Neuer Evolutionszweig: Fleischfressende Pflanze ernährt sich auf besondere Weise von Insekten

Botaniker haben herausgefunden, dass eine Art der Pflanzengattung Triantha in den Sümpfen im Nordwesten Amerikas Nährstoffe auf karnivore Weise gewinnt.

Veröffentlicht am 25. Aug. 2021, 14:48 MESZ, Aktualisiert am 26. Aug. 2021, 08:54 MESZ
Triantha occidentalis hat hübsche, weiße Blütenblätter und am Stiel feine Tentakel, die Insekten fangen und verdauen.

Triantha occidentalis hat hübsche, weiße Blütenblätter und am Stiel feine Tentakel, die Insekten fangen und verdauen.

Bild Bob Sweatt

Wandert man im Sommer durch die hochgelegenen Sümpfe der nordamerikanischen Westküste, hat man gute Chancen, auf Triantha occidentalis zu stoßen, eine kleine, unscheinbare Pflanze mit dunklem Stiel und weißen Blütenblättern aus der Familie der Simsenliliengewächse. Dass die vom Süden Alaskas bis nach Kalifornien weitverbreitete Pflanze so unauffällig ist, mag der Grund dafür sein, warum Wissenschaftler erst jetzt ihr dunkles Geheimnis gelüftet haben: Triantha occidentalis ernährt sich von Insekten.

Anstoß zu dieser Entdeckung gab Qianshi Lin ein Kommilitone an der University of British Columbia in Vancouver, der dem Botaniker von einer Pflanze berichtete, die an ihrem Stiel Strukturen aufweist, die denen der klebrigen Fallen fleischfressender Pflanzen ähneln. Zu ihnen zählen zum Beispiel auch Arten der Gattung Sonnentau, die auf diese Weise Insekten fangen und verdauen. Qianshi Lins Interesse war geweckt und er beschloss, besagte Pflanze zu untersuchen, um ihrer karnivoren Neigung auf die Spur zu kommen.

Seine Forschungen ergaben, dass Triantha occidentalis, eine Pflanze, die der Wissenschaft seit über einem Jahrhundert bekannt ist, tatsächlich kleine Insekten fängt und verdaut. Seiner Studie zufolge, die Anfang August 2021 in der Zeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ erschienen ist, stammten bis zu zwei Drittel des wichtigen Nährstoffs Stickstoff in ihren Blättern aus den Tieren, die sie verspeist hatte.

Eine Nahaufnahme der klebrigen Tentakel von Triantha occidentalis, eingefärbt mit fluoreszierender Farbe.

Bild Qianshi Lin

„In Bezug auf Insekten dreht die Pflanze den Spieß einfach um und frisst sie auf. Das ist ziemlich cool“, sagt Qianshi Lin, der heute als Postdoktorand an der University of Toronto tätig ist. Vor der Veröffentlichung der Studie war der wissenschaftliche Stand, dass sich das karnivore Merkmal in verschiedenen Pflanzenspezies bei elf voneinander unabhängigen Arten entwickelt hat. Triantha occidentalis repräsentiere jedoch einen bisher unbekannten zwölften Evolutionszweig, so Qianshi Lin.

Appetit auf Insekten oder Notwehr?

Triantha occidentalis weist teilweise ähnliche Merkmale auf wie der Sonnentau. Die über 200 Arten der Pflanzengattung fangen Insekten mit ihren klebrigen, oft buntgefärbten Schnelltentakeln, zersetzen sie mithilfe von Enzymen und nehmen die verflüssigte Beute in sich auf.

Triantha occidentalis stammt jedoch aus einer Familie kleiner, krautiger Stauden, den Simsenliliengewächsen (Tofieldiaceae). Bisher waren Pflanzen dieser Familie nicht als Fleischfresser bekannt. Die Wachstumsperiode von Triantha ist nur kurz: Sie beginnt nach der Schneeschmelze im Mai zu keimen, blüht von Juni bis Juli, produziert Samen und verwelkt im frühen Herbst. Wie die meisten anderen karnivoren Pflanzen findet man auch sie an sonnigen Standorten auf nährstoffarmen Böden, wo die Fähigkeit zum Verzehr von Insekten von großem Vorteil ist. Die Ausbildung von Strukturen, die das Fangen und Verdauen von Insekten möglich machen, ist jedoch äußerst energiezehrend – nur etwa 0,2 Prozent aller Blühpflanzen sind dazu in der Lage.

