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- Herausgeber: C. H. Beck
- Kategorie: Lebensstil
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2012
Im Unterschied zu Tieren und Menschen tun Pflanzen offenbar nichts. Wie Zeitrafferfilme jedoch eindrucksvoll belegen, ist ihre scheinbare Passivität nur eine Frage der Geschwindigkeit: Da wird gezankt, wild um sich geschlagen, gedrängelt, sich gestreckt oder auf- und zugeklappt – doch alles mit sachtem Tempo.
Der Botaniker Ewald Weber ist ein kundiger Führer durch dieses Wunderreich der Langsamkeit. Er widmet sich der kleinsten Pflanze, Wolffia microscopica, einer winzigen Wasserpflanze aus Indien, nicht größer als ein Stecknadelkopf, mit der gleichen Aufmerksamkeit wie der höchsten bekanntesten Pflanze, dem 115 Meter hohen Küsten-Mammutbaum aus Nord-Kalifornien, und den Rafflesiengewächsen, die die größten Blüten ausbilden und in den tropischen Regenwäldern Asiens zu Hause sind. Wahre Wunder vollbringen Pflanzen auch bei der Vermehrung: So fliegt der Samen des Kanadischen Berufskrauts bis zu 140 Meter hoch und über 500 Kilometer weit.
Das Buch schließt mit Betrachtungen zum Pflanzenschutz: So erfahren wir, wie die vom Aussterben bedrohte spektakuläre Venusfliegenfalle mit einem Farbstoff geschützt wird, der den Pflanzen die wunderliche Eigenschaft verleiht, unter UV-Licht aufzuleuchten.
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Seitenzahl: 216
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Ewald Weber
DAS KLEINE BUCHDERBOTANISCHEN WUNDER
C.H.Beck
ZUM BUCH
Wir leben auf einem Planeten der Pflanzen. Im Unterschied zu Tieren tun Pflanzen offenbar nichts. Wie Zeitrafferfilme eindrucksvoll belegen, ist ihre scheinbare Passivität jedoch nur eine Frage der Geschwindigkeit: Da wird gezankt, wild um sich geschlagen, gedrängelt, sich gestreckt oder auf- und zugeklappt – doch alles mit sachtem Tempo. Der Botaniker Ewald Weber ist ein kundiger Führer durch dieses Wunderreich der Langsamkeit. Er widmet sich der kleinsten Pflanze, Wolffia microscopica, einer winzigen Wasserpflanze aus Indien, nicht größer als ein Stecknadelkopf, mit der gleichen Aufmerksamkeit wie der höchsten bekanntesten Pflanze, dem 115 Meter hohen Küsten-Mammutbaum aus Nordkalifornien, und den Rafflesiengewächsen, die die größten Blüten ausbilden und in den tropischen Regenwäldern Asiens zuhause sind. Wunder vollbringen Pflanzen auch bei der Vermehrung: So fliegt der Samen des Kanadischen Berufkrauts bis zu 140 Meter hoch und über 500 Kilometer weit. Besondere Intelligenz beweisen Pflanzen hingegen vor allem beim Zusammenleben. Das Buch schließt mit Betrachtungen zum Pflanzenschutz: So erfahren wir, wie die vom Aussterben bedrohte spektakuläre Venusfliegenfalle mit einem Farbstoff geschützt wird, der den Pflanzen die wunderliche Eigenschaft verleiht, unter UV-Licht aufzuleuchten.
ÜBER DEN AUTOR
Ewald Weber, geb. 1960 in der Schweiz, lehrt Biologie an der Universität Potsdam. Er promovierte an der Universität Basel und forschte anschließend mehrere Jahre in Kalifornien (USA).
INHALT
Vorwort
Einleitung: Was haben Fingerhut und Hummel gemeinsam?
