Kannenpflanzengewächse

Aquaplaning unter sechs Beinen

Wer auf einem nährstoffarmen Boden lebt, muss sich clevere Tricks einfallen lassen, um an das wichtige Element Stickstoff zu gelangen. Kannenpflanzen nutzen dafür einen Bringdienst, dessen Ameisenboten sie anlocken, fangen und verdauen. Seltsam ist nur, dass die Ameisen auf dem Kannenblatt abrutschen, obwohl sie gefahrlos an Glasscheiben entlang klettern können.

Sie sehen recht harmlos aus: die tropischen Kannenpflanzen und die deutschen Biologen. Mit den Augen einer Ameise betrachtet, sind beides gefährliche Spezies, deren verschieden gearteter Hunger – nach Nahrung und nach Erkenntnis – für die Sechsbeiner lebensbedrohlich ist. Während die Pflanze sich immerhin damit entschuldigen kann, dass sie für ihr Wachstum unbedingt auf die Nährstoffe im Insektenkörper angewiesen ist, vermag der Biologe lediglich vorzubringen, dass er gerne wüsste, wie die Pflanze an die Ameisen herankommt.

Sehr zum Leidwesen der Ameise ist sie das schwächste Mitglied in dieser Dreiecksbeziehung, und so haben Generationen von Forschern Heerscharen von Insekten mit aufmerksamen Augen beim Abrutschen in den grünen Schlund beobachtet. Allerdings ohne durchschlagenden Erfolg. Wieso rutschen die Ameisen ab? Liegt es am glatten Wachsüberzug der Kannenwände? An Haarzellen, die widerborstig nur den Weg in eine Richtung gestatten? Oder werden die Tiere gar chemisch betäubt? So richtig befriedigend vermochte niemand das Rätsel zu lösen.

Außerdem ist Kannenpflanze nicht gleich Kannenpflanze und Ameise nicht gleich Ameise. Die Pflanzen unterscheiden sich in Details ihrer Fangapparate, und die Insekten decken schon mit ihrer Größe den ganzen Bereich von winzig kleinen zu ziemlich stattlichen Arten ab. Aber kreuz und quer gilt, dass man schon ziemliches Glück haben muss, um den Sturz in das Verderben miterleben zu dürfen – aus Sicht des Wissenschaftlers gesprochen.

Diese Erfahrung machten so manche Biologen: Bei schönstem Beobachtungswetter im Wald von Borneo blieben die Fangkannen der Nepenthes-Pflanzen meist gähnend leer. Offenbar machten die Pflanzen ein schlechtes Geschäft – bezahlten sie doch die Ameisenbesucher brav mit süßem Nektar, ohne eine Gegenleistung zu erhalten. Aber dann kam der Regen und eine Stunde nach dessen Ende die Biologen. Und siehe da: Für die Kannenpflanzen war die Erntezeit angebrochen. Fast jede Ameise, die sich an die Mundöffnung traute, schlitterte in den Verdauungssaft. Die Feuchtigkeit sorgt also für das verhängnisvolle Aquaplaning unter den Insektenbeinen. Insekten-Aquaplaning ist damit ein wesentlicher Faktor der Fangstrategie von Kannenpflanzen.

Am Rande ihrer Öffnung sind die Blätter mit Strukturen besetzt, die einerseits Nektar produzieren, andererseits aber ungewöhnlich gut mit Wasser benetzbar sind. Ist dieser Untergrund trocken, können die Ameisen bei Reibungskräften im Bereich von zwanzig Millinewton gewohnt sicher darauf spazieren gehen. Insekten auf Erkundungstour werden den Nektar finden und die Stelle ihren Kollegen mitteilen. Die Kolonie nutzt die süße Quelle, nicht ahnend, an welchem Abgrund sie entlangwandert. Wird der Öffnungsbereich jedoch bei einem Regenguss oder eventuell durch Tau feucht, bildet sich ein hauchdünner Wasserfilm. Die Reibungskräfte sinken praktisch auf Null ab, kein Haftmechanismus der Ameisenfüße findet mehr Halt, und auch die zusätzlichen Krallen wirken nicht – es geht ab in den Verdauungssaft.

Der feuchtigkeitsabhängige Wechsel zwischen festem Boden und rutschiger Todesbahn dürfte für die Ameisen völlig überraschend und unberechenbar kommen. Sie werden die Kannenpflanze daher vermutlich nicht als gefährliches Gebiet einstufen und beim nächsten Regen mit neuen Arbeiterinnen in die gleiche Falle tappen. Einmal im mörderischen Saft angekommen, bleiben die kleinen Arten wegen der Oberflächenspannung gefangen. Größere Spezies schaffen es mitunter, nach oben zu klettern, wo sie oft wieder abrutschen. Ist die Beute abgestürzt, greift ein weiterer Mechanismus: Winzige Wachskristalle auf der Innenwand der Kanne verhindern, dass das Opfer wieder entkommt. Die Kriställchen brechen ab und verkleben die Haftkissen an den Insektenfüßen. Es gibt mithin nur eine Richtung: abwärts. Einigen gelingt aber dennoch die Flucht.

