Die Evolutionslehre und Berichte in Bibel und Koran gehen davon aus, dass erst die Pflanzen ein Leben auf unserem Planeten möglich machen. Die Wissenschaft lässt uns ergänzend erkennen, dass die Pflanzen auf der Erde für eine gute Qualität der Atemluft sorgen und mit ihren vielen unterschiedlichen Früchten und dem reichen Gemüseangebot leckere und bekömmliche Nahrung bietet. 

Bunte Blumen erfreuen mit verlockenden Düften und ihren unterschiedlichen Formen und Farben, Herz und Sinn. Kritische Menschen fragen sich im Angesicht von Insekten und kleintierverdauenden Gewächsen, wie einige Pflanzen im Lauf der Zeit zu Fleischfressern wurden, und ob sie aus diesem Grund für die Menschheit gefährlich werden könnten.

So funktionieren fleischfressende Pflanzen

Der Würzburger Biophysiker, Professor Rainer Hedrich, und der Göttinger Neurowissenschaftler und Nobelpreisträger, Professor Erwin Neher, die in diesem Projekt mit australischen, arabischen und deutschen Professoren zusammen forschten, fanden im Jahr 2015 heraus, warum und wie die fleischfressende Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) sich das Kalium, das sie dringend braucht, aus Insekten holt.

Fleischfressende Gewächse, wie zum Beispiel die Venusfliegenfalle, wachsen an Standorten, die extrem nährstoffarm sind. Damit ihre Fallen funktionieren, brauchen sie Kalium. Um überleben zu können, spezialisierten sie sich auf die Zusatzernahrung Insekten und/oder Libellen, Kolibris und junge Fledermäuse. 

Die Venusfliegenfalle fängt ihre Beute mit so genannten Blattern, die ähnlich wie eine Klappfalle funktionieren. Wenn Fliegen, Mücken, Wespen oder andere Insekten oder Kleintiere die feinen Sinneshaare auf der Pflanze berühren, klappt diese blitzschnell zu. Drüsen geben ein salzsäurehaltiges Verdauungsenzym ab, und es werden Kalium, Kalzium und Magnesium freigesetzt, um die Tiere verdauen zu können.

Kalium wird für den Transport gebraucht

Fleischfressende Pflanzen nehmen nur dann Kalium auf, wenn zuvor von ihnen ein Insekt gefangen wurde. Zwei Gene, die als Kaliumtransporter dienen, werden, ähnlich wie bei nicht fleischfressenden Pflanzen, durch ein Enzym hochgefahren.

Der Unterschied: Dieser Austausch findet bei nicht fleischfressenden Pflanzen an den Wurzeln statt.

1. Der Transporter mit der wissenschaftlichen Bezeichnung DmAKT1 senkt den Kaliumspiegel in der Venusfalle drastisch ab, und vereinfacht gesagt, die Pflanze bekommt Hunger.
2. Dann kommt der Transporter mit dem Namen DmHAK5, der wie eine Hochleistungspumpe wirkt und das Kalium ansaugt, zum Einsatz. 

Oft entstehen bei der Forschung anschließende Fragen. In diesem Fall fragten sich die Wissenschaftler, wie die Pflanzen merken, dass ein Insekt in der Falle sitzt. Hedrich erklärt, dass es erste Hinweise darauf gibt, dass schon, wenn ein Insekt die Sinneshaare berührt, der vorher beschriebene Transportablauf eingeleitet wird.

Gemeinsamkeiten von Pflanzen, Tieren und Menschen

Rainer Hedrich erklärt, dass das Gen für einen Glutamatrezeptor, der anscheinend für die schnelle Reizweiterleitung verantwortlich ist, sich ebenfalls beim Menschen findet. Dort ist er in den Synapsen an der Erregungsübertragung beteiligt. Bei einer erweiternden Untersuchung bekamen die Pflanzenforscher Unterstützung von Professor Manfred Heckmann, einem Experten für tierische Glutamatrezeptoren an der JMU Würzburg. Heckmann erläutert, dass wenn der Glutamatrezeptor blockiert werde, die Reizweiterleitung zum Erliegen komme. Es sei folgerichtig herauszufinden, so Heckmann, was die Glutamatrezeptoren von Tieren und Pflanzen gemeinsam haben und wie sie sich unterscheiden.

Der Würzburger Biophysiker, Professor Rainer Hedrich, hat sich auf dem Gebiet der Erforschung der Venusfliegenfalle und anderer fleischfressender Pflanzen spezialisiert. Als Anerkennung bekam er im Jahr 2010 vom Europäischen Forschungsrat (ERC) dafür den „Advanced Grant“.              

 Monika Hermeling