ARTENREICHTUM
1. Wie viele Pflanzenarten gibt es?
2. Von den Kleinsten und den Größten
3. Von selten bis allgegenwärtig
4. Wo das Gras wächst
WACHSTUM
5. Am Limit
6. Die größte pflanzliche Zelle der Welt
7. Und sie bewegen sich doch
8. Tarzans Lianen
9. Das kurze schöne Leben der Mojave-Gauklerblume
VERMEHRUNG
10. Wenn Pflanzen sich selbst klonen
11. Vom Winde verweht
12. Die Palme mit der Nabelschnur
13. Warten auf den Regen
14. Wenn Bambus in die Jahre kommt
ZUSAMMENLEBEN
15. Das Gesetz der Selbstausdünnung
16. Im Reich der Kannen
17. Pflanzen, die den Schall beherrschen
18. Ethylen, die Aurora der Pflanzen
19. Das geheime Leben der Schuppenwurz
PFLANZENSCHUTZ
20. Musiker retten ihren Baum
21. Die leuchtende Venusfliegenfalle
Anhang
Quellen
Verzeichnis der Pflanzenarten
VORWORT
In den meisten Naturfilmen, Bildbänden und Kinderbüchern wird den Tieren weitaus mehr Aufmerksamkeit geschenkt als den Pflanzen. Diese stehen einfach lautlos in der Gegend und bilden die Kulisse für die aktiven Tiere: für den Löwen, der durch das Savannengras pirscht, das Eichhörnchen, das von Baum zu Baum springt, oder den Hecht, der zwischen Wasserpflanzen lauert. Und die Besucherzahlen Zoologischer Gärten sind ungleich höher als diejenigen Botanischer Gärten.
Eigentlich ungerecht, denn wir leben auf einem Planeten der Pflanzen. Wohin Sie auch blicken, das Erste, was Sie zu Gesicht bekommen, sind Pflanzen. Im Unterschied zu Tieren tun sie aber offenbar nichts. Vielleicht ist es diese Allgegenwärtigkeit und scheinbare Passivität der Pflanzen, die unser Verhältnis zu ihnen auf pure Zweckmäßigkeit reduziert: Sie dienen als Zierde, Nahrung, Futter, Holz oder Schattenspender. Doch Pflanzen sind nur scheinbar passiv. Die eindrucksvollen Zeitrafferfilme von David Attenborough oder von Volker Arzt zeigen ein ganz anderes Bild: Da wird gezankt, wild um sich geschlagen, gedrängelt, sich gestreckt oder auf- und zugeklappt. Pflanzen sind äußerst aktiv, aber viele Vorgänge im Pflanzenreich gehen nur langsam vor sich und entziehen sich so unserer Aufmerksamkeit.
Pflanzen sind in der Tat langsame Lebewesen und funktionieren vollkommen anders als Tiere. Doch gerade diese Andersartigkeit macht sie so faszinierend. Sie ist auch der Grund, warum der griechische Gelehrte Aristoteles seine liebe Not mit den Pflanzen hatte. Für ihn schreitet die Natur von den unbeseelten Dingen zu den lebenden Wesen allmählich fort, mit dem Menschen als Krone der Schöpfung. Wo in diesem Kontinuum sind die Pflanzen einzuordnen? Ganz offensichtlich sind sie Lebewesen wie die Tiere, aber dennoch sind sie ganz anders als diese. Aristoteles sah in den Pflanzen ein Mittelding zwischen den unbeseelten Dingen einerseits und den beseelten Wesen andererseits. Pflanzen erschienen ihm «im Verhältnis zu den leblosen Dingen fast wie beseelt, im Verhältnis zu den Tieren aber fast wie unbeseelt». Biologisch gesehen lag Aristoteles in seiner Auffassung genau richtig, denn die allermeisten Pflanzen beziehen ihren gesamten Lebensunterhalt im Gegensatz zu den Tieren aus der unbelebten Natur. Sie verbinden also die belebte und die unbelebte Materie.
Dabei kommt den Pflanzen eine Schlüsselrolle zu. Ohne Pflanzen könnte kein einziges Tier leben, auch wir Menschen nicht. Ohne Bäume könnte das Eichhörnchen nicht springen, ohne grasfressende Zebras der Löwe nicht jagen. Nicht nur, dass Tier und Mensch direkt oder auf Umwegen Pflanzen als Nahrung benötigen, auch die Luft zum Leben stammt von ihnen. Denn ohne Pflanzen hätte sich im Laufe der Erdgeschichte kein Sauerstoff in der Lufthülle angesammelt.
Das alles ist Grund genug, sich eingehender mit den Pflanzen zu beschäftigen. Welche Fülle unterschiedlicher Farben und Formen gibt es bei Pflanzen! Auf einem Spaziergang durch einen Botanischen Garten erlebt der Besucher die enorme Vielfalt der Pflanzenwelt, vom stachelbewehrten Kugelkaktus bis zum blauen Mohn aus dem Himalaya, vom gigantischen Mammutbaum bis zur winzigen Wasserlinse. Die Anzahl von Erscheinungsformen der Pflanzen ist schier unermesslich, es gibt beinahe unendlich viele Variationen des einen Grundschemas.
Die Pflanzenwelt birgt viele Geheimnisse und Wunder. Was spielt sich nicht alles auf den Pflanzen, in den Pflanzen und zwischen ihnen ab, ob im tiefsten Dschungel in Borneo oder in der sonnenverbrannten Wüste des Death Valley! Ob auf einer Fläche nicht größer als eine Hand oder auf Tausenden von Quadratkilometern – zahlreiche Vorgänge sind überraschend und erstaunlich.
