aus 3-5.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß die in z. T.

sehr hohen Konzentrationen vorkommenden Sapo­

nine eine insektizide Wirkung erkennen lassen. Be­

reits bekannt ist die Wirksamkeit einiger Alkaloid-

Glykoside aus Nachtschattengewächsen (Solanaceen)

gegenüber dem Kartoffelkäfer (Leptinotarsa decem-

lineata) 6i 7 und einiger Saponine gegenüber dem

Tabakkäfer (Lasioderma serricorne) 8. Gegen Ter­

miten zeigen Saponine aus Kalopanax septemlobum 9

und aus Ternstroemia japonica10 eine Schutzwir-

kung. Bei Tempelhölzern aus der Maya- und Azte­

kenzeit konnte das jahrhundertelange Überdauern

in feuchten, Termiten-verseuchten Gebieten auf in

der Struktur noch unbekannte Saponine zurückge­

1 R. T schesche u . G. W u l f f , Planta med. [Stuttgart] 12, 272 [1964].

2 N. K . K o c h e tk o v u . A. J. K h o r l i n , Arzneimittel-Forsch. 16, 101 [1966].

3 G. W u lff , Dtsch. Apotheker-Ztg. 108, 797 [1968].4 R. T schesche u . G. W u lf f , Z. Naturforsch. 20b, 543

[1965].5 B. W o l t e r s , Dtsch. Apotheker-Ztg. 106, 1727 [1966].6 R. K u h n u . I. Löw, Chem. Ber. 94, 1088 [1961].7 K . S c h r e ib e r , persönliche Mitteilung.

führt werden11. Auch einige im Handel erhält­

liche Saponin-Präparate weisen deutlich fraßhem­

mende Eigenschaften gegenüber Termiten au f11.

Wir haben daher eine größere Anzahl in der

Struktur bekannter Saponine auf die fraßhemmende

Wirksamkeit gegen Termiten untersucht; es sollte

dabei auch die Frage geklärt werden, ob eine Struk­

turspezifität für die Wirksamkeit besteht.

Die einzelnen Saponine wurden in verschiedenen

Konzentrationen auf Filterpapier im Fraßzwangver­

such getestet. Als Versuchstermitenart diente die

gelbfüßige Bodentermite (Reticulitermes flavipes

Kollar), auch Feuchtholztermite genannt. Jeweils 30

Arbeiter (Arbeitstermiten) wurden 50 bzw. 54 Tage

unter Laboratoriumsbedingungen (bei gleichbleiben­

der Temperatur 26 °C und gleichbleibender Feuch­

tigkeit) in Petrischalen von 4,5 cm Durchmesser mit

dem behandelten (imprägnierten) Filterpapier ge­

halten. Die verschiedenen Saponine wurden in Lö­

sung gleichmäßig auf das Filterpapier aufgetragen.

Nach dem Entfernen des Lösungsmittels befanden

sich jeweils 0,05%, 0,5% und 3% Saponin auf dem

Filterpapier. Ausgewertet wurde die Zahl der über­

lebenden Termiten nach 54 (50) Tagen bzw. die Wir­

kungsdauer bis zum Absterben aller Versuchstiere

sowie die fraßhemmende Wirkung.

8 G. J u r z it z a u. B. W o l t e r s , Z. angew. Entomol. 59, 397[1967].

9 T. K o n d o , S. K u r o t o r i , M. T eshim a u . M. S u m im o to ,

Nippon Mokuzai Gakkaishi 9, 125 [1963] ; C. A. 60, 2273 [1964],

10 N. W a ta n a b e , I. Saek i, M. S u m im o to , T. K o n d o u . S.

K u r o t o r i , Nippon Mokuzai Gakkaishi 12, 236 [1966] ;C. A. 66,102477 [1967].

11 W . S a n d e rm a n n u . H. F u n k e , Naturwissenschaften, im Druck; H. F u n k e , Dissertation, Universitä Hamburg 1969.

