Auch Pflanzen handeln vorausschauend

Berberitze kann Vor- und Nachteile abwägen

07.03.2014 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

In der Gemeinen Berberitze (Berberis vulgaris) wachsen gewöhnlich zwei Samen pro Beere heran. (Quelle: © goldbany - Fotolia.com)
In der Gemeinen Berberitze (Berberis vulgaris) wachsen gewöhnlich zwei Samen pro Beere heran. (Quelle: © goldbany - Fotolia.com)

Komplexe Entscheidungen zu treffen ist offenbar nicht nur Menschen und Tieren vorbehalten. Wissenschaftler haben nun einen ersten Nachweis eines derart komplexen Verhaltens bei der Gemeinen Berberitze erbracht. Der Strauch kann offenbar abwägen, wann es sinnvoll ist, seine Samen vor einem Parasitenbefall zu schützen.

Vorausschauendes Denken und Handeln gehört nicht gerade zu den Disziplinen, die man einer Pflanze zuordnen würde. Bei den meisten Tieren ist damit ein Bewegungsprozess verbunden, der bei Pflanzen nicht möglich ist, weil sie meist an einen Standort gebunden sind. Doch nun wurden Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig von der Gemeinen Berberitze (Berberis vulgaris) überrascht. Der Strauch, der auch unter dem Namen Sauerdorn bekannt ist, kommt in weiten Teilen Europas vor und kann offenbar die Folgen seines Handelns abschätzen.

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Auch Pflanzen können komplexe Entscheidungen treffen. Das schließen Wissenschaftler aus Untersuchungen an der Gemeinen Berberitze (Berberis vulgaris), die ihre eigenen Samen abtöten kann, um einen Befall mit Parasiten zu verhindern.

Auch Pflanzen können komplexe Entscheidungen treffen. Das schließen Wissenschaftler aus Untersuchungen an der Gemeinen Berberitze (Berberis vulgaris), die ihre eigenen Samen abtöten kann, um einen Befall mit Parasiten zu verhindern.

Bildquelle: © Algirdas/wikimedia.org; gemeinfrei

Energiesparprogramm gegen Parasitenbefall

Jede Beere der Berberitze verfügt in der Regel über zwei Samen. Will der Strauch aufgrund widriger Umweltbedingungen Energie sparen, gibt es einen Mechanismus, mit dem er die Entwicklung der Samen stoppen kann. Das alleine hat noch nicht unbedingt etwas mit vorausschauendem Denken und Handeln zu tun. Doch der unscheinbare Strauch kann noch mehr. Wird die Gemeine Berberitze durch die Larve der Sauerdorn-Bohrfliege (Rhagoletis meigenii) befallen, weiß sie klug zu handeln. Beim Befall sticht die Bohrfliege die Beeren an, um ihre Eier darin abzulegen. Wenn die Larve es schafft, sich zu entwickeln, frisst sie oft alle Samen in der Beere auf. Um das zu verhindern, benutzt die Gemeine Berberitze genau jenen Mechanismus, mit dem sie auch Energie einspart. Lässt die Pflanze nämlich den einen Samen absterben, dann stirbt auch der Parasit in diesem Samen und sie kann so den zweiten Samen in der Beere retten, falls dieser noch nicht befallen wurde.

Strategisches Abwägen

Doch damit nicht genug. Der umsichtige Strauch kann offenbar sogar abwägen, wann es sich lohnt, die Samenproduktion zu stoppen und wann nicht. „Die Samen in den von Parasiten befallenen

Früchten werden nicht immer abgetötet, sondern je nachdem wie viele Samen in den Beeren vorhanden sind“, schildert Erstautorin der Studie, Katrin M. Meyer. Enthielt die befallene Frucht zwei Samen, dann töteten die Pflanzen in 75 Prozent der Fälle den befallenen Samen ab, wodurch der

zweite gerettet wurde. Enthielt die befallene Frucht dagegen nur einen Samen, dann töteten die Pflanzen nur in 5 Prozent der Fälle den befallenen Samen ab. „Würde die Berberitze ihre Frucht mit nur einem, aber befallenen Samen abtöten, dann hätte sie die gesamte Frucht umsonst angelegt. Stattdessen ‘spekuliert‘ sie offenbar darauf, dass die Larve von selbst abstirbt, was auch vorkommen

kann. Minimale Chancen sind besser als gar keine“, erläutert Dr. Hans-Hermann Thulke vom UFZ. „Dieses Handeln mit Vorausschau, in dem erwartete Verluste und äußere Bedingungen abgewogen werden, hat uns sehr überrascht. Pflanzliche Intelligenz rückt damit in den Bereich des ökologisch Möglichen, lautet die Botschaft unser Studie.“

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Die Mahonie (Mahonia aquifolium) ist eine nahe Verwandte der gemeinen Berberitze aus Nordamerika, die sich seit einigen Jahren auch in Europa ausbreitet. Doch während sich die Gemeine Berberitze gegen den Befall wehrt und ihre Samen schützt, ist die Mahonie dazu offenbar nicht in der Lage.

Die Mahonie (Mahonia aquifolium) ist eine nahe Verwandte der gemeinen Berberitze aus Nordamerika, die sich seit einigen Jahren auch in Europa ausbreitet. Doch während sich die Gemeine Berberitze gegen den Befall wehrt und ihre Samen schützt, ist die Mahonie dazu offenbar nicht in der Lage.

Bildquelle: © Meggar /wikimedia.org; CC BY-SA 3.0

Evolutionäres Wettrüsten offenbar für kluge Pflanze verantwortlich

Woher die Berberitze weiß, welche Konsequenzen ihr drohen, wenn sie von der Sauerdorn-Bohrfliege befallen wird, können die Wissenschaftler noch nicht beantworten. Denn wie die Informationssignale innerhalb der Pflanze weitergegeben werden und wie sich der gesamte Prozess im Laufe der Evolution entwickeln konnte, ist noch nicht geklärt. Doch die gemeine Berberitze hat eine nahe Verwandte aus Nordamerika, die Mahonie (Mahonia aquifolium), die sich seit etwa 200 Jahren auch in Europa ausbreitet. Beide sind Wirtspflanzen der Bohrfliege. Doch während sich die Gemeine Berberitze gegen den Befall wehrt und ihre Samen schützt, ist die Mahonie dazu offenbar nicht in der Lage: „Die heimische Fliegenart erreicht in der Mahonie eine zehnfach höhere Populationsdichte", berichtet Dr. Harald Auge, Biologe am UFZ. Daraus schließen die Wissenschaftler, dass es im Laufe der Evolution eine Art Wettrüsten zwischen der Bohrfliege und der Gemeinen Berberitze gegeben hat, die zu dieser ausgeklügelten Abwehrstrategie geführt haben muss.

Trotz vieler offener Fragen steht für die Wissenschaftler vom UFZ fest: „Mit der Gemeinen Berberitze haben wir den ersten ökologischen Nachweis für ein komplexes Verhalten bei Pflanzen erbracht. Diese Art verfügt offenbar über ein strukturelles Gedächtnis, mit dem sie äußere und innere Einflüsse unterscheiden sowie künftige Risiken abschätzen kann."

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