Dieses Buch bietet eine Sammlung von Essays zu den wichtigsten Aspekten pflanzlicher Lebensweise: zu Artenreichtum, Wachstum, Vermehrung und zum Zusammenleben vieler verschiedener Arten. Dabei greife ich besondere Pflanzenarten heraus und erkläre ihre Biologie, führe Sie zu bestimmten Lebensräumen, spreche aber auch Fragen des Artenschutzes an. Kurz und gut: Ich nehme Sie mit auf einen Streifzug durch die Besonderheiten des Pflanzenreiches.
Ohne die Anregungen von Kolleginnen und Kollegen, ohne die Informationen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern im In- und Ausland wäre dieses Buch nicht entstanden. Ihnen allen sei hier gedankt: Daniel Austin, Wilhelm Barthlott, Michael Burkart, Peter Edwards, Jasmin Joshi, Alexander Kocyan, Jörg Müller, Carsten Niemitz, Richard Grünke, George Koch, Francis Putz, Fred Vaupel und Richard Wrangham.
Michael Burkart, Sinuhe Hahn und Jasmin Joshi lasen Teile des Manuskriptes, und ihre Anmerkungen trugen wesentlich zum Gelingen des Textes bei. Sonia Schadwinkel danke ich für die Anfertigung der Zeichnungen und ihre Begeisterung für das Projekt. Schließlich danke ich Stefan Bollmann und Angelika von der Lahr vom Beck Verlag für ihr Interesse und ihre professionelle Unterstützung während meiner Arbeit an diesem Buch.
Potsdam, März 2012
Ewald Weber
EINLEITUNG: WAS HABEN FINGERHUT UND HUMMEL GEMEINSAM?
Es ist ein warmer Junitag und auf der Waldlichtung steht der Rote Fingerhut (Digitalis purpurea) in voller Blüte, eine stattliche Pflanze mit auffallend nach unten gerichteten Blüten. Eine Hummel geht emsig ihrer Arbeit nach und kriecht in den Schlund einer Blüte, sodass alsbald nur noch ihr Hinterleib sichtbar ist. Nachdem sie den Nektar aufgesaugt hat, krabbelt sie heraus und brummt zur nächsten Blüte.
Fingerhut und Hummel, Pflanze und Tier. Gibt es zwischen den beiden Gemeinsamkeiten? Kaum, werden die meisten von Ihnen einwenden, die Unterschiede überwiegen bei Weitem. Tiere können sich bewegen, Pflanzen sind fest angewurzelt. Das ist der meistgehörte Unterschied zwischen Pflanzen und Tieren, doch er hält einer genaueren Prüfung nicht stand. Wenn Sie sich an einer Felsküste aufhalten oder die Meeresaquarien eines Zoos besuchen, können Sie eine ganze Menge an festsitzenden Tieren bewundern: See-Anemonen, Korallen, Schwämme, Fächerwürmer, Seepocken oder Polypenstöcke wie das Zypressenmoos. Sie alle sind genauso wie Pflanzen in Felsritzen oder im Sand verankert und verbringen ihr gesamtes Leben an ihrem angestammten Platz – vom kurzen Larvenstadium einmal abgesehen. Die Fähigkeit, sich aktiv und frei im Raum bewegen zu können, ist also längst nicht allen Tieren vergönnt! Umgekehrt leben im Wasser pflanzenartige Organismen, die frei herumschwimmen und sich aus eigener Kraft vorwärtsbewegen. Sie sind zwar mikroskopisch klein, aber wie die echten Pflanzen mit Blattgrün ausgestattet. Sie zählen zu den einzelligen Algen und besitzen lange, fadenförmige Geißeln, die regelmäßig schlagen und die Zelle durch das Wasser bewegen. Manche dieser Organismen sind zudem mit einem Augenfleck versehen, einem lichtempfindlichen Organell, das dem Lebewesen den Weg zum Licht weist. Hier zeigt sich, dass bei den Einzellern die Abgrenzung zwischen Pflanze und Tier schwierig ist.
