© D. Whitaker, M. Laskowski, A. Acosta, J. Edwards
Dramatische Millisekunde: Ruhige Blüte eines Kanadischen Hartriegels, ...
Pflanzen, so scheint es, haben die Ruhe weg. Fest im Boden verwurzelt, sind sie zur Ortstreue verurteilt. Bewegungen, zumal schnelle, gelten weithin als Privileg der Tiere. Das ist indes eine Fehleinschätzung. Auch im Pflanzenreich geht es hoch her - fleischfressende Gewächse wie die Venusfliegenfalle schnappen nach Beute, Mimosen klappen bei Berührung rasch ihre Blätter ein, und viele Pflanzen haben sich Schleudern zugelegt, die der Samenverbreitung dienen.
So wird der Spritzgurke Ecballium eine Wurfweite von 12,70 Metern, der tropischen Lianenart Bauhinia purpurea sogar eine von 15 Metern nachgesagt. Höher, weiter, schneller - das ist offenbar auch ein Leitsatz im Pflanzenreich. Was die Schnelligkeit betrifft, dürfte ein unscheinbares Pflänzchen, der Kanadische Hartriegel (Cornus canadensis), den Weltrekord halten. Wie amerikanische Forscher jetzt herausgefunden haben, springen dessen Blüten atemraubend schnell auf, wobei mehr als das Zweitausendfache der Erdbeschleunigung erreicht wird.
Explosion setzt Pollenkörner frei
Der Kanadische Hartriegel, ein nur rund zehn bis zwanzig Zentimeter hohes Staudengewächs, kann ausgedehnte Teppiche bilden und wird daher gern als Bodendecker angepflanzt. Seine zahlreichen unscheinbaren Einzelblüten sind in der Mitte der von vier weißen Deckblättern gebildeten "Blüte" zusammengefaßt. Wenn sie herangereift sind, öffnen sie sich explosionsartig und setzen die Pollenkörner frei. Schon in einer Publikation aus dem Jahr 1898 wird das Phänomen beschrieben. Biologen und Physiker um Joan Edwards vom Williams College in Williamstown (Massachusetts) haben den Vorgang, der insgesamt nur eine Millisekunde dauert, jetzt mit einer Hochgeschwindigkeitskamera festgehalten und in allen Einzelheiten entschlüsselt.
© D. Whitaker, M. Laskowski, A. Acosta, J. Edwards
0,2 Millisekunden später: erste Anzeichen der Blütenexplosion
Wie die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Nature" (Bd.435, S.164) berichten, klappen zunächst die grünen Kronblättchen der einzelnen Blüten auseinander. Innerhalb von nur 0,2 Millisekunden machen sie Platz für die unter mechanischer Hochspannung stehenden Staubblätter mit den pollenhaltigen Staubbeuteln. Sie erreichen dabei eine Geschwindigkeit von rund 6,7 Metern pro Sekunde, wobei die maximale Beschleunigung das 2200fache der Erdschwerkraft (g) beträgt. Noch größer ist die Wucht, mit der die Staubblätter herausschießen. Die Forscher haben 2400g errechnet. Als Höchstgeschwindigkeit wurden 3,1 Meter pro Sekunde registriert. Das reicht, die Pollenkörner trotz ihres geringen Gewichts und hohen Luftwiderstands 2,5 Zentimeter weit herauszuschleudern - zehnmal so hoch, wie die Blüte ist. Die Staubbeutel sind durch ein elastisches Band mit dem Ende des Staubblatts verbunden. So werden sie noch stärker beschleunigt, als das bei einem einfachen Katapult der Fall wäre.
Turgor die treibende Kraft
Als treibende Kraft beim "Explodieren" der Blüten wirkt der Turgor, der durch Wasseraufnahme der Zellen entstehende Druck. Das haben die Forscher nachgewiesen. Stößt zum Beispiel ein größeres Insekt, etwa eine Hummel, gegen die Blüte, wird der Öffnungsmechanismus in Gang gesetzt. Das Insekt wird dann mit Blütenstaub eingepudert, was die Bestäubung benachbarter Blüten sichert. Auch der Wind kann diese Funktion erfüllen, werden doch die ausgeschleuderten Pollenkörner oft im Umkreis von mehr als einem Meter verstreut.
Was die Schnelligkeit der Bewegung betrifft, steht der Kanadische Hartriegel jedenfalls glänzend da, wobei ihm die Winzigkeit der Blüten natürlich zugute kommt. Das Springkraut Impatiens pallida etwa benötigt zum Ausschleudern der Samen rund drei bis sechs Millisekunden, und die Venusfliegenfalle läßt sich beim Zuschnappen hundert Millisekunden Zeit. Der Hartriegel muß nicht einmal den Vergleich mit Tieren scheuen. Die ob ihrer Schnelligkeit gerühmte Wiesen-Schaumzikade etwa benötigt zum Abspringen eine halbe bis eine Millisekunde, wobei an die 400 g erreicht werden. Und bis Nesselzellen von Nesseltieren ihren langen Giftfaden ausgeschleudert haben, verstreichen mindestens zwei Millisekunden. Mit rund 40.000 g ist dessen Beschleunigung allerdings Spitze.
