Fleischfressende Pflanzen. Welchen Nutzen ziehen sie aus Insekten?

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Die fleischfressende Pflanze
2.1 Aufbau der roten Schlauchpflanze
2.2 Mechanismus der roten Schlauchpflanze
2.4 Bilder der roten Schlauchpflanze vom botanischen Garten
2.5 Nährstoffgewinnung durch Insekten
2.6 Die fleischfressende Pflanze als Nahrungsquelle und geschützter Ort für Ameisen
2.7 Die fleischfressende Pflanze als Wohnort für Kleintiere

3 Resümee

1 Einleitung

Das Seminar „Geheimes Wissen: Kräutermedizin in mittelalterlichen Klöstern“ beleuchtet unter anderem Pflanzen in der Ernährung und Medizin, sowie Pflanzen mit besonderen Eigenschaften. Bei den besonderen Eigenschaften fallen mir sogleich die fleischfressenden Pflanzen ein, auch Karnivoren genannt, die mich schon lange beeindruckt haben. Besonders fasziniert ihre ungewöhnliche Ernährungsart, die für Pflanzen sehr eigenartig ist. Bei der Recherche nach Karnivoren stieß ich auf verschiedene Arten, die überall auf der Erde verteilt sind. Um daher ein gezieltes Thema anzugehen, beschäftige ich mich im Folgendem mit der wohl bekanntesten fleischfressenden Pflanze, mit wissenschaftlichem Namen Sarracenia purpurea, der roten Schlauchpflanze. Sie stammt aus der Ordnung der Heidekrautartigen und ist eine Pflanzenart aus der Familie der Schlauchpflanzengewächse, auch Sarraceniaceae genannt¹. Verbreitet ist sie in Nordamerika von Kanada bis Florida, vor allem in Mooren, auf angesalbten² Gebieten.³

Neben der Beschreibung des Aufbaus, dem Mechanismus der Falle und dem genaueren Prozess der Verdauung soll hier auch eine andere Seite beleuchtet werden, wie die fleischfressende Pflanze ihren Nutzen aus Insekten zieht, aber auch, wie Insekten oder andere Tiere ihren Nutzen aus der Pflanze ziehen.

Dank der netten Unterstützung des botanischen Gartens in Würzburg habe ich außerdem eine Fotocollage der roten Schlauchpflanze angefertigt, die die Pflanze nochmals in ihrer ganzen Pracht zeigt.

2 Die fleischfressende Pflanze

2.1 Aufbau der roten Schlauchpflanze

Auffällig an der roten Schlauchpflanze ist der bauchartig aufgeblähte Blattschlauch, der direkt am Körper sitzt. Die Schlauchmündung hat einen leicht nach außen gerollten Rand, der mit Nektar bestrichen ist, um die Insekten anzulocken. Der sogenannte Nektarkragen verläuft schräg nach vorne, wo er häufig in eine ausgeprägte Schnauze mündet. Die Ränder des Nektarkragens sind zu den Rändern hin gewellt. Das Netz der Adern zieht sich vom Stängel bis zu dem Blattschlauch, die Adern stehen in einem scharfen Kontrast zu dem leuchtendem Blattgrün, um Insekten somit anzulocken. In dem Schlauch sind feine, lange abwärts gerichtete Haare, an denen Insekten keinen Halt haben.

Man kann die Pflanze außerdem in 4 Zonen aufteilen, die Zone 1 umfasst die ganze Innenfläche des Deckels, auf der Innenfläche sitzen zerstreut Nektardrüsen und dazwischen kurze, spitze, nach unten gerichtete Borstenhaare.

Die Zone 2 liegt unmittelbar darunter und schließt den Teil des Deckelhalses ein und den ganzen Nektarkragen.

Über mehrere Zentimeter nach unten gestreckt beginnt die Zone 3. Gekennzeichnet ist sie von einer wachsglänzenden Oberfläche, auf der Insekten keinen Halt haben und somit ins Innere der Pflanze rutschen. Die Innenauskleidung ist hier mit mikroskopisch kleinen Drüsen besetzt, das Sekret enthält Verdauungsenzyme, diese zersetzen die Insekten und ziehen die Nährstoffe aus ihnen.