Der wichtigste Unterschied zwischen Pflanze und Tier, ein Unterschied, der für das Leben auf der Erde von allergrößter Bedeutung ist, hat nichts mit der äußeren Gestalt und Beweglichkeit zu tun. Heterotrophie und Autotrophie lauten die Schlüsselworte. Was verbirgt sich hinter diesen hochwissenschaftlich tönenden Begriffen? Eine schon fast banale Selbstverständlichkeit: Pflanzen können Sonnenlicht verwerten und sind daher Autotrophe oder «Selbsternährer», Tiere können das nicht und sind deshalb Heterotrophe, die sich von anderen Lebewesen ernähren müssen. Pflanzen – aber nur solche mit Blattgrün (Chlorophyll) – bauen mittels Photosynthese alle lebensnotwendigen Stoffe aus einfachen chemischen Verbindungen auf, die sie aus der Luft und dem Boden beziehen: Wasser, Kohlendioxid, auch ein bisschen Sauerstoff und Nährsalze – alles Stoffe der unbelebten Natur. Die Energie für den Aufbau des Organismus und das Wachstum stammt von der Sonnenstrahlung, die vom Blattgrün aufgefangen und verarbeitet wird. Diese Ernährungsweise gilt für das gesamte Pflanzenreich, von ein paar Ausnahmen abgesehen, die sich einer alternativen Diät verschrieben haben. Hier zeigt sich ein großer Unterschied zum Tierreich, in dem die Ernährungsweise alles andere als einheitlich ist. Da gibt es Pflanzenfresser, Aasfresser, Fleischfresser und unzählige Arten, die sich auf ein paar wenige Nahrungsquellen spezialisiert haben wie etwa der Koala, ein australischer Beutelbär, der ausschließlich die Blätter und Rinde von bestimmten Eukalyptusbäumen frisst.
Wer sind die Ausnahmen unter den Pflanzen? Sie präsentieren sich als bleiche oder bräunliche Erscheinungen, ohne jegliches Blattgrün und ohne die Fähigkeit, Sonnenenergie zu nutzen. Sie sind auf heterotrophe Ernährung angewiesen, leben von abgestorbenen Pflanzen oder zapfen mittels ihrer Wurzeln andere Pflanzen oder Pilze an. Zu diesen Pflanzen zählt beispielsweise die seltene Schuppenwurz, die ich Ihnen in Kapitel 19 genauer vorstellen werde.
Ich habe es bereits erwähnt: Ohne Pflanzen gäbe es keine Tiere. Die Rolle der Pflanzen als Grundlage allen tierischen Lebens hat der Evolutionsbiologe Karl Niklas treffend beschrieben: «Pflanzen sind Lebewesen, die ohne Absicht gedeihen, ohne Blut oder Hirn entstehen, sich ohne Muskeln bewegen, ohne Selbstbewusstsein daherkommen und ungewollt die Welt ernähren.» Pflanzen funktionieren nicht nur wegen ihrer Ernährungsweise anders als Tiere. Es sind die Mechanik, die Baustoffe und die Problemlösungen, die bei Pflanzen so grundsätzlich anders sind als bei Tieren.
Besuchen Sie einmal das Tropenhaus eines Botanischen Gartens, vielleicht gibt es dort eine kletternde Pfefferpflanze. Der Stängel der Liane schmiegt sich dem Stamm eines Baumes an, und die Wuchsform ist so regelmäßig und geometrisch perfekt, dass sie das Werk eines Kunstschmieds sein könnte. Der Stängel knickt abwechselnd nach links und nach rechts, eine Zickzacklinie bildend, und an jedem Knick entspringt ein einzelnes Blatt. Bei den nach rechts gerichteten Knicken zeigt das Blatt nach rechts, bei den Linksknicken nach links.
Hier zeigt sich etwas ganz Wesentliches. Ein Pflanzenkörper besteht aus einer Vielzahl von sich wiederholenden Grundbausteinen – Botaniker sprechen von Modulen. Dies lässt sich mit den Stockwerken eines Hochhauses vergleichen. Beim Pfeffer entspricht ein einzelnes Modul einem Stück des Stängels mitsamt seinem zugehörigen Blatt, beim Hochhaus entspricht es einer Etage mitsamt den Wohnungen, den Küchen, den Schlafzimmern. Eine Pflanze vermehrt während ihres Wachstums die Anzahl der Module und baut sich aus der ständigen Wiederholung einer Grundform auf. Das setzt aber etwas voraus: Knospen, aus denen neue Module entstehen können, und fortwährendes Wachstum. Damit komme ich dem Wesen der Pflanzen schon sehr viel näher, denn Pflanzen sind offene Organismen. Das bedeutet, dass nicht von vorneherein klar ist, wie groß sie werden, wie sie aussehen werden und wie alt sie werden. Eine Pflanze wächst zeitlebens, ändert ihre Gestalt, und jedes Frühjahr sprießen neue Blätter, wachsen neue Zweige heran oder die Zwiebel bringt neue Stängel hervor.
