Darwins Pflanzenforschung

Und es überkreuzt sich doch!

Von Cord Riechelmann
13.12.2008
, 16:00
Die Pflanzenwelt ist Darwins unbekanntere Heimat
Revolutionär war er nicht nur als Zoologe: In seinem Garten führte Charles Darwin Untersuchungen an Pflanzen durch, die unser Verständnis der Botanik umgestürzt haben.
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Dem 1903 auf Madagaskar entdeckten Schmetterling Xanthopan morgani praedicta war kein langes Leben beschieden. Nachdem man die Schwärmerform genauer untersucht hatte, musste man ihre Sonderstellung, die im Zusatz „praedicta“ – vorhergesagt – zum Ausdruck kam, wieder streichen. Der Schwärmer aus Madagaskar unterschied sich nicht von der auf dem afrikanischen Kontinent lebenden und schon länger bekannten Stammform.

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Preaedicta ist aber in mehrfacher Hinsicht ein schönes Beispiel, um in die weniger bekannten botanischen Arbeiten von Charles Darwin einzuführen. Seinen Namen verdankt der Schwärmer einer Prophezeiung Darwins aus dessen 1862 erschienener botanischer Studie „On the Variuos Contrivances by Which British and Foreign Orchids Are Fertilised by Insects“. Darin hatte Darwin die auf Madagaskar vorkommende Orchidee Angraecum sesquipedale beschrieben, die sich durch einen mehr als dreißig Zentimeter langen Dorn auszeichnet, an dessen Ende der Nektar liegt. Seine Vorhersage ging dahin, zu postulieren, dass es auf Madagaskar einen dazu passenden Schmetterling mit einem genauso langen Saugrüssel geben müsse.

Pflanzen zwischen Selbst- und Fremdbefruchtung

Das wurde lange belächelt, doch als man vier Jahrzehnte später Praedicta entdeckte, war der Saugrüssel tatsächlich so lang, Darwin allerdings schon verstorben, so dass ihn die Genugtuung über seine richtige Prognose nicht mehr erfreuen konnte. Der Spott, mit dem man Darwin wegen seines postulierten Saugrüsselschmetterlings lange bedachte, zeugt aber davon, in welche Situation er seine Orchideenstudie hinein schrieb, deren Kernaussage im überzeugend dargestellten Nachweis zu finden ist, dass es bei Pflanzen eine starke Tendenz zur Fremdbefruchtung gibt.

Das war selbst 1862 noch gegen die gängige Meinung in der Botanik geschrieben. Es war zwar seit Carl von Linné bekannt, dass Pflanzen weibliche (Stempel) und männliche (Staubblätter) Geschlechtsorgane haben. Da die meisten Blütenpflanzen aber Zwitter sind, also gleichermaßen Stempel und Staubblätter aufweisen, hielt man die Selbstbefruchtung für das Normale und die Fremdbefruchtung für die Ausnahme.

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Wie kommt Pflanze zu Pflanze?

Selbstbefruchtung konnte für Darwin aber kein akzeptabler Mechanismus in der Pflanzenwelt sein. Denn wie sollten die verschiedenen Pflanzenindividuen in die Welt kommen, die die Voraussetzung für die Wirkkraft der natürlichen Selektion sind, wenn sich Pflanzen immer nur selbst befruchten und damit bleiben, was sie waren? Nur Fremdbefruchtung durch Insekten oder andere Tiere konnte Überkreuzbefruchtung zwischen verschiedenen Individuen einer Pflanzenart sicher gewährleisten. Da Darwin aber eine Schwäche für Bohnengewächse hatte – eine seiner ersten kleinen botanischen Arbeiten, 1858 im „Gardeners Chronicle“ veröffentlicht, trug die Kidney-Bohne im Titel – und Bohnen sich in der Regel selbst bestäuben, stand er vor einem wirklichen Problem. Wie kommt die andere Pflanze, das andere Individuum in das zwitterige Leben?

Diese Frage, die er bereits 1837 in seinem Notizbuch notierte, ließ ihm keine Ruhe, und so begann er 1840 in seinem großen Garten ums Down House und in den dazugehörigen fünf Gewächshäusern, intensive und langwierige Versuche mit Pflanzen durchzuführen. Darwin arbeitete dabei systematisch mit Azaleen, Rhododendren, Primeln, Weiderich und natürlich Bohnen. Man muss ihn sich dabei als Pollensammler, Pollenverteiler, Umtopfer und Pflanzenvermesser vorstellen, der ständig den Nachwuchs und Ertrag von selbst- und überkreuzbefruchteten Primeln und Bohnen verglich.

