Wie können fleischfressende Pflanzen ohne Nerven und Muskeln zuschnappen und Fliegen fangen?

Passive und aktive Formen von fleischfressenden Pflanzen

Unter den fleischfressenden Pflanzen gibt es passive und aktive Formen. Bei den passiven bleibt die Beute einfach kleben, kommt nicht mehr weg und wird durch Verdauungssäfte aufgelöst. Da kann man den Fang-Vorgang ganz gut nachvollziehen.

Knifflig sind die aktiven Pflanzen, die regelrecht zuschnappen – wie die Venusfliegenfalle – oder die ihre Beute einsaugen wie der Wasserschlauch. Da sind gleich mehrere Dinge erstaunlich.

1. Wie merken die Pflanzen ohne Nervenzellen, dass ein Beutetier an ihnen herumkrabbelt?
2. Wie können sie plötzlich zuschnappen – wo sie doch gar keine Muskeln haben?

Beispiel Venusfliegenfalle

Bleiben wir bei der Venusfliegenfalle – das ist eine beliebte Zierpflanze, die man oft in botanischen Gärten sieht. Man erkennt sie an den auffallend "bissigen" Blättern mit ihren scharfen Zacken am Ende. Jeweils zwei dieser Blätter stehen sich so gegenüber, dass die Zacken ineinandergreifen wie die Finger, wenn man die Hände faltet.

Berührung wird über elektrochemische Impuls weitergeleitet

Jetzt kommt eine Fliege und setzt sich auf die Blätter. Woran merkt das die Pflanze? Das ist relativ leicht zu verstehen: Auf der Innenseite der Blätter sind jeweils drei empfindliche Härchen. Sobald die sich – etwa durch die Fliege – bewegen, leiten sie ein Signal weiter.

Das geht auch ohne spezielle Nervenzellen über elektrochemische Impulse. Der Unterschied ist nur, dass diese Impulse nicht über weit verzweigte Nervenbahnen, sondern von einer Zelle zur nächsten weitergeleitet werden.

Dieses Signal muss bei der Pflanze eine Bewegung in Gang setzen – sonst könnte sie ja nicht zuschnappen. Das heißt, die Form der Blätter muss sich verändern. Das machen Pflanzen in der Regel dadurch, dass sie – vereinfacht gesagt – zwischen den Zellen Wasser umlagern. Wenn in einem bestimmten Abschnitt des Blattes die Zellen Wasser aufnehmen, verändert auch das Blatt insgesamt seine Form – wie eine Luftmatratze, die man aufbläst. Umgekehrt, wenn Zellen Wasser verlieren, verlieren sie auch an Spannung; dadurch ändert sich die Form ebenfalls.

Zuschnappen funktioniert ähnlich wie bei der Mausefalle

Die Formveränderung der Blätter ist nur der Auslöser. Dieses Zuschnappen wiederum ist kein aktiver Vorgang wie das Zugreifen bei einer Hand – dafür bräuchte man ja Muskeln – sondern es ist eher wie bei einer Mausefalle, die erst aufgespannt ist und dann zuschnappt, sobald die Maus den Widerstand löst. Oder wie beim Pfeil und Bogen: Ich spanne den Bogen langsam – dazu brauche ich Kraft. Zum Loslassen brauche ich keine Kraft, aber gerade das Loslassen führt dann zum blitzschnellen Abschießen des Pfeils.

Bei der Venusfliegenfalle läuft das ähnlich und zwar so: Die Blätter haben die Eigenschaft, dass sie entweder nach außen oder nach innen gekrümmt sind. Man kann sie durch leichtes Eindrücken schnell aus einer konvexen in eine konkave Form bringen. Hier bieten sich als Vergleich eine Kontaktlinse oder ein eingedrücktes Autoblech an: Wenn man von innen dagegen drückt, springt es wieder in den Ausgangszustand zurück. Diese Eigenschaft haben auch die Blätter der Venusfliegenfalle. Die Pflanze wächst so, dass die Blätter im Normalzustand nach außen gebogen sind, sie können aber unter bestimmten Umständen umspringen in den nach innen gekrümmten Zustand. Wenn das beide Blätter gleichzeitig machen, schließen sie automatisch. Das heißt, eine kleine Formveränderung durch Wasserumlagerung kann dieses Umschnappen auslösen. Das geht innerhalb von Millisekunden.

Dank an: Prof. Dr. Thomas Speck, Botanischer Garten Freiburg