Bei einem Tier ist das in der Regel nicht der Fall, das alljährliche Abwerfen und Neubilden des Geweihs bei den Hirschen bildet eine Ausnahme. Tierische Organismen, von ein paar wenigen Wirbellosen einmal abgesehen, sind geschlossene Organismen. Es steht von vorneherein fest, wie das erwachsene Tier aussehen und wie groß es in etwa werden wird. Ein Tier hat eine eindeutig festgelegte Anatomie, einen Bauplan, der strikt eingehalten wird. Ist ein Tier ausgewachsen, wächst es nicht mehr. Allerdings wachsen bestimmte Gewebe auch bei Mensch und Tier ein Leben lang; Friseure verdanken diesem Umstand ihren Lebensunterhalt.
Zurück zu den Modulen. Die zoologisch Versierten unter Ihnen werden vielleicht einwenden, dass es ja die Gliedertiere gibt. Diese sind doch, wie der Name sagt, gegliedert. Das ist schon richtig, doch gegliedert bedeutet etwas anderes als modulär. Bei den Gliedertieren – einem Regenwurm etwa oder einem Tausendfüßler – besteht der Rumpf aus einer Kette gleichartig gestalteter Segmente, wie ein Personenzug, nur das vordere und hintere Ende sind anders gestaltet. Dennoch ist das Tier als Ganzes geschlossen, mit einer Mundöffnung und einem After sowie einem Darm, der beide verbindet. Und ein Regenwurm hat keine Knospen, aus denen sich Seitenwürmer entwickeln könnten.
Nun sind da freilich noch die vielen Wirbellosen der Meere, die ich anfangs bereits erwähnt habe und die wie Pflanzen aussehen. Korallenstöcke oder Seefedern sind äußerlich betrachtet modulär aufgebaut, jede einzelne Koralle auf dem gemeinsamen Skelett wäre ein Modul. Doch der große Unterschied zu den Pflanzen besteht darin, dass es sich hier um eine Kolonie handelt. Die einzelnen Tiere haben lediglich eine gemeinsame Trägerstruktur gebildet.
Den modulären Aufbau einer Pflanze erkennt ein Beobachter nicht immer sofort. Bei einer Birke sind sie einfach nicht so klar umgrenzt wie bei der bereits erwähnten Pfefferpflanze, das Prinzip aber ist dasselbe: Der Stamm verzweigt sich in Äste, diese verzweigen sich in dünnere Äste und schließlich in Zweige. Sägen Sie einen Ast ab und stecken ihn in den Boden, und Sie bekommen eine junge Birke. Freilich, bei einem Kugelkaktus wird es in Sachen Module schwierig. Bei ihm sind sie verwachsen, gehen ineinander über, sind zu einer einzigen Kugel verschmolzen. Hingegen verkörpert der Feigenkaktus geradezu bilderbuchhaft den modulären Aufbau: eine Ansammlung aneinandergereihter Segmente wie bei einer Perlenkette. Wenn Sie ein einzelnes Modul in den Boden stecken, schlägt es Wurzeln und wächst an! Dieser Fähigkeit von Pflanzenteilen, wieder auszutreiben, wird in einem späteren Kapitel noch Bedeutung zukommen.
Modulärer Aufbau, lebenslanges Wachstum – das erlaubt der Pflanze einen hohen Grad an Flexibilität, den sie als festsitzender Organismus auch benötigt. Sie kann sich so den Lebensbedingungen ihres angestammten Wuchsortes anpassen. Ist reichlich Wasser vorhanden und der Boden gut, wächst sie gut und erreicht eine stattliche Größe. Auf einem schlechten Boden hingegen gedeiht sie nur kümmerlich, kann aber trotzdem Samen bilden und sich fortpflanzen.
Und wie bleibt eine Pflanze in Form, obwohl sie doch weder Skelett noch Muskeln hat? Pflanzen bedienen sich des Luftmatratzen-Prinzips, mit dem kleinen Unterschied, dass sie sich nicht mit Luft, sondern mit Wasser vollpumpen. Pflanzenzellen haben nämlich zwei Dinge, die tierische Zellen nicht haben: eine feste Zellwand und eine Vakuole. Die Zellwand umschließt die Zelle, gibt ihr Form und Stabilität und ist dafür verantwortlich, dass Sie dieses Buch lesen können. Denn Zellwände bestehen aus Zellulose, dem Ausgangsstoff für die Papierherstellung.
