Fleischfressende Pflanze mit eigenem Ökosystem

Plumps – und das war' s dann: Wenn ein Insekt auf dem verführerischen Kelch einer Schlauchpflanze den Halt verliert, fällt es in ihren Schlund und ertrinkt in der enthaltenen Flüssigkeit. Im Vergleich zu dem flinken Klappmechanismus der Venusfliegenfalle erscheint dieses Konzept zwar simpel, doch die Schlauchpflanzen haben ein anderes Highlight zu bieten: Die Flüssigkeit in ihren Kelchen beherbergt eine kleine Welt für sich, berichten US-Forscher. Hier leben viele unterschiedliche Tiere und Mikroorganismen, die Lebensgemeinschaften bilden, die Modellcharakter haben.
Pflanzen gelten als friedlich und passiv – doch für etwa 600 Arten aus 18 Gattungen gilt das nicht: Mit teils spektakulären Strategien machen diese sogenannten Carnivoren Jagd auf Insekten und andere Beutetiere. Sie können dadurch an Standorten existieren, an denen der Boden nur wenig Nährstoffe bietet. Die wohl bekannteste fleischfressende Pflanze ist die Venusfliegenfalle mit ihrem raffinierten Klappapparat. Andere Arten besitzen dagegen Klebfallen oder komplexe Fallgruben-Systeme. Neben den tropischen Kannenpflanzen nutzen dieses Konzept auch die rund zwanzig Schlauchpflanzenarten Nordamerikas.

Benjamin Baiser von der Harvard University und seine Kollegen haben für ihre Studie nun den Fallen-Inhalt von Roten Schlauchpflanze ( Sarracenia purpurea) genau unter die Lupe genommen. Es handelt sich dabei nicht um Verdauungsflüssigkeit wie bei einigen anderen fleischfressenden Pflanzenarten, sondern um Regenwasser, das sich in den roten Kelchen sammelt. In diesen winzigen „Teichen“ wimmelt es von Leben, wie die Analysen der Forscher zeigten: Sie haben 35 unterschiedliche Organismen entdeckt, die in dem kleinen Wasservolumen ein Ökosystem bilden. Hier leben beispielsweise Mückenlarven, Wasserflöhe, Würmchen, Rädertierchen und viele weitere Tiere und natürlich auch Mikroorganismen. „Es ist faszinierend, welch komplexe kleine Welt man in einer Schlauchpflanze finden kann“, sagt Baiser.

Nahrungsgrundlage eines Mini-Ökosystems

Bei den Fallgruben der Schlauchpflanzen handelt es sich um umgewandelte Blätter mit raffinierten Strukturen: Sie besitzen an der Öffnung Nektardrüsen, die zusätzlich zu der leuchtenden Farbe Insekten anlocken sollen. Die Opfer finden auf der rutschigen Oberfläche der Kelche keinen Halt und abwärtsgerichtete Härchen leiten den Weg ebenfalls ins Verderben. Wenn ein Insekt einmal in die Flüssigkeit gefallen ist, gibt es kein Zurück mehr und es ertrinkt. Dann ist der Tisch gedeckt: Die Insektenlarven machen sich über das Opfer her und und zerteilen es. An den abfallenden Stücken nagen dann wiederum kleinere Bewohner und alle Reste schaffen die Lebensgrundlage für die Bakterien des Kelchwassers.

Doch es gibt auch viele Wechselbeziehungen zwischen den Organismen, berichten die Forscher: Von den Mikroben leben beispielsweise wiederum Rädertierchen und die werden von anderen Bewohnern gefressen und so weiter. Doch was hat am Ende die Pflanze davon? - Sie ist hauptsächlich am Stickstoff interessiert, der am Ende aller Stoffwechselprozesse der Kelchgemeinschaft übrig bleibt. Ihn nimmt sie über spezielle Organe auf und profitiert dadurch von der kunterbunten Gemeinschaft in ihren Fallgruben.

Die Forscher konnten auch zeigen, dass die Lebensgemeinschaften in unterschiedlichen Kelchen nicht immer gleich zusammengesetzt sind: In manchen fehlen bestimmte Lebensformen – es entwickeln sich also verschiedene Ökosysteme. Genau das sei ein ausgesprochen spannender Aspekt, betonen Baiser und seine Kollegen: So lassen sich die Einflussgrößen bei der Ausbildung von Lebensgemeinschaften im Modell studieren. Denn die vielschichtigen Beziehungssysteme zwischen den Organismen in den winzigen Kelchen gleichen weitgehend den Bedingungen von Ökosystemen in Wäldern oder in den Ozeanen. Hier sind es beispielsweise Fuchs und Hase oder Schwarmfisch und Hai, die Räuber-Baute-Verhältnisse repräsentieren. "Mit einer Schlauchpflanze, kann man ein komplexes Nahrungsnetz in einer Hand halten“, so Baiser. Das biete endlose Möglichkeiten für detaillierte Experimente, meint der Biologe.
Benjamin Baiser (Harvard University) et al.: Oikos, doi:10.1111/j.1600-0706.2012.00005.x

© wissenschaft.de - Martin Vieweg


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