Geheimnis von
fleischfressender Pflanze gelüftet
Kannenpflanze: Aquaplaning lässt Insekten tief
fallen
Forscher vom Biozentrum der Uni Würzburg
http://www.biozentrum.uni-wuerzburg.de haben entdeckt, welche
Fangvorrichtungen für den Jagderfolg der fleischfressenden
Kannenpflanze am wichtigsten sind: Die Pflanze nutzt eine
Mikrostruktur an der Oberfläche, die bei den Insekten zu Aquaplaning
führt. Die Tiere fallen dann in die Pflanze und werden dort von
Enzymen zersetzt, berichten die Forscher in der jüngsten Ausgabe des
Wissenschaftsmagazins Proceedings of the National Academy of
Sciences PNAS
http://www.pnas.org .
Bisher hatten die Forscher verschiedene Erklärzungen dafür, warum
und wie die Kannenpflanze Nepenthes bicalcarata ihre zusätzliche
Nahrung erbeutet. Die Fallen des Tropengewächses bestehen aus
Blättern, die zu länglichen Kannen umgeformt sind und an deren Rand
süßer Nektar produziert wird, der die Insekten anlockt. Unklar war
auch, warum die Insekten in die Kanne hineinfallen. Die Biologen
Holger Bohn und Walter Federle glauben daran, dass sie den
wichtigsten, bisher völlig übersehenen Fangmechanismus entdeckt
haben: der Kannenrand weist eine regelmäßige Mikrostruktur aus
radial verlaufenden Rillen auf, die selbst wiederum treppenartig
aufgebaut sind. Die Stufen fallen zum Inneren der Kanne hin ab. Im
Gegensatz zu fast allen anderen Pflanzenoberflächen ist diese
Oberfläche komplett benetzbar, entweder mit Regenwasser oder mit dem
Nektar, der am Rand der Kanne produziert wird. Sie ist darum oft mit
einem dünnen Flüssigkeitsfilm überzogen. Für Insekten kommt dies
einer Rutschbahn gleich.
Das ausgeklügelte System haben die Forscher mit Weberameisen
beobachtet. Diese haben mit Flüssigkeit gefüllte Haftkissen auf
ihren Beinen. So können die Tiere selbst auf perfekt glatten
Oberflächen immer noch gut Halt finden. Die Bodenhaftung ist sogar
so groß, dass sie mehr als das Hundertfache ihres eigenen
Körpergewichts als Zusatzlast tragen können. Hinzu kommen an jedem
Fuß zwei Krallen, die der Anheftung an rauen Oberflächen dienen. Die
Kannenpflanze schafft es jedoch, beide Haftmechanismen gleichzeitig
wirkungslos zu machen. Indem sie den Rand ihrer Falle mit Wasser
benetzt hält, nimmt sie den Haftkissen jegliche Wirkung. Und die
speziell strukturierte Oberfläche sorgt dafür, dass die Krallen der
Ameisen nur in einer Richtung Halt finden. Die Tiere können zwar in
die Kanne hineinlaufen, aber nicht mehr aus ihr entkommen. Bei
trockenem Wetter funktioniert dieser Mechanismus jedoch nicht. Ist
der Rand der Pflanze allerdings benetzt, wird die Kannenpflanze zu
einer tödlichen Falle.
Ähnliche Beobachtungen machten die Forscher bei anderen
fleischfressenden Kannenpflanzen. Die Insekten sind für diese
Pflanzenarten, die an nährstoffarmen Stellen wachsen, eine Art
Zusatzfutter.
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Ältestes Lebewesen der Welt entdeckt
Creosote-Strauch in Palm Springs Wüste bis 11.700 Jahre alt
Amerikanische
Wissenschaftler haben in der Palm Springs Wüste das älteste Lebewesen der Erde
entdeckt: der Creosote-Strauch (Larrea tridentata) wird auf mindestens 11.000
Jahre geschätzt. Das verdörrte Buschwerk verfügt über erstaunliche Fähigkeiten
und kann bis zu zwei Jahre ohne Wasser auskommen. In der Wüste von Palm
Springs herrschen häufig Temperaturen bis zu 45 Grad Celsius und heftige
Stürme bis zu 160 Stundenkilometer fegen über die karge Landschaft.