Die Vakuole ist eine große Blase in der Zelle, eine Art Ballon, gefüllt mit einer wässrigen Flüssigkeit. Oft sind darin Farbstoffe gelöst, die etwa Heidelbeeren so blau machen. Die Vakuolen drücken auf die Zellwände, die Zellen werden prall und die Pflanze wird zu einem stabilen Gebilde, eben wie eine aufgeblasene Luftmatratze. Pflanzen stehen daher ständig unter einem inneren Druck. Bekommen die Schnittblumen in einer Vase kein Wasser mehr, verringern sich die Vakuolen in den Zellen, der Druck fällt ab, die Blumen lassen ihre Köpfe hängen und werden zu einem jämmerlichen Abbild ihrer selbst.
Wenn aber Pflanzen sehr groß werden, wie Sträucher und Bäume, dann genügt das Luftmatratzen-Prinzip nicht mehr. Die Zellwände werden nun so dick und stark, dass sie einen Baustoff bilden, der eine selbsttragende Stütze liefert – das Holz eines Baumstammes. Das verholzte Gewebe ist tot, es dient nur noch als Skelett.
Doch jetzt habe ich schon viel zu lange über die Unterschiede zwischen Pflanze und Tier gesprochen. Wie steht es denn um die Gemeinsamkeiten zwischen Fingerhut und Hummel?
«Beides sind Lebewesen», meinte ein Schüler, dem ich diese Frage stellte. Wie recht er hat! Pflanzen und Tiere, Pilze und Bakterien sind Angehörige der belebten Natur auf unserem Planeten. Sie nutzen, zusammen mit uns, den Boden, die Luft und das Wasser. Daher ist die Feststellung des Jungen in keiner Weise banal und es muss zwangsläufig biologische Gemeinsamkeiten zwischen den beiden so unterschiedlichen Gruppen an Geschöpfen geben. Mehr noch, Pflanzen, Tiere und der Mensch müssen vor sehr langer Zeit einen gemeinsamen Vorfahren gehabt haben; die Kreationisten mögen mir verzeihen. Wissenschaftler gehen davon aus, dass vor 1,6 Milliarden Jahren der Stamm der Tiere sich vom Stamm der Pflanzen trennte und dass der gemeinsame Vorfahre ein einzelliges Wesen war, ähnlich den vielen Einzellern, die heute noch in Wassertümpeln und im Meer leben. Damals gab es überhaupt nur Einzeller. Das hat ein interessantes Detail zur Folge: die Mehrzelligkeit – alle größeren Organismen dieser Welt bestehen aus einer Vielzahl von Zellen, bei Ihnen sind es rund zehntausend Milliarden – hat sich im Laufe der Evolution zweimal entwickelt. Einmal im Tierreich und einmal im Pflanzenreich.
Ein gemeinsamer Ursprung führt zwangsläufig zur größten Gemeinsamkeit zwischen Pflanze und Tier. Gemeint ist der Aufbau der Erbanlagen, die in den Chromosomen verpackt sind. Pflanzliche und tierische DNA sind genau nach demselben Muster gestrickt und sie werden bei jeder Zellteilung auf dieselbe Art und Weise kopiert. So schreibt der Physik-Nobelpreisträger Erwin Schrödinger (1887–1961) in seinem kleinen Büchlein «Was ist Leben?»:
«Wenn wir die Struktur der Chromosomen einen Code nennen, so meinen wir damit, dass ein alles durchdringender Geist, dem jegliche kausale Beziehung sofort offenbar wäre – wie Laplace ihn sich einmal vorgestellt hat –, aus dieser Struktur voraussagen könnte, ob das Ei sich unter geeigneten Bedingungen zu einem schwarzen Hahn, einem gefleckten Huhn, zu einer Fliege oder Maispflanze, einer Alpenrose, einem Käfer, einer Maus oder zu einem Weibe entwickeln werde.»
Was Schrödinger anspricht, ist der universale genetische Code, das Alphabet der Gene. Bei allen Unterschieden zwischen Pflanze und Tier, auf zellulärer und molekularer Ebene sind die Gemeinsamkeiten geradezu verblüffend. Hier funktioniert ein kolossales Nashorn gar nicht so verschieden wie das Gras, das es mit seinem breiten Maul abweidet. Es ist nicht nur derselbe Aufbau der DNA, sondern auch dieselbe Art und Weise, wie die Gene der DNA gelesen und ihre Informationen umgesetzt werden – derselbe biochemische und komplexe Vorgang, bei denen bestimmte Eiweißstoffe eine Arbeitskopie eines Genes anfertigen, die als Vorlage für die Herstellung neuer Eiweiße dient.
