Manche fleischfressenden Pflanzen die im Wasser leben benutzen winzige Saugfallen um Beute zu fangen und zu verdauen. Doch wie dieser Fangmechanismus genau funktioniert, war bis jetzt noch weitgehend unbekannt. Doch in einer neuen Studie in der Fachzeitschrift „Proceedings of the Royal Society B“ hat ein internationales Forscherteam das Fangsystem nun erstmals biophysikalisch im Detail untersucht – mit erstaunlichen Ergebnissen. Danach erfolgt das Einsaugen der Beute beispielsweise mit bis zu 600facher Erdbeschleunigung.
Der Wasserschlauch ist die artenreichste Gattung fleischfressender Pflanzen. Die in nährstoffreichen und schwach fließenden Gewässern existierende Pflanze lebt vor allem von kleinen Krebstierchen, die sie mithilfe nur weniger Millimeter großer, blasenförmiger Saugfallen fängt.
Unterdruck im Falleninnern
Die Funktionsweise dieser im Pflanzenreich einzigartigen Fangmethode fasziniert Wissenschaftler bereits seit Darwins frühen Arbeiten an fleischfressenden Pflanzen. Jetzt sind die Forscher der Plant Biomechanics Group vom Botanischen Garten der Universität Freiburg um Professor Thomas Speck zusammen mit Kollegen vom Laboratoire de Spectrométrie Physique von der Universität Grenoble beim Verständnis des Mechanismus einen entscheidenden Schritt weiter gekommen.
Mithilfe von biophysikalischen Untersuchungen konnten sie zeigen, dass die Falle des Wasserschlauchs mit Wasser gefüllt ist, das durch Drüsen herausgepumpt wird. Hierdurch wird ein Unterdruck im Falleninnern erzeugt und elastische Energie in den Fallenwänden gespeichert.
Eine der schnellsten bekannten Pflanzenbewegungen überhaupt
Eine Tür, an welcher sich vier hervorstehende Auslösehaare befinden, verschließt den Falleneingang wasserdicht. Werden diese Haare von einem Beutetier berührt, so öffnet und schließt sich die Fallentür im Bruchteil einer Sekunde, und die gleichzeitig auftretende Entspannung der Fallenwand führt dazu, dass Wasser und Beutetier eingesaugt werden.
Der Fangvorgang dauert den Wissenschaftlern zufolge weniger als eine Millisekunde und zählt somit zu den schnellsten bekannten Pflanzenbewegungen überhaupt.
Einsaugen erfolgt mit bis zu 600facher Erdbeschleunigung
Beutetiere werden mit bis zu 600facher Erdbeschleunigung eingesaugt, was ein Entkommen unmöglich macht. Die Deformation der Fallentür umfasst eine komplette Umkehr der Krümmung, die – so die Forscher – in mehreren Schritten abläuft.
Diese ultraschnelle, komplexe und zugleich genaue und sich vielfach wiederholende Bewegung wird durch spezielle Anpassungen der Fallentürstruktur ermöglicht. Die Forscher konnten diesen Vorgang unterstützend durch numerische Simulationen und theoretische Modelle nachweisen. (Proceedings of the Royal Society B 2011, doi:10.1098/rspb.2010.2292)
(Universität Freiburg, 17.02.2011 – DLO)
