Tropisches Beziehungsgeflecht

22. Mai 2012, 18:35
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Sie verbindet eine ungewöhnliche Gemeinschaft: Eine fleischfressende Pflanzenart auf Borneo bessert ihre Stickstoffversorgung mithilfe von Ameisen auf - Diese wiederum ernähren sich von Beute und Nektar der Pflanze

Die Torfsumpfwälder Bruneis im Nordwesten der Insel Borneo sind unwegsames Gelände. Der dichte Dschungel wird regelmäßig überflutet, der Boden ist tückisch. Zwischen den Baumwurzeln gibt es viele Löcher, und die sind oft von einer Falllaubschicht überdeckt, berichtet der französische Botaniker Vincent Bazile im Gespräch mit dem Standard. "Wir sind da regelmäßig reingestolpert."

Bazile ist als Wissenschafter an der Université Montpellier tätig und hat das besagte Gebiet als Mitglied eines internationalen Forscherteams mehrfach bereist. Das Interesse der Experten galt dabei einer besonderen fleischfressenden Pflanzenart, Nepenthes bicalcarata.

Die bis zu 20 Meter hohen Klettergewächse bilden auffällige Becherfallen. Sie sind mit einer wässrigen, sauren Flüssigkeit gefüllt und dienen dem Fang von Insekten. Die Fallen beherbergen aber auch speziell angepasste Lebensgemeinschaften aus Mückenlarven, anderen Wirbellosen und Bakterien. Ein skurriles Ökosystem in Miniaturformat.

Karnivore, also fleischfressende Pflanzenspezies, wachsen üblicherweise an nährstoffarmen Standorten wie etwa der einheimische Sonnentau (Drosera rotundifolia), der in Hochmooren gedeiht. Auf solchen kargen Böden sind vor allem biologisch verfügbare Stickstoffverbindungen Mangelware. Um dieses Defizit auszugleichen, haben fleischfressende Pflanzen ihre typische Überlebensstrategie entwickelt. Sie decken einen wesentlichen Teil ihres Stickstoffbedarfs aus Insektenprotein.

Lebensraum Becherfalle

Auch Borneos Torfsumpfwälder sind von Nährstoffarmut gekennzeichnet, und dementsprechend ist dort die Präsenz karnivorer Gewächse wie Nepenthes nicht überraschend. Was Fachleute jedoch schon seit Jahrzehnten fasziniert, ist eine Ameisenart, Camponotus schmitzi. Diese lebt ausschließlich in und auf den Becherfallen von N. bicalcarata. Die Tiere bauen ihre Nester im hoh-len Becherstiel. Ihre Nahrung beziehen die Ameisen einerseits aus zwei übergroßen Nektardrüsen, die über den Becheröffnungen hängen und Insekten anlocken. Andererseits jedoch fischen C. schmitzi auch bereits ertrunkene Beutetiere aus der Becherflüssigkeit heraus und verzehren diese praktisch an Ort und Stelle. Die Ameisen können dazu erstaunlich gut schwimmen und sogar tauchen.

Hochkomplexe Symbiose

Für die Forschung stellte sich allerdings die Frage: Profitiert N. bicalcarata von ihren sechsbeinigen Untermietern, oder sind die Ameisen nur Kleptoparasiten, diebische Schmarotzer? Vincent Bazile und seine Kollegen sind dem Phänomen im Rahmen einer aufwändigen Untersuchung auf den Grund gegangen. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden kürzlich im Internet-Fachjournal PloS One veröffentlicht. Demnach sind die Fleischfresserpflanzen und die Ameisen offensichtlich eine hochkomplexe Form der Symbiose eingegangen - zum beiderseitigen Nutzen.

Die Wissenschafter verglichen das Wachstum und den Gesundheitszustand von insgesamt 50 wildwachsenden N. bicalcarata. Die Mehrheit dieser Exemplare verfügte über Becherfallen, welche von C. schmitzi besiedelt waren: der Normalfall. "Es ist schwierig, unbewohnte Pflanzen zu finden" , erklärt Vincent Bazile. Auf manchen N. bicalcarata leben gleichwohl keine Ameisen, andere wiederum haben (noch) keine Becher gebildet.

Die Vergleiche zeigten, dass besiedelte Pflanzen deutlich mehr Blattmasse bilden als ameisenlose. Die Blätter der Ersteren haben zudem einen höheren Stickstoffgehalt. Offenbar verbessert C. schmitzi die Nährstoffzufuhr, auch wenn sie den Bechern Beute entzieht.

Arbeiterinnen mit Auftrag

Die Ursache für dieses scheinbare Paradoxon dürfte im Verhalten der Ameisen begründet sein. Die Arbeiterinnen verbringen einen Großteil ihrer Zeit in Lauerstellung unter dem Becherrand. Wenn aber ein Insekt aus der Falle zu entkommen versucht, greifen sie an. Die Ameisen beißen die Beute in deren Beine, bis das Tier wieder in die Tiefe stürzt. Abgesehen davon wurden die sechsbeinigen Helferinnen auch dabei beobachtet, wie sie Schimmelpilze und Verunreinigungen von der normalerweise spiegelglatten Randoberfläche entfernten. Kein Wunder also, dass besiedelte Becher wesentlich mehr Beutetiere enthalten als unbesiedelte.

C. schmitzi scheint für die Pflanzen indes noch weitere Serviceleistungen bereitzustellen. Der neuen Studie zufolge leiden bewohnte N. bicalcarata an den Knospen weniger unter Fraßschäden durch Rüsselkäfer. Noch wichtiger könnte allerdings die Unterstützung der Verdauungsleistung durch die Ameisen sein.

Diese fischen schließlich vor allem die größten Insekten aus der Becherflüssigkeit heraus, um sie anschließend zu zerlegen und zu fressen. Reste sowie Ameisenkot und tote C. schmitzi landen aber wieder in den Bechern. Dort werden sie wohl schneller als große Beutetiere zersetzt, und die in ihnen enthaltenen Stickstoffverbindungen werden effizienter von der Pflanze aufgenommen.

Die wahrscheinliche Existenz eines solchen Düngungsmechanismus konnten Bazile und seine Kollegen durch eine Analyse der Konzentrationen des Stickstoffisotops 15N aufzeichnen. Dem-nach stammen durchschnittlich 42 Prozent des im Blattmaterial enthaltenen Stickstoffs aus Ameisenabfall, und dieser Anteil steigt, je mehr besiedelte Becher eine Pflanze hat. (Kurt de Swaaf, DER STANDARD, 23.5.2012)

  • Ein gemachtes Nest findet eine Königin der Ameisenart Camponotus schmitzi im 
Becherstiel ihrer fleischfressenden Vermieter.
    foto: vincent bazile & laurence gaume

    Ein gemachtes Nest findet eine Königin der Ameisenart Camponotus schmitzi im Becherstiel ihrer fleischfressenden Vermieter.

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