Die Entdeckung der Pflanze wurde von Jim Cornett, dem Kurator des Palm
Springs Desert Museum
http://www.psmuseum.org , gemacht, der mit einem kleinen Flugzeug über das
Gelände flog. Cornett entdeckte den fast 20 Meter langen Busch. Bei der
Betrachtung aus der Nähe konnte er feststellen, dass es sich um eine einzelne
Pflanze handelte. "Je länger, desto älter. So einfach lautet die Formel bei
dieser Art von Lebewesen", erklärte Cornett gegenüber BBC. "Die meisten der
Creosote-Arten sind knorrige knapp zwei Meter hohe Büsche, die so aussehen,
als habe sie jemand schräg eingepflanzt", so Cornett. Die Pflanzen wären in
der Palm Springs Wüste auch keineswegs selten anzutreffen.
Erste Untersuchungen nach der Radiokarbonmethode ergaben für die Pflanze
ein Alter von 11.700 Jahren. "Das Interessante an der Pflanze ist die
Tatsache, dass einzelne Teile zwar nicht älter als 100 bis 200 Jahre sind, das
gesamte Pflanzensystem mit seinen genetisch identen Klonen aber dieses
unglaubliche Alter erreichen kann", so Cornett. Der Forscher erhofft sich von
der genaueren Untersuchung des Strauches Hinweise auf Umweltkatastrophen wie
Überschwemmungen, Erdbeben und globale Erwärmung. Der Fundort des Strauches
liegt übrigens knapp zehn Minuten außerhalb des Zentrums von Palm Springs.
Knapp neben der wissenschaftlichen Sensation türmen sich ausgediente
Fernsehapparate und sonstiger Sperrmüll.
Weitere Informationen:
http://waynesword.palomar.edu/ww0601.htm#oldest und
http://www.bbc.co.uk/nature/plants/worldplants/picpops/desert_creosote.shtml
Antarktische Flora besitzt hohe UV-Resistenz
Pflanzen passen sich Auswirkungen des Ozonlochs an
Die antarktische Pflanzenwelt schützt sich gegen die Auswirkungen des
Ozonlochs vermutlich mit einem eingebauten Regeneriersystem. Dies ermöglicht
den Pflanzen, Schäden durch aggressive UV-Strahlung beinahe über Nacht wieder
auszugleichen, so ein Bericht des Fachmagazins New Scientist
http://www.newscientist.com
. Laut Forschern des Smithsonian Environmental Research Center (SERC)
http://www.serc.si.edu
produzieren zahlreiche Arten wie Moose und Leberblümchen zum Schutz vor der
Sonne Pigmente und Carotinoide, die die UV-Strahlung abhalten. Zellschädigende
freie Sauerstoff-Radikale werden absorbiert.
"Die antarktische Flora verfügt wahrscheinlich über diesen
Überlebensmechanismus, da sie im Sommer in der südlichen Hemisphäre bereits
vor der Entstehung des Ozonlochs einer hohen UV-Strahlung ausgesetzt war",
erklärte Patrick Neale vom SERC. Phytoplankton und andere Kleinstlebewesen im
Meer hätten weitaus stärker mit aggressivem Sonnenlicht zu kämpfen als
Pflanzen am Land.
Neue Theorie zum Ursprung der Zitrusfrüchte
Aus nur drei Arten soll die heutige Vielfalt hervorgegangen
sein
Pflanzenforscher der University of Florida in Gainesville
http://www.ufl.edu/ haben den
Ursprung aller rund 500 verschiedenen Sorten von Zitrusfrüchten
http://www.citruspflanzeninfo.de/ auf drei Arten zurückgeführt, berichtet
das Magazin "New Scientist"
http://www.newscientist.com. Die drei Arten Zitrone, Mandarine und Pomelo
– eine Dessertfrucht in Südostasien – sollen die Züchtungs-Grundlage zu Beginn
der Kultivierung vor rund 4000 Jahren gelegt haben. Frühere Theorien gingen
von nur einer Ursprungsart aus.
Diese Früchte der Gattung "Citrus"
http://www.wuerzkraut.de/inhalt/zitrus.htm aus der Familie der
Rautengewächse stammen mit großer Wahrscheinlichkeit aus dem Dreieck von
Ost-Indien, Nord-Burma und Südwest-China. Von dort verbreiteten sie sich gen
Westen nach Europa und bildeten nach und nach die heutige Sortenvielfalt. Nur
mit historischen und geographischen Daten konnte der Ursprung von Bitterorange
und Konsorten nur vermutet werden. Nun verknüpften die US-Forscher erstmals
diese Informationen mit DNA-Analysen der verschiedenen Sorten und folgerten
daraus, dass die drei Arten die Basis für alle anderen Sorten gelegt haben.