Ganz unten beginnt die Zone 4, die bis an den Grund der Schlauchpflanze reicht, bestückt mit langen, spitzen, abwärtsgerichteten Borstenhaaren.⁴

2.2 Mechanismus der roten Schlauchpflanze

Wie schon im Bild zu sehen ist, werden ungeflügelte, sowie auch geflügelte Insekten, z.B Ameisen, Fliegen oder Spinnen angezogen und setzen sich am Eingang zur Schlauchmündung ab. Der Nektar gibt einen so starken Duft ab, der ausreicht, um Insekten aus einer gewissen Entfernung anzulocken, doch auch die lebhafte Farbmusterung der Sarracenia Purpurea, die roten Adern zum Kontrast des leuchtgrünen Blattes ziehen Insekten an. Ungeflügelte Insekten, wie die Ameise haben ihre Ameisenfährte⁵ vom Boden herauf bis zu dem mit Nektar versehenem Eingang. Geflügelte Insekten dagegen lassen sich direkt und an jeder beliebigen Stelle nieder, der attraktive Deckel mit Nektar ist aber bevorzugter Landeplatz, wie im Bild zu sehen ist.

Wenn das Insekt dann zur überreichen Nahrungsquelle in Zone 3 gefunden hat, so ist es schon in höchster Gefahr, seinen Halt, aufgrund der rutschigen Oberfläche zu verlieren. In diesem Fall wird das Insekt entweder hilflos hinunter in den Bauch fallen, oder geflügelte Insekten schaffen es gerade noch rechtzeitig ihre Flügel zu öffnen und davon zu fliegen. Dies ist aber ein sehr seltener Fall, da die Öffnung sehr klein und eng ist und durch die Härchen das Hinaufkrabbeln der Insekten verhindert , das Hinunterkrabbeln aber gefördert wird. Hinzu kommt, dass das ganze Insekt verklebt ist wegen des üppigen Nektars, der aus den Nektardrüsen heraus kommt. Besonders betroffen sind die Flügel bei geflügelten Insekten, weshalb es für sie nochmal schwierigerer ist, dem Blattschlund zu entkommen.

2.3 Genauer Ablauf der Verdauung

Es muss betont werden, dass fleischfressende Pflanzen nicht abhängig von dem Fangen der Insekten sind, sie würden auch ohne Insekten überleben. Insekten sind ausschließlich für die Pflanze als alternative Nährstoffquelle gebräuchlich.⁶

Nachdem die Beute bereits in die 3. Zone angekommen ist, beginnt bereits die Verdauung zur Gewinnung von Nährstoffen. Es gibt zwei Arten von Verdauungen, einmal die Verdauung mit Enzymen und die Verdauung mit Bakterien.⁷ Die Sarracenia-Pflanzen verdauen mit Enzymen. Sobald die Beute in den Blattschlauch gerät, werden Reize ausgelöst und die Pflanze produziert ein Sekret mit Verdauungsenzymen, wie Amylasen⁸, Phosphorsäuren⁹, Lipasen¹⁰, Proteasen¹¹ und Ribonukleasen¹². Das Insekt fällt anschließend in eine Flüssigkeit aus gesammeltem Regenwasser und den aufgezählten Enzymen, und ab dort gibt es für sie kein Entkommen mehr, die Insekten ertrinken.

Die Enzyme zersetzen das Insekt anschließend und nehmen vor allem Proteine und Stickstoffe auf. Dies ist für die Pflanze hilfreich, da der Boden in der Umgebung der fleischfressenden Pflanzen sehr nähr-, und stickstoffarm ist.

2.4 Bilder der roten Schlauchpflanze vom botanischen Garten

Zunächst sollen Bilder aus dem botanischen Garten gezeigt werden, die ich dank einer freundlichen Mitarbeiterin aus dem Kakteen-Anzucht-Haus, Haus 32, mit meiner Kamera machen durfte. Auf den Bildern ist die rote Schlauchpflanze gut erkennbar, aber auch andere ähnliche fleischfressenden Pflanzen sind auf den Bildern zu sehen.

Abbildung 5: Familie, Name und Herkunft der Pflanze

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Die Die ganze Sarracenia purpurea Pflanze

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Sarraceni X Aerolata, eine weitere Schlauchpfanlze der Familie der Sarracenia (die restlichen Abbildungen wurden von der Redaktion entfernt)

2.5 Nährstoffgewinnung durch Insekten

Nicht nur durch die Zersetzung von den gefangenen Insekten werden Nährstoffe gewonnen, die Sarracenia Purpurea Pflanze besitzt ein ganzes Ökosystem, bei dem viele verschiedene Tiere zur Nahrungsbeschaffung beitragen.

