Bestäubung – Eine Insektenweide unter der Lupe

Heute habe ich meinen Pflanzen bei der Fortpflanzung zugeschaut. Fortpflanzung bei Pflanzen ist deshalb so spannend, weil Pflanzen ein Riesenproblem haben: Sie können sich nicht bewegen und doch muss – wie bei Tieren – zur Vermehrung eine Eizelle befruchtet werden.

„Und was ist mit vegetativer Vermehrung?“, wirst Du einwenden. Ungeschlechtliche Vermehrung durch Ausläufer, Rhizome usw. ist für mich  e i n e  Strategie zur Fortpflanzung. Die Mutterpflanze klont sich und produziert Kopien von sich selbst. Die Kopien sind an den Standort der Mutter gebunden und das bedeutet für das Fortbestehen der Pflanze: Ändern sich die Standortbedingungen ist die Pflanze mit allen Kopien in Gefahr. Selbst wanderfreudige Pflanzen wie manche Bambusarten oder japanischer Knöterich können nicht solche Entfernungen überwinden, wie ein Samenkorn.

Ein Samenkorn ist eine befruchtete Eizelle umhüllt von einem Transport/Aufbewahrungs-Behälter. Pflanzen können je nach Art tausende Samen produzieren. Sie beeinflussen den Verbreitungsweg ihrer Samen, aber ob die Samen am Zielort tatsächlich keimen ist Glück. Manche Pflanzen verbreiten ihre Samen aktiv durch einen Schleudermechanismus (z.B. Springkraut), manche setzen auf Wind (Ahorn), manche auf Tiere. Sollen Tiere den Samen verbreiten, sind die Samen häufig mit süßem Fruchtfleisch umhüllt.

Originelle Samenverbreiter sind Eichhörnchen. Sie verbreiten Nusssamen durch Vergessen. In meinem Garten klappt das sehr zuverlässig mit Walnüssen. Jedes Jahr keimen kleine Walnussbäume, weil Eichhörnchen ihren eingegrabenen Wintervorrat vergessen haben.

Wie war das noch mit den Bienen und den Blumen? Eine Blüte besteht aus männlichen und weiblichen Teilen. Die Pollen auf den Staubbeuteln sind männlich, die Narbe gehört zu den weiblichen Teilen und führt zum Boden der Blüte, wo sich der Fruchtknoten befindet. In dem Fruchtknoten ist der Embryosack mit Eizellen, die auf Befruchtung warten.

Schematische Zeichnung einer Blütenpflanze. Narbe, Griffel und Fruchtknoten bilden den weiblichen Teil der Pflanze, Staubbeutel („Pollen“) und Staubfaden bilden den männlichen Teil.

By Mature_flower_diagram.svg: Mariana Ruiz LadyofHats derivative work: Matt (Mature_flower_diagram.svg) [Public domain], via Wikimedia Commons

Wie kommt nun der Pollen auf die Narbe? Jede Pflanze hat sich auf ein Befruchtungssystem spezialisiert. Gräser werden durch Wind befruchtet, Erbsen oder Tomaten sind selbstbefruchtend und brauchen Wind oder Insekten nur, um den eigenen Pollen auf die Narbe zu bringen. Die meisten Blütenpflanzen setzen jedoch auf Fremdbefruchtung. Der Blütenaufbau verhindert sogar häufig eine Selbstbefruchtung, weil der Pollen nicht mit der Narbe in Berührung kommen kann.

Zur Fremdbefruchtung brauchen Pflanzen einen Befruchtungsvermittler. Bei Gartenpflanzen sind das meistens Insekten; es gibt aber auch Pflanzen, die sich auf andere Tiere spezialisiert haben (z.B. Fledermäuse, Mäuse). Insekten übernehmen den Job als Befruchtungsvermittler, weil ihnen die Pflanze etwas unwiderstehliches bietet: Nektar.

Nektar ist eine zuckerhaltige mit Duftstoffen versetzte Flüssigkeit, der in den Nektarien der Pflanze gebildet wird. Je nach Pflanzenart sitzen die Nektarien an unterschiedlichen Stellen. Die Zusammensetzung des Nektars variiert. Je süßer der Nektar, desto zähflüssiger ist er. Zähflüssiger Nektar ist für leckende Bestäuber (Bienen) attraktiv; saugende Insekten (Schmetterlinge) bevorzugen flüssigeren Nektar, weil er sich schneller in den Rüssel einsaugen lässt. (Quelle: Spiegel Online, 28.9.2011).

Bienen sammeln den zuckerhaltigen Energielieferanten Nektar, aber auch den Pollen. Pollen enthält viel Eiweiß und wird für die Nahrungsproduktion im Bienenstock benötigt, den Nektar brauchen die sammelnden Bienen vor allem als „Treibstoff“ selber. 2014 strahlte die BBC die phantastische Dokumentation „Hive Alive“ (Lebendiger Bienenstock) aus, die Erstaunliches zur Interaktion von Pflanzen und Bienen zeigte:

Pflanzen besitzen ein „Nektar-Leitsystem“ für Insekten. Blütenfarbe und -form oder den Geruch können auch wir wahrnehmen, aber dass die Blüten ultraviolette Lichtsignale abgeben, sehen wir nicht. Die Blüten absorbieren oder reflektieren ultraviolettes Licht. Macht man diese Signale sichtbar, sieht man große Markierungen an den Stellen, wo sich der Nektar befindet. Die Blüte macht sich so attraktiv für Insekten und sorgt dafür, dass der Nektar sofort gefunden wird. Bienen fliegen bis zu 2.000 Blüten pro Tag an. Je weniger Zeit sie an einer Blüte nutzlos verschwenden, desto mehr Blüten können sie anfliegen und somit bestäuben.

Eine weitere Kommunikationsebene sind elektrische Felder, die Dominic Clarke hörbar macht. Bienen haben eine positive Ladung, Blüten eine negative. Die elektrische Signatur der Blüte ändert sich, wenn sich eine Biene nähert und den Nektar trinkt. Verlässt die Biene die Blüte, bleibt diese geänderte Signatur noch ca.100 Sekunden erhalten. Heranfliegende Bienen nehmen die Signatur auf und fliegen – vorbei! Warum? Die Blüte braucht diese Zeit, um neuen Nektar zu produzieren und solange gibt sie ein „Besetzt-Signal“ ab. Der Vorteil für die Bienen: Sie verschwenden keine Zeit mit „leeren“ Blüten. Der Vorteil für die Pflanzen: Sie bekommen keine schlechte Presse von den Insekten (da brauchst du gar nicht hinzufliegen, da gibt’s eh keinen Nektar).

Belohnt werden die Pflanzen für diesen Aufwand mit der Bestäubung, dann nektarsuchende Insekten transportieren den Pollen unwillentlich von Pflanze zu Pflanze. Die Bestäubung funktioniert natürlich nur, wenn der Pollen einer z.B. Glockenblume auf die Narbe einer Glockenblume trifft. Bei aller Anstrengung der Pflanze ist doch noch eine Menge Zufall mit im Spiel.

Ist Bestäubung Befruchtung? Nein; ist der männliche Pollen auf der Narbe, hat er die Eizelle im Fruchtknoten noch nicht erreicht. Der Samen bilden nun einen Pollenschlauch, der den Griffel hinunter zum Fruchtknoten wächst. Der Pollenschlauch, der zuerst die Eizelle erreicht, befruchtet sie.

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