Sonnentau-Art mit Katapulteinrichtung zum Insektenfang

Fleischfressende Pflanzen üben immer wieder eine Faszination auf den Menschen aus. Sie fangen und verdauen Insekten oder andere Kleintiere und haben durch diese Zusatzkost einen Überlebensvorteil auf nährstoffarmen Böden. Bekanntes Beispiel ist etwa die Gattung Sonnentau (Drosera), die weltweit ca. 200 Arten umfasst und auch bei uns mit drei Arten vertreten ist. Auffälligstes Merkmal sind die in großer Zahl vorhandenen gestielten Drüsen der Blattoberfläche, die man Tentakel nennt und die an ihrer Spitze je einen großen, klebrigen Tropfen tragen. Diese glitzern im Sonnenlicht, was zum Namen der Gattung geführt hat. Die Tropfen dienen der Anlockung der Insekten, dem Festhalten der Beute und deren Verdauung. Weitere ungestielte Drüsen auf der Blattfläche dienen dann der Aufnahme der verdauten Stoffe in das Blattinnere.

Meist beteiligen sich mehrere Tentakel am Festhalten der Beute, evtl. krümmt sich auch das Blatt, um weitere Tentakel zum Festhalten bereitzustellen, wozu es einer blattinternen Informationsübertragung bedarf. Es gibt auch Sonnentau-Arten, bei denen gegebenenfalls weitere Blätter zu Hilfe kommen, um die Beute effizient festzuhalten.

Die Situation an sich ist schon sehr komplex. Man muss ja immer bedenken, dass der Vorgang nur dann einen Vorteil bringt, wenn außer der Anlockung der Insekten auch Einrichtungen zum Festhalten und zum Verdauen ausgebildet sind und dafür gesorgt ist, dass die Verdauungsprodukte auch in den Pflanzenkörper hinein transportiert werden können. Isolierte Teilschritte des Geschehens nutzen der Pflanze nichts.

Nun wurden vor einigen Jahren bei der in Südaustralien weit verbreiteten einjährigen Sonnentau-Art Drosera glanduligera zusätzlich zu den üblichen Tentakeln weitere Tentakel entdeckt, die zum Typ der Schnelltentakel zählen (vgl. Hartmeyer & Hartmeyer 2010). Sie sind deutlich länger als die übrigen Leim- oder Klebtentakel (Abb. 1), stehen ganz außen an den Blättern, sind bilateral gebaut, im unteren Teil verbreitert und im oberen Teil im Anschluss an eine Art Gelenk sehr schmal und tragen an ihrer Spitze nur ein winziges Köpfchen. Diese zusätzlichen Tentakel sind an der Spitze berührungsempfindlich und haben eine völlig andere Aufgabe als die anderen Tentakel. Bau, Funktion und biomechanische Eigenschaften dieser neu entdeckten Tentakel wurden jetzt in der Plant Biomechanics Group der Universität Freiburg näher untersucht (Poppinga et al. 2012). Die hochempfindlichen Tentakel ziehen sich nach Berührung durch ein Insekt innerhalb von nur 75 ms explosionsartig zusammen und katapultieren dabei die Beute in die deutlich vertiefte Mitte des Blattes, wo sie schließlich verdaut wird. Die Bewegung gehört zu den schnellsten des Pflanzenreichs und kann z. B. mit der des Fangblattes der zur gleichen Familie gehörenden, ebenfalls fleischfressenden Venusfliegenfalle (Dionaea) konkurrieren. Allerdings erfolgt die schnelle Bewegung anders als bei Dionaea und den meisten anderen besonders schnellen Pflanzenbewegungen nicht durch Auslösen einer unter Spannung stehenden Struktur, also aufgrund von elastischer Energie wie beim Bogenschießen, sondern sehr wahrscheinlich hydraulisch, d. h. durch schlagartige Erhöhung des Zellsaftdruckes (Turgors) auf der Unterseite bei dessen gleichzeitiger Erniedrigung auf der Oberseite. Jedenfalls konnte berechnet werden, dass die Schnelltentakel durch Turgoränderung die gemessenen Geschwindigkeiten theoretisch erreichen können.

Abb. 1: Fangblatt der australischen Sonnentau-Art Drosera glanduligera. Neben den auch von den mitteleuropäischen Arten bekannten Klebtentakeln, die ein in der Sonne glitzerndes Köpfchen tragen, bildet D. glanduligera zusätzlich noch lang ausgestreckte Schnelltentakel aus (am Rand gut zu sehen), die sich hier nach Berührung durch ein Insekt schlagartig einrollen und dabei das Tier in die Mitte des Blattes katapultieren. (Wikimedia Commons)

Der Mechanismus ist irreversibel, d. h. er kann nur einmal betätigt werden (Einweg-Tentakel). Das gleicht die Pflanze aber durch schnelles Wachstum aus, so dass nach etwa drei bis vier Tagen wieder frische Blätter mit neuen Schnelltentakeln zur Verfügung stehen.

Drosera glanduligera hat dem Boden dicht aufliegende Rosettenblätter und ist insgesamt nur etwa 4 cm im Durchmesser. Ihre Blätter sind nur 2-4 mm breit. Die Pflanze ernährt sich überwiegend von Springschwänzen (Collembolen), also flügellosen Bodeninsekten, während viele andere Arten der Gattung eher fliegende Beute fangen. Die zwei parallel geschalteten Fangmechanismen haben für die Pflanze den Vorteil, dass auch weiter entfernte und ggf. auch etwas größere (und damit stärkere) Tiere zielsicher in die auf die Verdauung spezialisierte Blattmitte gelangen, wo sie von den zahlreichen Klebtentakeln bestens festgehalten werden können. Außerdem schützt dieses Verhalten vor Beutedieben, das sind in Australien vor allem räuberische Wanzen. Wer sich die Pflanze in Aktion im Video ansehen will, hat dazu die Möglichkeit unter http://www.youtube.com/watch??v=Zzi3XDQs-i0 oder über die Links in den beiden zitierten Arbeiten.

Schnelltentakel mit Turgorbewegung gibt es zwar mehrfach in der Gattung Drosera, aber den oben beschriebenen superschnellen Typ nur bei D. glanduligera (Hartmeyer & Hartmeyer 2010). Und auch sonst ist ein solcher zweistufiger Fangmechanismus einmalig bei fleischfressenden Pflanzen. Die Autoren sprechen zu Recht von einer ausgeklügelten Methode. Wie aber all die für so einen komplexen und einmalig schnellen Mechanismus nötigen Baupläne und ihre Regulation in der Pflanze entstanden sind und verankert wurden, bleibt ein Rätsel, das evolutionäre Erklärungsansätze an ihre Grenzen bringt und bei unvoreingenommener Betrachtung eher an einen dahinterstehenden Plan denken lässt.

H. Kutzelnigg

[Hartmeyer I & Hartmeyer RH (2010) Snap-tentacles and runway lights: summary of comparative examination of Drosera tentacles. Carnivorous Plant Newsletter (ICPS) 39 (4), 101-113. http://www.hartmeyer.de/ArtikelundBerichte/artsnaprunCPN2010.html; Poppinga S, Hartmeyer SRH, Seidel R, Masselter T, Hartmeyer I & Speck T (2012) Catapulting tentacles in a sticky carnivorous plant. PLoS ONE 7 (9), e45735. doi:10.1371/journal.pone.0045735]