Mehr als 150 Jahre nachdem Charles Darwin fleischfressende Fähigkeiten bei der Pflanzengattung Saxifraga vermutet hatte, legt eine in „Nature Communications“ veröffentlichte Studie nun starke Belege vor. Untersucht wurde Saxifraga candelabrum aus alpinen Regionen Chinas. Das Team um Hang Sun zeigte mit Feldbeobachtungen, Enzymtests, Isotopenversuchen und Genanalysen, dass die Pflanze Insekten fängt, verdaut und deren Stickstoff aufnimmt. Damit gilt der fleischfressende Steinbrech als neue karnivore Abstammungslinie – und liefert zugleich die bislang fehlende experimentelle Stütze für Darwins Vermutung aus dem Jahr 1875.
- An 43 von 45 untersuchten Exemplaren fanden sich Insekten auf den klebrigen Drüsenhaaren.
- Ausgewachsene Pflanzen trugen im Durchschnitt 71 gefangene Insekten, vor allem verschiedene Mückenarten.
- Enzym-, Isotopen- und Genanalysen sprechen gemeinsam für echte Karnivorie.
- Die untersuchte Art gehört zur selben Gattung wie die von Darwin beschriebenen Pflanzen, ist aber nicht mit ihnen identisch.
Darwin konnte seine Vermutung 1875 noch nicht belegen
Darwin beschäftigte sich 1875 mit zwei Saxifraga-Arten, die dafür bekannt waren, Insekten festzuhalten. Ihre klebrigen Drüsenhaare erinnerten ihn an andere fleischfressende Pflanzen. Seine Versuche reichten jedoch nicht aus, um nachzuweisen, dass die Pflanzen ihre Beute tatsächlich verdauen und daraus Nährstoffe gewinnen.
Genau dieser Nachweis ist für die Einordnung entscheidend. Das bloße Festhalten eines Insekts macht eine Pflanze noch nicht zum Fleischfresser. Sie muss Anpassungen besitzen, mit denen sie Beute anzieht und fängt, verdaut sowie die freigesetzten Nährstoffe aufnimmt. Die Venusfliegenfalle ist ein bekanntes Beispiel für diese Kombination von Fähigkeiten.
Die Gattung Saxifraga umfasst rund 450 Arten und kommt unter anderem in arktischen und alpinen Gebieten der Nordhalbkugel sowie in den südamerikanischen Anden vor. Für die neue Untersuchung wählten die Forschenden Saxifraga candelabrum, die in alpinen Gebieten des Qinghai-Tibet-Plateaus und der Hengduan-Berge in China wächst.
Klebrige Haare fangen vor allem kleine Insekten
Bei Untersuchungen im Gelände beobachtete das Team, wie kleine Insekten an einem klebrigen Sekret auf haarähnlichen Strukturen der Pflanze hängen blieben. Größere Insekten, die für die Bestäubung nützlicher sind, wurden von der klebrigen Oberfläche dagegen nicht festgehalten.
An ausgewachsenen Exemplaren zählten die Forschenden durchschnittlich 71 gefangene Insekten – überwiegend verschiedene Mückenarten.
Anschließend suchte das Team nach Verdauungsaktivität. Mit Fluoreszenzmarkierungen wies es Phosphatase-Aktivität nach. Dieses Verdauungsenzym kommt häufig bei fleischfressenden Pflanzen vor und deutet darauf hin, dass Saxifraga candelabrum ihre Beute zersetzen kann.
Für den entscheidenden Test erhielten die Pflanzen Fruchtfliegen, die mit einer stabilen Form von Stickstoff markiert worden waren. Danach stieg der Anteil des markierten Stickstoffs in Saxifraga candelabrum deutlich an, anders als bei nicht fleischfressenden Kontrollpflanzen. Auf diese Weise ließ sich der Weg des Nährstoffs aus dem Insekt in die Pflanze verfolgen.
Der Isotopenversuch zeigt damit nicht nur, dass Insekten am Steinbrech kleben bleiben, sondern dass ihre Nährstoffe tatsächlich in der Pflanze ankommen.
Ergänzend fanden die Forschenden genetische Gemeinsamkeiten mit unabhängig entstandenen fleischfressenden Pflanzen wie Drosera spatulata und Roridula gorgonias. Dazu gehören Gene, die mit dem Anlocken von Beute, der Verdauung und der Nährstoffaufnahme verbunden sind.
Weitere Steinbrech-Arten könnten nun geprüft werden
Doug Soltis von der University of Florida erwartet, dass die Ergebnisse neue Untersuchungen anderer Saxifraga-Arten anstoßen werden – darunter auch jene, mit denen Darwin selbst experimentierte. Nach seinen Angaben tragen viele Vertreter der weiteren Pflanzenfamilie vergleichbare Haare.
Das bedeutet nicht, dass nun alle rund 450 Saxifraga-Arten als fleischfressend gelten. Die Studie belegt die vollständige Kombination aus Fang, Verdauung und Nährstoffaufnahme zunächst für Saxifraga candelabrum. Für jede weitere Art wären entsprechende Nachweise nötig. Praktisch eröffnet der Befund damit ein breites Forschungsfeld: Botaniker können nun gezielt prüfen, ob die klebrigen Haare anderer Steinbrech-Arten ebenfalls der Ernährung dienen oder lediglich eine andere Funktion haben.
Sollten weitere Steinbrech-Arten nun systematisch auf Karnivorie untersucht werden, oder reicht der Befund bei Saxifraga candelabrum zunächst aus? Teilen Sie Ihre Einschätzung.