Insgesamt also ein cleverer Sieg der Kannenpflanze über die stickstoffreichen, aber dummen Ameisen. Mit einer bemerkenswerten Ausnahme: Camponotus schmitzi hat sich bemerkenswert an ein Leben mit der fleischfressenden Pflanze angepasst. Nicht nur, dass sie nicht auf dem schmierigen Rand ausrutscht, unbeschadet in dem Verdauungssaft tauchen und nach Belieben wieder aus der Falle klettern kann. Sie geht sogar so weit, sich besonders große Beutebrocken aus dem Saft zu fischen und selber zu verzehren.

Kannenpflanzen sind unberechenbar

Die Trichterfallen der Kannenpflanzenart Nepenthes rafflesiana typica arbeiten nur phasenweise höchst effektiv, während sie zu anderen Zeiten eine harmlose Nektarquelle für Insekten bilden. Dies könnte eine Strategie sein, um eine möglichst hohe Insektenausbeute zu erreichen, da ein Gewöhnungseffekt ausbleibt.

Die Fangquote der Kannenpflanze hängt davon ab, wie stark der Rand des Fangtrichters mit Feuchtigkeit benetzt ist – durch Regentropfen, kondensiertes Wasser oder Nektar, das aus speziellen Öffnungen im Peristom austritt. Unter vorteilhaften Bedingungen fängt die Pflanze bis zu achtzig Prozent der ursprünglich Nahrung suchenden Insekten wie Ameisen – die Hauptnahrung –, wobei der lockende Nektar gleichfalls wasserziehend ist und damit die Rutschbarkeit der Kanne erhöht. Trockene Perioden verhindern das Beutemachen dagegen ganz.

Womöglich steuern diese Kannenpflanzen auch aktiv ihre Nektarfreisetzung, um entsprechend mehr Wasser anzuziehen und die Kannenwände damit rutschiger zu machen. Das nahrhafte Sekret hätte damit eine zusätzliche mechanische Funktion, die über ihre Lockstoffwirkung weit hinausgeht.

Mit ihrer variablen Gefährlichkeit erinnert Nepenthes rafflesiana typica entfernt an einen tierischen Räuber, der darauf angewiesen ist, dass sein Jagdverhalten nicht vorhersagbar ist und die Beute sich nicht zu perfekt daran anpasst. Auf Grund ihres offenen Standorts schwankt der Feuchtegrad der Kannenwände beträchtlich, aber unregelmäßig, sodass sich Insekten nicht anpassen können. Zudem können Ameisen, die nach Nahrung suchen, dies bei Trockenheit gefahrlos tun und Artgenossen zur vermeintlich ergiebigen Quelle locken. Haben sich die Feuchtebedingungen zwischenzeitlich entscheidend verändert, fängt die Pflanze dann insgesamt mehr der Tiere.

Kloförmige Kannenpflanze goutiert Kot

In den Bergen Borneos wachsen zahlreiche Fleisch fressende Pflanzen, die wegen der Nährstoffarmut vor Ort auf die im Pflanzenreich eher unübliche tierische Kost ausweichen mussten. Nepenthes rajah, eine der weltweit größten Kannenpflanze fängt und verdaut nicht lebende Tiere, sondern bevorzugt deren Kot. Um ihn aufzufangen, hat sie entsprechend große Kannen entwickelt.

Wegen der Größe der Kannen wurde vermutet, dass die Art sich nicht nur auf große Insekten beschränkt, sondern womöglich sogar ausgewachsene Spitzhörnchen und Nagetiere fängt und verzehrt. Immerhin wurden bereits einzelne Säuger auf dem Kannenrand sitzend beobachtet, die von nektarartigen Ausscheidungen des Kannendeckels angelockt worden waren. Doch bislang sprach außer Anekdoten wenig Greifbares für die These. Stattdessen konnte beobachtet werden, dass die Spitzhörnchen bisweilen ihren Kot in den Kannen hinterlassen, die tatsächlich so aufgebaut sind, dass sie wie eine natürliche Kloschüssel fungieren. Der Durchmesser ausgewachsener Kannen ist nämlich genau so groß, dass die Säuger darauf sitzen können, wenn sie den Nektar vom Deckel abschlecken. Dabei defäkieren die Tiere häufig, um ihr Revier zu markieren – und verschaffen damit der Pflanze dringend benötigte Nährelemente wie Stickstoff.

Womöglich leben auch andere Kannenpflanzen in einer solcherart mutualistischen Beziehung: Besuche von Spitzhörnchen und Nagern sind auch von weiteren Arten bekannt. Eventuell ermöglicht dies den Gewächsen das Überleben im Hochgebirge, wo Insekten und andere Arthropoden wegen der kühlen Bedingungen rar sind. Im Tieflandregenwald von Borneo wurde aber auch mehrfach festgestellt, dass Fledermäuse in den Gefäßen von Nepenthes schlafen – auch dabei fällt häufig Kot als Nahrungsquelle ab. Unsere Sichtweise der gemeinhin als Fleisch fressend geltenden Kannenpflanzen könnte sich im Angesicht dieser Erkenntnisse nun wohl etwas ändern.