Ein deutsch-französisches Forscherteam hat herausgefunden, wie im Wasser lebende fleischfressende Pflanzen ihr Futter einfangen – und dabei gleichzeitig eine der schnellsten Bewegungen im Pflanzenreich entdeckt: Die Pflanzen aus der Gattung der Wasserschläuche erzeugen einen starken Unterdruck in ihren Fangblasen, durch den sie ihre Beute regelrecht einsaugen. Berühren ahnungslose Kleinstlebewesen die feinen Borsten an der Pforte der tödlichen Falle, öffnet sich diese, und das Wasser wird mit dem Opfer in die Fangblase gesaugt. Dabei benötigen die Pflanzen weniger als eine Millisekunde, um die kleinen Beutetiere zu verschlingen. Den ausgeklügelten Beutefangmechanismus der Wasserschläuche konnten die Forscher jetzt erstmals mit Hilfe spezieller Videoaufzeichnungen bis ins Detail beobachten und biophysikalisch untersuchen.
Die Wasserschläuche sind eine der artenreichsten Gattungen fleischfressender Pflanzen: Es gibt über 220 Arten dieser im oder am Wasser lebenden Pflanzen, die fast auf der ganzen Welt verbreitet sind. Wasserschläuche fangen Beutetiere wie etwa kleine Krebstierchen mit Hilfe weniger Millimeter großer blasenförmiger Saugfallen. Zwar fasziniert ihr einzigartiges Beutefang-System die Wissenschaftler schon seit Charles Darwins Arbeiten an fleischfressenden Pflanzen, trotzdem war der genaue Bewegungsablauf dabei bisher nicht bekannt. Daher untersuchten die Forscher um Thomas Speck aus Freiburg jetzt das Beutefang-System von drei unterschiedlichen Wasserschlauch-Arten mit Hilfe von Videoaufzeichnungen, mikroskopischen Methoden und theoretischen Modellen.
Die Pflanzen pumpen mit Hilfe von Drüsen das gesamte Wasser aus der linsenförmigen Saugfalle heraus, zeigten die Analysen. Dadurch entsteht ein Unterdruck im Falleninneren, und es wird zugleich elastische Energie in den Wänden der Falle gespeichert. Eine Klappe, an der sich vier feine Borsten befinden, verschließt die Saugfalle dann so fest, dass kein Wasser nach innen dringen kann. Diese Vorbereitungsphase dauert insgesamt etwa eine Stunde. Ist sie abgeschlossen, kann sich die Pflanze auf die Lauer legen. Gelangt dann ein Beutetier in die Nähe der Saugfalle und berührt eine der kleinen Borsten an der Fallenklappe, wird die Klappe leicht nach innen gedrückt und geöffnet. Die folgende Entspannung der Fallenwand führt dazu, dass das Wasser in die Fangblase gespült und das Beutetier mit hineingerissen wird. Das Ganze dauert nicht einmal eine Millisekunde und macht daher ein Entkommen für das Beutetier unmöglich.
In der Saugfalle gefangen wird das Tier allmählich mit Hilfe von Verdauungsenzymen zersetzt. Um wieder fangbereit zu werden, pumpt die Pflanze dann erneut das Wasser aus der Saugfalle heraus und baut so den Unterdruck wieder auf. Die Wissenschaftler konnten beobachten, dass die Fallenklappe während des Ruhezustandes anders gekrümmt ist als in der Phase, in der sie sich öffnet. Diese komplexe Deformation läuft in mehreren Schritten ab und wird durch spezielle Anpassungen der Klappenstruktur ermöglicht. Mit diesen Beobachtungen sei es erstmals gelungen, den raffinierten Beutefangmechanismus der Wasserschläuche detailliert zu verfolgen und ihn zu beschreiben, betonen die Wissenschaftler.
Thomas Speck (Universität Freiburg) et al: Proceedings of the Royal Society B, doi:10.1098/rspb.2010.2292 dapd/wissenschaft.de – Peggy Freede