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Erster Verhaltensbiologe der Botanik

Für solche Pflanzenarbeit war er wesentlich besser ausgebildet als für seine bekannteren Studien zu den unvermeidlichen Darwinfinken oder südamerikanischen Nandus. Von 1829 bis 1831 hatte Darwin regelmäßig die Botanikkurse von John Stevens Henslow besucht. Henslow, der Darwins väterlicher Freund wurde, war nicht nur für sein herausragendes pädagogisches Talent bekannt, er war auch ein großer Naturalist, der seine Kurse mit ausufernden botanischen Exkursionen anreicherte und seine Studenten Pflanzen bestimmen, sammeln und kartieren ließ – eine Leidenschaft, die auch Darwin packte und nie mehr loslassen sollte. So wurde der Schüler später nicht nur zum Züchter und Umtopfer, sondern auch zum ausdauernden Pflanzenbeobachter.

Nur wenig übertrieben kann man Darwin zum ersten Verhaltensbiologen der Botanik ernennen. Sein 1875 erschienenes Buch über „Die Bewegungen und Lebensweise der kletternden Pflanzen“ war ein erster Höhepunkt der Forschung mittels Verhaltensstudien an Pflanzen. Wobei es sich für den oft kränkelnden Darwin als günstig erwies, dass sich die kletternden Rankengewächse nur von oben nach unten bewegten und nicht von rechts nach links. So konnte er sie von seinem Krankenbett aus studieren, ohne sich selbst bewegen zu müssen.

Die Spannung des Langweiligen

Noch im selben Jahr erschien dann auch sein zweites und bis heute in der Botanik grundlegendes Buch zum Pflanzenverhalten. In den „Insektenfressenden Pflanzen“ verbindet Darwin experimentelle und beschreibende Studien zum „Fressverhalten“ mit morphologischen und physiologischen Studien. Besonders angetan hatte es ihm dabei der Rundblätterige Sonnentau, Drosera rotundifolia. Dieser Sonnentau gehörte zu den drei in Europa vorkommenden Arten der Gattung, und Darwin konnte selbst auf Spaziergängen in der Umgebung beobachten, wie die Pflanze mit den Tautropfen an der Sitze ihrer Tentakel kleine Insekten anlockt, festhält und verspeist.

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Mit diesen beiden Büchern von 1875 beginnen Darwins produktivsten Jahre in der Botanik, und dass er die Bücher so spät herausbrachte, hatte mit einem bis heute virulenten Problem zu tun: Pflanzen gelten in den Medien und beim Publikum im Vergleich zu Tieren als weniger spannend. Für den medienbewussten und publikationstaktisch denkenden Darwin war mit dem Erfolg der „Entstehung der Arten“ und teilweise auch mit seinem Orchideenbuch der Platz in der Öffentlichkeit gesichert, so dass er sich danach, ohne weiterhin den Druck zu verspüren, die öffentliche Wahrnehmung fesseln zu müssen, dem Langweiligen hingeben konnte. Was jetzt publizistisch kam, hatte keine mit Orchideenblüten kopulierenden Wespen oder Insekten verspeisende Pflanzen mehr zu bieten, dafür waren fortan die experimentelle Befunde zuständig.

Grundkurs Botanik

In „Die Wirkungen der Kreuz- und Selbst-Befruchtung im Pflanzenreich“ (1876) konnte Darwin nachweisen, dass selbst bei seinen geliebten Bohnen die kreuzbefruchteten Individuen kräftiger und fruchtbarer waren. Den Nachweis, dass Überkreuzbefruchtungen einen biologischen Vorteil gegenüber Selbstbefruchtungen darstellen, hatte Darwin damit auch für solche Pflanzen geführt, die nicht auf Insekten angewiesen waren.

Es blieb allerdings noch die Frage zu beantworten, wie zwitterige Pflanzen mit Insektenbestäubung ihre Selbstbefruchtung zu verhindern verstehen. Dazu veröffentlichte Darwin im Jahr 1877 seine grundlegende Studie „Die verschiedenen Blütenformen der Pflanzen der nämlichen Arten“. Bei der Schlüsselblume (Primula elatior) zum Beispiel hatte er festgestellt, dass es Pflanzen mit langem Griffel gibt, bei denen die Narbe oberhalb der Pollensäcke steht, und auch Individuen mit kurzem Griffel, deren Narbe unterhalb der Pollensäcke zu finden ist. Befruchten können diese beiden Typen sich nur gegenseitig – die kurze die lange und umgekehrt. Eine Tatsache, die noch heute zum Grundkurs Botanik gehört, allerdings fast immer, ohne dass dabei noch der Name Darwin erwähnt würde.

Quelle: F.A.Z.
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