Diese Forschungen sein vor allem wegen der verschiedenen
Fortpflanzung-Strategien der Zitrusfrüchte schwierig. Denn einige Sorten
reproduzieren sich asexuell, so dass sich sie quasi über Klone ihrer selbst
verbreiten. Dies erwies sich nicht selten sogar als evolutionärer Vorteil
gegenüber der klassischen Fortpflanzung bei anderen Arten. So entstand die
heutige Vielfalt aus zufälligen Hybriden, spontanen Mutationen oder auch aus
gezielten Züchtungen. Die Limette ist daher wahrscheinlich aus der Zitrone und
der Pomelo hervorgegangen. Die Limone dagegen sind ein Hybrid aus Zitronen und
Sevilla-Orange. Diese wiederum ähnelt sehr der Mandarine und trägt einige Gene
der Pomelo.
Erste Pflanzen besiedelten das Land vor 700 Millionen
Jahren
US-Forscher datieren Landgang 100 Millionen Jahre früher als
bisher angenommen
Die ersten Pflanzen sollen das Festland vor etwa 700 Mio. Jahren
besiedelt haben - viel früher als bisher angenommen. Dies haben Daniel S.
Heckman und seine Kollegen von der Pennsylvania State University
http://www.psu.edu durch
umfangreiche Gen-Untersuchungen an Algen, Pilzen und höheren Pflanzen
herausgefunden.
"Die Besiedlung des Festlandes wurde wahrscheinlich durch die Symbiose
zwischen den photosynthese-treibenden Algen und den Pilzen erleichtert",
erklärte Heckmann. Laut der Fachzeitschrift Science
http://www.sciencemag.org
hatten die Forscher an Ribosomen-Genen der Zellen so genannte
Proteinsequenz-Analysen durchgeführt. Mit dem genetischen Artenunterschied
gelang es den Forschern auch zu berechnen, wann die Organismen sich
entwickelten und sie in verschiedene Zweige aufzuspalten.
Bisherige Gen-Untersuchungen mit Ribosomen-Genen hatten den "Landgang" vor
600 Mio. Jahren angesetzt. Doch Heckman und seine Kollegen untersuchten jetzt
die Zellkern-Gene der Organismen und kamen so zu einem wesentlich älteren
Zeitpunkt. Die ältesten Pflanzenfossilien sind zwar lediglich 470 Mio. Jahre
alt, aber laut den Forschern waren die ersten Pflanzen wahrscheinlich zu zart,
um gut erhaltene Fossilien zu ermöglichen.
Kalzium steuert Verdunstungsmechanismus von Pflanzen
Schließzellen reagieren auf Schwankungen im
Minaralstoffspiegel
Wissenschaftler der Universität Tübingen http://www.uni-tuebingen.de
haben herausgefunden, wie die Bewegungen der Spaltöffnungen in Blättern
gezielt beeinflusst werden können. Dazu simulierten sie Schwankungen im
Kalziumspiegel der Schließzellen. Wurde dieser erhöht, schlossen sich die
Spaltöffnungen der Versuchspflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand)
jedes Mal sehr schnell und nur für kurze Zeit. Abhängig von der Häufigkeit,
der Dauer und der Stärke der Schwankungen im Kalziumspiegel konnten die
Forscher dann auch langfristig den Schließungszustand der Poren steuern.
Die Untersuchungen an den Spaltöffnungen der Blätter sollen die grundsätzlichen
Mechanismen aufdecken, die das Öffnen und Schließen der Zellen regulieren.
Auf diesem Wege hoffen die Wissenschaftler, bessere Erkenntnisse darüber zu
erhalten, warum beispielsweise bei manchen Nutzpflanzen die Regulation der
Spaltöffnungen nicht mehr optimal funktioniert und die Pflanzen besonders anfällig
für Trockenschäden sind.
Auf einem Quadratmillimeter Blattfläche finden sich zwischen 100 und 1.000
Schließzellen. Bei normaler Öffnung werden nur etwa ein bis zwei Prozent der
Oberfläche freigelegt. Der überwiegende Teil des Gasaustauschs mit der
Umgebung findet unmittelbar an den Spaltöffnungen statt. Die Schließzellen
stellen den Hauptbestandteil des Spaltöffnungsapparates. Wenn in diesen
Mechanismus Flüssigkeit einströmt, wölbt der ansteigende Druck die Zellen,
die Öffnungen werden freigegeben und die Pflanze verdunstet die Feuchtigkeit.
Bei hohen Temperaturen oder Trockenheit werden die Öffnungen geschlossen, so
dass die Pflanze nicht zu viel Wasser verliert. Den Wissenschaftlern war
bereits bekannt, dass die Schließzellen neben den Reizen von außen auch
Signale aus der Pflanze selbst aufnehmen. Das Verfahren, diese Signale künstlich
zu steuern, veröffentlichten sie jetzt im Fachmagazin "Nature" http://www.nature.com
.