Forscher entdeckten bei der Untersuchung des Nahrungsnetzwerks der Schlauchpflanze, dass deren Kelche viele unterschiedliche Tiere und Mikroorganismen¹³ beherbergen, die eine komplexe Lebensgemeinschaft bilden. Für eine Untersuchung sammelten Wissenschaftler ungefähr 60 Pflanzen aus drei unterschiedlichen Standorten und untersuchten die „Kelchgemeinschaften“. Dabei fand man heraus, dass sich 25 unterschiedliche Gruppen von Organismen in den röhrenförmigen Blättern befinden, darunter Mücken und deren Larven, Milben, Fadenwürmer und Rädertierchen¹⁴. Zudem existierte eine Vielzahl an Bakterien, die jedoch zu einer Gruppe zusammengefasst wurden.¹⁵ Hier vertilgt die fleischfressende Pflanze die Insekten nicht, sondern nimmt durch den Kot der Tiere wertvolle Nährstoffe auf, vor allem Stickstoff.

[...]

¹ Siehe Rote Schlauchpflanze, Wikipedia.

² Ansalbung bezeichnet das bewusste Ausbringen durch Ansaat oder Anpflanzung von gebietsfremden Pflanzen in die Natur mit dem Ziel der Bereicherung der Flora durch den Menschen, siehe Ansalbung, Wikipedia.

³ Siehe McPherson, Pitcher Plants of the Americas, S. 210.

⁴ Siehe Slack, KARNIVOREN, S. 22-23, S. 29-30.

⁵ „Hauptverkehrsstraße“ von Ameisen, vgl. Slack, KARNIVOREN, S. 30.

⁶ Siehe Pitcher Plants of the Old World, S. 51.

⁷ Siehe Fleischfressende Pflanzen, S. 17.

⁸ “Amylasen (von griechisch Amylon = Stärkemehl) sind Enzyme, die bei den meisten Lebewesen vorkommen und dort Polysaccharide abbauen. Heutzutage wird α-Amylase auch gentechnisch hergestellt. Ihre Wirkung besteht darin, dass sie Polysaccharide (z. B. Stärke) an den Glykosidbindungen spalten und abbauen.”, siehe Amylasen, Wikipedia.

⁹ "Phosphorsäureester und Polyphosphate spielen im Stoffwechsel eine zentrale Rolle, insbesondere als Energie- und Gruppenüberträger (siehe z. B. ATP bzw. GTP). Sie sind unter anderem integraler Bestandteil der DNA, der RNA und vieler Coenzyme “, siehe Phosphorsäure, Wikipedia.

¹⁰ “Lipasen sind Enzyme, die von Lipiden wie Glyceriden oder Cholesterinestern freie Fettsäuren abspalten (Lipolyse). Diese Enzyme spielen physiologisch eine wichtige Rolle, indem sie Fette verdauen und so die im Körper gespeicherten Fettreserven verfügbar machen. “, siehe Lipasen, Wikipedia.

¹¹ “Für die Eiweißverdauung (wiss. Proteolyse) sind die Proteasen zuständig. Diese Enzyme spalten die komplexen Protein-Moleküle.”, siehe Eiweißverdauung durch Proteasen, Pankreatan.

¹² “Ribonukleasen, kurz RNasen, sind Enzyme, die die hydrolytische Spaltung von Phosphodiesterbindungen in Ribonukleinsäure-Ketten katalysieren. Diese Reaktion ist Teil der Prozessierung und des Abbaus von RNA. RNasen kommen in allen Lebewesen vor und bilden einen unverzichtbaren Bestandteil des zellulären Stoffwechsels. “, siehe Ribonukleasen, Wikipedia.

¹³ „Mikroorganismen sind mikroskopisch kleine Lebewesen, die als Einzelwesen nicht mit bloßem Auge erkennbar sind. Die meisten Mikroorganismen sind Einzeller, zu ihnen zählen jedoch auch wenigzellige Lebewesen entsprechender Größe.“, siehe Mikroorganismen, Wikipedia.

¹⁴ „Rädertierchen (Rotifera, veraltet Rotatoria) sind 0,1 bis 0,5 Millimeter lange vielzellige Tiere mit genetisch festgelegter, gleich bleibender Anzahl von Zellen. Am Kopf befinden sich bewegliche Wimpernkränze, das Räderorgan. Bislang sind weltweit etwa 2000 teilweise sehr verschiedene Arten beschrieben, von denen etwa 550 in Deutschland vorkommen.“, siehe Rädertierchen, Wikipedia.

¹⁵ Siehe Fressen und Gefressen werden, Pflanzenforschung.