1000 R. TSCHESCHE, G. WULFF, A. WEBER UND H. SCHMIDT

Substanz [%] A B C

Steroid saponine

1 Digitonin (Gem.) aus 3 0 11 sehr starkden Samen von 0,5 75 — starkDigitalis purpurea1 0.05 95 — —

2 Lanatasaponin (Gem.) 3 0 19 —aus den Samen von 0,5 13,3 — schwachDigitalis lanata1 0,05 93,3 — —

3 Par ill in aus den 3 25 starkWurzeln von Smilax 0,5 60 — starkaristolochiaefolia3 0.05 85 — schwach

4 Smilagenin-ß-D-glucosid 3 0 45 schwachsynthetisch 0,5 63.3 — schwach

0,05 86,7 — —

5 Sarsaparillosid aus den 3 56,7 — schwachWurzeln von Smilax 0,5 93,3 — —a ristolochiae folia 3 0,05 80,0 — —

6 Convallamarosid 3 0 5 sehr starkaus den Wurzeln von 0,5 0 24 starkConvallaria majalis12 0,05 100 — —

7 Avenacosid A aus 3 66,7 — —Samen und Blättern 0,5 7 — —von Avena sativa13 0,05 96,7 — —

8 Avenacosid B aus 3 0 25 schwachSamen und Blättern 0,5 73,3 — —

von Avena sativa13 0,05 70,0 — —

9 Tigogenin 3 86,7 — —

Aglykon vieler 0.5 63,3 — —

Saponine 0,05 83,3 — schwach

Steroidalkaloide

10 a.-Tomatin 3 0 39 sehr starkSolanum spec.1 0,5 40 — sehr stark

0,05 90 — —

11 a-Solanin 3 0 18 sehr starkSolanum spec.1 0.5 0 36 sehr stark

0,05 86,7 — —

12 ß-Solamargin 3 0 29 sehr starkSolanum spec.1 0.5 0 43 sehr stark

0,05 86,7 — —

13 Tomatidin Aglykon1 3 0 27 sehr stark0,5 0 44 sehr stark0,05 56,7 — —

14 Solanidin Aglykon1 3 0 15 sehr stark

0,5 0 27 sehr stark0,0 63,3 — —

15 Solasodin Aglykon 3 0 31 sehr stark

0,5 0 27 sehr stark0,05 63,3 — —

Triterpensaponine

16 Cyclamin aus den 3 0 10 sehr starkKnollen von Cyclamen 0.5 0 11 sehr stark

europaeum14 0,05 60 — stark

17 Aescin (Gem.) aus den 3 0 7 sehr starkFrüchten von Aesculus 0,5 80 — schwachhippocastanum15 0.05 85 — —

12 R. T schesche , B. T. T jo a , G. W u l f f u . R. V. N o r o n h a ,

Tetrahedron Letters [London] 1968, 5141.13 R. T schesche , M . T a u s c h e r , H.-W. F e h lh a b e r u . G.

W u l f f , Chem. Ber. 102. 2072 [1969].14 R. T schesche , H.-J. M e r c k e r u . G. W u l f f , Liebigs Ann.

Chem. 721,194 [1969].

Substanz [%] .4 B C

18 Aescinol aus 3 90 _ _Aescin15 0,5

0,0583.383.3 _ schwach

19 Theasaponin aus den 3 0 9 sehr starkFrüchten von 0.5 70 — schwachThea smesis16 0,05 55 — —

20 a-Hederin aus 3 25 _ starkHederasaponin C3 0,5

0,058090 I

schwach

21 Hederasaponin C 3 0 30 starkaus den Blättern von 0,5 30 — schwachHedera helix3 0,05 100 — —

22 Primulasaponin (Gem.) 3 0 11 sehr starkaus den Wurzeln von 0,5 70 — schwachPrimula elatior3 0,05 100 — —

23 Musennin aus der 3 0 11 sehr starkW urzelrinde von 0,5 60 — schwachAlbizzia anthelmintica17 0,05 80 — —

24 Glycyrrhizin aus den 3 0 16 starkWurzeln von 0,5 85 — —Glycyrrhiza glabra1 0,05 100 — —

25 Quillajasaponin (Gem.) 3 0 30 sehr starkaus der Rinde von 0,5 95 — —Quillaja saponaria1,3 0,05 100 — —

26 Gypsophilasaponin 3 83,3 — schwach(Gem.) aus den Wurzeln 0,5 80,0 — starkvon Gypsophila pani- culatas

0,05 86.7 — stark

27 Primulagenin 3 0 11 sehr starkAglykon des 0,5 70 — —Primulasaponins 0,05 100 — schwach

28 Glycyrrhetinsäure 3 23.3 — —Aglykon des 0,5 86.7 — starkGlycyrrhizins 0,05 80,0 — stark

Tab. 1. Termitenversuch mit Saponin-imprägnierten Filter­papieren. A: Überlebende Versuchstermiten nach 50 (54) Ta­gen in Prozent. B: Zeit (in Tagen) bis zum Absterben aller Versuchstermiten. C: Fraßhemmung: schwach, stark (nur halbsoviel gefressen wie normal) und sehr stark (fast nichts

gefressen). Gern = Saponingemisch.