Qianshi Lin vermutet, dass das karnivore Verhalten von Triantha occidentalis bisher deswegen übersehen wurde, weil ihre Tentakel sehr klein und nur am Stiel vorhanden sind – ein Alleinstellungsmerkmal unter den fleischfressenden Pflanzen.

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Laut Adam Cross, Ökologe an der Curtin University in Perth, Australien, der an der Studie nicht mitgewirkt hat, ist Triantha occidentalis zwar nicht die einzige karnivore Pflanze, die auch an anderen Stellen als der Blüte Fallen hat. Dass sie jedoch ausschließlich am Stiel Insekten fängt, mache sie besonders.

Das Fangen und der Verzehr von Bestäubern wäre, so Qianshi Lin, für die Pflanze logischerweise kontraproduktiv. Seine Beobachtungen hätten jedoch gezeigt, dass sich die Sumpfblume keine großen Bestäuber wie beispielsweise Bienen einverleibt, sondern ausschließlich kleine Ameisen und Fliegen.

Andreas Fleischmann, Botaniker bei der Botanischen Staatssammlung, einem Zentrum für Biodiversitätsforschung im Bereich der Pflanzen und Pilze in München, warnt, dass bei der simplen Einordnung einer Pflanze in die Kategorie ‚fleischfressend‘ möglicherweise einige wichtige Qualifikationen außer Acht gelassen werden könnten. Ihm zufolge sollte man die karnivore Eigenschaft von Triantha occidentalis eher als „tödlichen Abwehrmechanismus“ interpretieren, da die klebrigen Tentakel offenbar auch die Funktion haben, Insekten, die keine Bestäuber sind, von der Blüte fernzuhalten.

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„Das Hauptkriterium bei der Einordnung einer fleischfressenden Pflanze ist meiner Meinung nach nicht, dass sie Insekten frisst, sondern in erste Linie, dass sie Beute aktiv anlockt“, sagt Fleischmann, der an der Studie nicht mitgewirkt hat. Er bezweifelt, dass die klebrigen Tentakel von Triantha occidentalis diesen Zweck erfüllen.

Stickstoff-15 bringt den Beweis

Einer Pflanze nachzuweisen, dass sie fleischfressend ist, stellt sich schwieriger dar, als es klingt. Um das im Fall von Triantha occidentalis zu belegen, fütterten Qianshi Lin und seine Kollegen 150 Fruchtfliegen über ein Medium mit Stickstoff-15. Hierbei handelt es sich um ein stabiles Isotop von Stickstoff, das über ein zusätzliches Neutron verfügt, welches bei der Nährstoffübertragung von Tieren zu Pflanzen verfolgt werden kann.

Die präparierten Fliegen verfütterten die Wissenschaftler an 25 Exemplare von Triantha occidentalis, die in einem Sumpf in British Columbia, Kanada wuchsen. Sie setzten die Insekten auf die Pflanzenstiele, ernteten die Pflanzen einige Wochen später und führten eine chemische Analyse durch. Diese zeigte, dass die Blätter Stickstoff-15 enthielten, ein Beweis dafür, dass die Pflanzen die präparierten Fliegen gefressen und die enthaltenen Nährstoffe in sich aufgenommen hatten. 64 Prozent des Stickstoffs, der in den Studien-Pflanzen festgestellt wurde, stammte von diesen Fliegen.

Die Wissenschaftler untersuchten außerdem die klebrigen Tentakel und entdeckten, dass diese Phosphatasen absondern, eine Gruppe von Enzymen, die fleischfressenden Pflanzen dabei helfen, das Gewebe ihrer Beute zu zersetzen und Phosphor, einen weiteren wichtigen Nährstoff, zu extrahieren.

Die neue Entdeckung zeigt, dass es für die Wissenschaft auf dem Gebiet der Pflanzen noch viel zu entdecken gibt – selbst bei Arten, die bisher als gut erforscht galten.

„Wir brauchen mehr aufmerksame Botaniker, um solche versteckt karnivoren Arten aufzuspüren“, sagt Hoe-Han Goh, Pflanzenforscher an der Universiti Kebangsaan Malaysia in Bangi, Malaysia, der nicht an der Studie beteiligt war.

Qianshi Lin stimmt ihm zu: „Die Entdeckung ist ein Zeichen, dass es da draußen noch mehr fleischfressende Pflanzen gibt, die nur darauf warten, gefunden zu werden.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.

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