Was sind Botenstoffe?

Botenstoffe vermitteln bei der Kommunikation innerhalb eines Organismus oder zwischen Organismen der gleichen oder verschiedener Arten. Je nach Art des Botenstoffs sind Wirkdauer, Wirkgeschwindigkeit und Ort der Wirkung unterschiedlich. Im Gegensatz zu Nervensignalen sind sie chemischer, nicht elektrischer Natur. Sie werden auch als Signalstoffe oder Infochemikalien bezeichnet.

Wozu dienen Botenstoffe?

Sowohl in einem Organismus als auch zwischen Organismen ist Kommunikation unerlässlich, um die Grundlagen des Lebens zu gewährleisten. Neben elektrischen Signalen helfen Botenstoffe daher, alle Funktionen eines Körpers, beispielsweise Stoffwechsel, Vermehrung, Nahrungsaufnahme und Sinnesorgane aufrechtzuerhalten. Dabei kann ihre Wirkung deutlich länger anhalten und differenzierter sein als die elektrischer Erregungsimpulse.

Botenstoffe innerhalb des Organismus

Innerhalb eines Organismus können Botenstoffe zwischen Zellen, zwischen Geweben oder durch das Blut weitergegeben werden. Eine der beiden wichtigsten Gruppen stellen die Neurotransmitter dar. Durch sie wird von Nervenzellen ausgehende Erregung chemisch auf andere Zellen übertragen. Dies kann eine hemmende oder auslösende Funktion haben – je nach Zusammenspiel. Die Liste der dadurch verursachten Veränderungen ist lang und umfasst nahezu jede vegetative Körperfunktion. Dabei wirken sie durch ihre direkte Übertragung schneller als Hormone. Zu ihnen gehören beispielsweise Cortisol, verantwortlich für Stressreaktionen, oder Insulin, das den Blutzuckerhaushalt reguliert.
Bei der zweiten Gruppe, den Hormonen, handelt es sich um ins Blut freigesetzte Peptide (Eiweißverbindungen), die am Zielort längerfristig wirken können. Zu ihnen zählen beispielsweise die Geschlechtshormone mit ihren zahllosen Auswirkungen.

Botenstoffe außerhalb des Organismus

Ein Botenstoff kann seine Information sowohl an andere Angehörige der eigenen Spezies (intraspezifisch) als auch an andere Spezies (interspezifisch) richten. In beiden Fällen wird er auch als Semiochemikalie bezeichnet. Generell werden Botenstoffe, die sich an die eigene Spezies richten, Pheromone, solche, die sich an andere Spezies richten, Allelochemikalien genannt.
Semiochemikalien können auf verschiedene andere Umweltorganismen Einfluss haben und unterschiedlichen Zwecken dienen. Dabei können sie sowohl für den Empfänger, den Sender oder auch beide von Nutzen sein. Raubtiere wie Spinnen können mittels Botenstoffen ihre Beute anlocken, wenn diese den natürlichen Pheromonen der Art ähneln. Umgekehrt werden auch die echten Paarungspartner auf diese Weise gefunden. Im Falle von Pheromonen können entweder Verhaltens- oder physiologische Änderungen ausgelöst werden. Warnstoffe, beispielsweise vor Giftigkeit, sind ebenfalls häufig. Andere Tiere nutzen unbewusst von Räubern abgegebene Stoffe, sogenannte Kairomone, um Abwehrstrategien zu etablieren. Hierzu zählen zum Beispiel bestimmte Daphnien, die durch Botenstoffe die Anwesenheit von Fischen erkennen und schützende Kopfstrukturen entwickeln.

Woraus bestehen Botenstoffe?

Aufgrund der vielen unterschiedlichen Funktionen und Wirkungsorte gehören Botenstoffe keiner einheitlichen chemischen Klasse an. Stattdessen handelt es sich um unterschiedliche Verbindungsarten, die je nach Zweck zum Einsatz kommen. Neben der flüssigen Form kommt dabei auch die Übertragung als Gas beziehungsweise Partikel im Gas infrage.

Unterschiedliche Klassen der Botenstoffe

Chemisch gesehen kann es sich bei Botenstoffen unter anderem um die löslichen Gase Kohlenstoffmonoxid oder Stickstoffmonoxid handeln. Kohlenstoffdioxid wird von Fliegen ausgesendet, die unter Stress stehen – so sind ihre Artgenossen gewarnt.
Möglich sind auch sogenannte biogene Amine, also primär aus dem Stoffwechsel synthetisierte Ammoniakverbindungen. Zu ihnen gehören viele bekannte und wichtige Botenstoffe wie Dopamin und Serotonin. Weiterhin kommen Aminosäuren wie Taurin, Neuropeptide, zu denen beispielsweise Endorphin gehört, und Endocannabinoide als Botenstoffe zum Einsatz.