Aus der Tabelle ergibt sich, daß auf die Versuchs­

termiten bei einem Prozcntgehalt von 0,05% Sapo­

nin im Filterpapier keine deutliche Wirkung festzu­

stellen ist; in wenigen Fällen ist lediglich eine ge­

wisse Fraßhemmung zu beobachten.

Jedoch bei einem Gehalt von 0,5% ist bei den

meisten Steroid-Alkaloiden sowie beim Cyclamin

und Convallamarosid eine sehr starke tödliche W ir­

kung zu erkennen. Eine mehr oder weniger starke

Fraßhemmung tritt jedoch beim größten Teil der

Substanzen auf.

15 G. W ulff u . R. Tsc h e s c h e , Tetrahedron [London] 23, 415[1968].

16 R. T schesche , A. W eber u . G. W u lf f , Liebigs Ann. Chem. 721, 209 [1969].

17 R. T schesche u . F.-J. K äm m ere r, Liebigs Ann. Chem. 724, 183 [1969],

FRASSHEMMENDE WIRKUNG VON SAPONINEN AUF TERMITEN 1001

Bei einer Konzentration von 3% wirken bereits

20 der 28 geprüften Substanzen sehr stark tödlich,

4 weitere zeigen eine deutliche Wirksamkeit und nur

4 Substanzen weisen keine erkennbare Wirkung auf.

Es handelt sich hierbei um Avenacosid A, Tigo-

genin, Aescinol und Gypsophilasaponin. Die man­

gelnde Wirksamkeit von Tigogenin könnte auf sei­

ner extremen Schwerlöslichkeit in Wasser beruhen.

Aescinol wurde aus dem gut wirksamen Aescin

durch Abspaltung der 2 Moleküle Säure herge­

stellt, eine Reaktion, bei der auch andere Saponin­

eigenschaften verloren gehen. Die Unwirksamkeit von

Avenacosid A und Gypsophilasaponin läßt sich bis­

her nicht erklären. Eine Parallelität der Wirkungs­

stärke mit anderen Saponineigenschaften ist nicht zu

erkennen, ebenso ist ein charakteristischer Unter­

schied [wie bei anderen Saponineigenschaften 3] zwi­

schen mono- und bisdesmosidischen Saponinen nicht

festzustellen. Möglicherweise werden die Bisdesmo-

side durch glykosidspaltende Enzyme im Darmkanal

der Termiten sehr schnell in die Monodesmoside

oder deren Aglykone übergeführt, die dann die

eigentlichen Wirkstoffe sind. So könnte sich die gute

Wirksamkeit der sonst biologisch inaktiven Bis-

desmoside Convallamarosid und Hederasaponin C

erklären lassen. Interessant ist, daß auch die Agly­

kone 13, 14, 15, 27 und 28 eine starke Wirksamkeit

zeigen, daß also eine Zuckerkette für die Wirksam­

keit nicht erforderlich ist.

Da in vielen Pflanzen die Saponin-Konzentration

in der Größenordnung von einigen Prozent liegt,

dürfte eine fraßhemmende Wirkung gegenüber Ter­

miten in der Natur bedeutungsvoll sein. Dabei ist

noch zu berücksichtigen, daß es sich in unserem

Fall um einen Zwangsversuch handelt, in der Natur

jedoch eine größere Auswahl besteht. Da eine Reihe

tropischer Bäume in der Rinde und im Holz Sapo­

nine enthalten, kann man eine Schutzwirkung gegen

Termitenfraß vermuten. Auch Bauholz, das aus sol­

chen Bäumen zugeschnitten wird, dürfte Termiten­

resistent sein, solange die Saponine nicht im Laufe

der Zeit ausgewaschen oder abgebaut werden.

Die beschriebene Aktivität entspricht wohl keiner

direkten insektiziden Wirkung. Vielmehr könnte es

sich entsprechend der starken fungiziden Wirksam­

keit der Saponine wie beim Tabakkäfer um einen

Effekt auf die Symbionten handeln 8, oder es liegt,

wie man beim Kartoffelkäfer eindeutig nachgewie­

sen hat7, ein „Vergällungs-Effekt“ (Repellent-Wir­

kung) vor.

Herrn Professor W. K l o f t , Bonn, danken wir sehr für seine orientierende Voruntersuchung am Theasapo­nin, deren Ergebnis zur Aufnahme der vorliegenden Arbeit führte. Dem Landesamt für Forschung, Düssel­dorf, sei für finanzielle Unterstützung gedankt.