Diese Ähnlichkeit, fast schon Übereinstimmung, der biochemischen Vorgänge in den Zellen von Pflanzen und Tieren zeigt, dass das Leben auf der Erde nur einmal entstanden sein kann. Die ersten Lebewesen traten vor etwa 3,8 Milliarden Jahren auf die Bühne, und seither ist unser Planet ein Ort der Biologie geworden.
Pflanzen haben darüber hinaus noch viele weitere Gemeinsamkeiten mit Tieren: Auch Pflanzen haben Hormone und Sex, Pflanzen können ebenso wie Tiere unter Stress leiden, krank werden, und auch bei Pflanzen kommen Missbildungen vor.
Pflanzen und Tiere verbindet darüber hinaus die Tatsache, dass beide gezeugt werden und eines Tages sterben. Diese Gemeinsamkeit hat nichts mit der Anatomie und Biologie des Individuums zu tun, sondern mit den Aspekten, die für die Anbieter von Lebensversicherungen und für die Wirtschaft gleichermaßen von Bedeutung sind: Geburtenrate, Sterberate, Einwanderung, Auswanderung. Also all die Dinge, die eine Gemeinschaft vieler Individuen, eine Population, auszeichnen. Man sucht einen Partner, man paart sich, man zieht Junge auf und sichert so den Fortbestand der Art. Dieselben Mechanismen des Bevölkerungswachstums zeigen auch Pflanzen. Partnersuche und Paarung heißen bei ihnen einfach Bestäubung und Befruchtung, Junge aufziehen einfach Samen verbreiten. Der britische Nationalökonom Thomas Robert Malthus (1766–1834) machte in seinem «Aufsatz über das Prinzip von Populationen» bereits auf die gemeinsamen Mechanismen des Populationswachstums bei Pflanzen und Tieren – und beim Menschen – aufmerksam, nämlich dass Raum und Nahrungsangebot nicht unendlich sind und deshalb das Populationswachstum begrenzt wird. Folglich können nicht alle Nachkommen groß werden. Wie aktuell die Gedanken von Malthus heute sind! Er schreibt: «Die Keime des Lebens auf dieser Erde, mit überreichlich viel Nahrung und Platz, würden im Laufe von ein paar Tausend Jahren Millionen von Welten füllen.» Ein enormes Vermehrungspotential einer jeden Art, das in der Realität stark begrenzt wird, das gilt für Pflanzen und Tiere gleichermaßen.
ARTENREICHTUM
1.Wie viele Pflanzenarten gibt es?
Die folgenden Ausführungen werden vielleicht ein klein wenig theoretisch anmuten. Aber wie sagte der österreichische Jurist Joseph Unger: «Es gibt keine trockene Wissenschaft. Es gibt nur trockene Gelehrsamkeit und trockene Gelehrte.» Von Zahlen soll hier die Rede sein, genauer gesagt, von der Anzahl der Pflanzenarten.
Was denken Sie, wie viele verschiedene Pflanzenarten es auf der Welt gibt? Die wenigsten Menschen haben davon eine Ahnung, wie eine kürzliche Studie der Universität Zürich zeigte. Die Biologin Petra Lindemann-Matthies und ihre Mitarbeiterin machten in Zürich eine Umfrage zu diesem Thema und fragten Leute in der Stadt, wie viele Pflanzenarten denn ihrer Meinung nach in der Schweiz und weltweit vorhanden seien? Sie machen sich keine Vorstellung von den riesigen Unterschieden in den Antworten! Die Schätzungen für die Schweiz reichten von gerade einmal hundert Arten bis zu vier Milliarden, den weltweiten Bestand vermuteten die Befragten von zweihundert Arten bis zu tausend Billionen – eine wahrhaft astronomische Zahl.
Eine markante Wissenslücke, die im Zeitalter der Biodiversität erstaunlich ist. Hier sind die Zahlen: In der Schweiz wachsen etwa 3000 Wildpflanzenarten, weltweit sind es schätzungsweise 300.000 Arten. Sie sehen, selbst Wissenschaftler kennen die genaue Anzahl nicht und können sie nur schätzen. Sie entdecken laufend neue Arten, etwa die neue Azalee (Rhododendron heterolepis), die französische Botaniker 2010 in den unzugänglichen Bergen Neuguineas entdeckten. Oder der spektakuläre Neufund einer urtümlichen Baumart in den australischen Blue Mountains, der Wollemi-Kiefer (Wollemia nobilis), die ein Ranger 1994 entdeckt hat. Wissenschaftler stellen aber auch fest, dass laufend Arten aussterben und für immer von der Erde verschwinden. Angesichts dieser Dynamik verwundert es nicht, dass eine genaue Buchführung über die globale Artenvielfalt kaum möglich ist. Die Tatsache, dass immer noch neue Arten entdeckt werden können, legt den Schluss nahe, dass wir noch nicht über die gesamte Artenvielfalt im Bilde sind. Daher gibt es zwei Sorten von Artenzahlen: die Anzahl erfasster und beschriebener Arten einerseits und die Gesamtanzahl existierender Arten andererseits. Lässt sich Letztere wenigstens annäherungsweise angeben? Wie viele Arten sind es insgesamt, die den Planeten Erde mit uns teilen?
