Venusfliegenfalle: Vom Opfer zum Täter
Die fleischfressende Venusfliegenfalle hat im Laufe der Evolution einige verblüffende Eigenheiten entwickelt. Die Pflanze, die es auf Insekten abgesehen hat, erkennt ihre Beute am Geschmack und kann feststellen, wie groß sie ist.
Würzburg. Die Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) ist eine im Pflanzenreich ungewöhnliche Erscheinung. Sie wächst in Mooren oder an anderen Standorten, wo es nicht genug Nährstoffe gibt. Diesen Nahrungsmangel gleicht die Venusfliegenfalle aus, indem sie Jagd auf Insekten macht. Das ist nicht so einfach für eine Pflanze, die sich nicht bewegen kann. Sie hat nur eine Möglichkeit an Nährstoffe zu gelangen. Sie muss für ihre Opfer so attraktiv erscheinen, dass die freiwillig kommen.
Das erreicht die Venusfliegenfalle durch betörende Düfte und Farben, die auf Insekten magnetisch wirken. Sie lockt ihre Opfer mit ihrer blütenähnlichen, rötlichen Farbe und dem Duft reifer Früchte auf ihre Blätter, die tatsächlich tödliche Fangeisen sind.
Diese Pflanze kann zählen
Wenn die Insekten dort Nektar saugen wollen, stolpern sie in ein Netz hochempfindlicher Sinneshaare. Diese Sensoren haben Zähler, damit die Falle nicht schon beim allerersten Kontakt zuschnappt. Sie wird erst ausgelöst, wenn ein Bewegungsmuster erkannt wird.
Hat die Pflanze eine Fliege gefangen, muss sie ihre Beute verdauen. Dafür muss Dionaea einiges berechnen. Sie kann die Größe des Insekts abschätzen, indem sie mitzählt, wie viele Sinneshaare das Tier berührt hat. Dann schüttet sie entsprechend Hormone, Enzyme und Transportproteine aus, mit denen der Körper verdaut und die Nährstoffe aufgenommen werden, haben die Professoren Rainer Hedrich (Biophysik) und Jörg Schulz (Bioinformatik) von der Uni Würzburg herausgefunden.
Bei diesen Analysen habe sich zur Überraschung der Forscher herausgestellt, dass in den Fliegenfängern sowohl Blätter- als auch Wurzel-Gene aktiv sind, berichtet die Uni Würzburg. Die Wissenschaftler fanden sie in den tausenden Drüsen, die dicht an dicht auf der Oberseite der Fallen sitzen. Sie erheben sich wie kleine Kuppeln und sind aus drei Zellschichten aufgebaut. Die äußerste Schicht besteht aus Zellen, die für die Ausscheidung der Verdauungsenzyme zuständig sind. Darunter liegt eine Zellebene, deren Hüllen vielfach gefaltet sind. Das vergrößere die wirksame Oberfläche und erinnere an ähnliche Strukturen im menschlichen Darm. "Man kann davon ausgehen, dass hier die Nährstoffaufnahme stattfindet", vermutet Hedrich. In der innersten Schicht schließlich werde vermutlich die Energie gewonnen, die für die Aktionen der äußeren Zellschichten benötigt wird.
Ein Insekt zu verdauen, ist für Pflanzen schwierig. Denn die Tiere sind durch einen Panzer aus Chitin geschützt. Die Venusfliegenfalle knackt diesen Schutzmantel auf chemischem Weg. Die Produktion spezieller Verdauungsenzyme beginnt, sobald die Sinneshaare Bewegungen registrieren, und sie dauert so lange, wie das Sensornetzwerk stimuliert wird, das Opfer also noch zappelt.
Sie schmeckt ihre Opfer
Reicht die so produzierte Dosis Verdauungssaft immer noch nicht, sei das allerdings auch kein Problem, erklären die Würzburger Wissenschaftler. Denn ein biochemischer Rezeptor registriere Chitin im Fangblatt. Die Enzyme fließen dann weiter - die Pflanze könne ihre Opfer also gewissermaßen schmecken. Chitin verheiße der Venusfliegenfalle damit Nahrung und kurbele ihren Verdauungsapparat an. Und dieser Effekt sei das genaue Gegenteil normaler pflanzlicher Reaktionen. "Normalerweise bedeutet es Gefahr für Pflanzen, wenn sie mit Chitin in Kontakt kommen, in Gestalt von Insekten , die an ihr fressen, oder Pilzen, die schmarotzen wollen", erklärt Hedrich. Als Folge werden Abwehrreaktionen in Gang gesetzt. "Bei der Venusfliegenfalle wurden diese Abwehrprozesse im Lauf der Evolution umgesteuert. Sie nutzt sie jetzt, um selbst Insekten zu fressen."