Die Diskrepanz zwischen der Anzahl beschriebener und katalogisierter Arten einerseits und der geschätzten Gesamtzahl an Arten andererseits ist bei bestimmten Gruppen an Lebewesen erstaunlich groß. Wussten Sie zum Beispiel, dass 90 Prozent der Arten in den Ozeanen noch gar nicht bekannt sind? Oder dass bei den Insekten noch Millionen von Arten auf ihre Entdeckung warten? Doch da stellt sich zuerst einmal die Frage, wie Biologen überhaupt zur Anzahl der Arten kommen.
Diese wird durch Hochrechnungen ermittelt, vergleichbar mit den vorläufigen Wahlergebnissen, die das Fernsehen nach einer Wahl präsentiert. Der britische Zoologe Robert May von der Oxford University war einer der Ersten, der sich mit solchen Schätzungen auseinandersetzte. Er veröffentlichte 1988 in der renommierten Fachzeitschrift Science einen Artikel, der einen sehr schlichten Titel trug: «Wie viele Arten gibt es auf der Erde?»
Auch wenn May Zoologe ist, möchte ich hier seine Gedankengänge kurz zusammenfassen. May hatte versucht, eine empirische Beziehung zwischen der Anzahl bekannter Arten und der Größe der Tiere verschiedener Tierstämme zu erstellen. Wenn Sie in einem Zoo die Vielfalt der Tierwelt bewundern, schlendern Sie vielleicht an den Gehegen mit Elefanten oder Löwen vorbei, zwei verschiedene Arten an Säugetieren, und besuchen anschließend ein Aquarium mit Fischen und Wirbellosen, vielleicht auch ein Insektarium mit einer Vielzahl von Krabbeltieren. Denken Sie einmal über die unterschiedliche Größe der Tiere nach und machen Sie die Probe aufs Exempel. Welche wirklich großen Tiere kennen Sie? Natürlich den Elefanten, die Giraffe, das Nashorn, das Nilpferd, vielleicht noch den Blauwal. Und wie viele kleine Krabbeltiere bringen Sie zusammen? Ameise, Biene, Essigfliege, Hummel, Küchenschabe, Libelle, Motte, Stechmücke, Stubenfliege, Wespe, Zikade, um nur einige zu nennen. Die meisten der aufgezählten Namen stehen aber nicht für einzelne Arten, sondern für Gruppen von Arten, die einander ähnlich sind; der Systematiker spricht von Gattungen. Bei den Elefanten unterscheiden Zoologen drei verschiedene Arten, den Afrikanischen, den Indischen und den Wald-Elefanten. Bei den Ameisen aber sind es 15.000 Arten! Je kleiner, desto vielfältiger, das gilt für das gesamte Tierreich. Nun ist es aber so, dass bei den Insekten vergleichsweise wenige Arten bekannt sind, viel weniger, als sich aufgrund der Beziehung zwischen Körpergröße und Anzahl der Arten ergeben würde. Das legt den Schluss nahe, dass viele Insektenarten noch gar nicht entdeckt wurden.
Und wie steht es um die Pflanzen? Gibt es auch hier eine Beziehung zwischen Größe und Artenzahl?
«Im Pflanzenreich gibt es genau die gleiche klare Beziehung zwischen Anzahl der Arten und der Körpergröße», erklärt Wilhelm Barthlott, Professor für Botanik an der Universität Bonn. Er hat nicht nur den Lotuseffekt wasserabweisender Blätter untersucht, sondern beschäftigt sich auch mit der globalen Verteilung der pflanzlichen Artenvielfalt. Als Beispiel greift er eine Pflanzenfamilie heraus, deren Arten durch ihr kugeliges oder fassförmiges Aussehen besonders körperlich erscheinen: die Kakteengewächse. Die Familie umfasst etwa 1400 verschiedene Arten, die natürlicherweise nur in der Neuen Welt vorkommen. Von kleinen kugeligen Kakteen sind viel mehr verschiedene Arten bekannt als etwa von kürbisgroßen Kugelkakteen. Und nur zwei Arten erlangen Baumhöhe. Der Armleuchterkaktus oder Saguaro (Carnegiea gigantea)
