Pflanzen sind unglaublich vielfältig, und das gilt auch für Botaniker! Botany One hat es sich zur Aufgabe gemacht, faszinierende Geschichten über die Pflanzenwelt zu verbreiten und stellt Ihnen auch die Wissenschaftler vor, die hinter diesen großartigen Geschichten stehen.

Heute haben wir Dr. Kenji Suetsugu Ein Pflanzenökologe und Professor an der Universität Kobe in Japan. Seine Forschung konzentriert sich auf die einzigartigen Beziehungen zwischen Pflanzen und anderen Organismen in ihrer Umwelt. Insbesondere untersucht Suetsugu Pflanzen, die die Photosynthese vollständig aufgegeben haben und stattdessen auf Partnerschaften mit Pilzen angewiesen sind – wissenschaftlich bekannt als mykoheterotrophe Pflanzen. Ihn fasziniert die Interaktion dieser bemerkenswerten Pflanzen mit ihren Pilzpartnern im Untergrund und mit Insekten über der Erde, beispielsweise den Bestäubern, die ihre Fortpflanzung unterstützen.

Ein Großteil seiner Forschung ist stark feldorientiert. Er verbringt oft längere Zeit in Wäldern, um Pflanzen in ihrem natürlichen Lebensraum sorgfältig zu beobachten und zu dokumentieren. Suetsugu ist fest davon überzeugt, dass wichtige Entdeckungen oft durch einfache Feldbeobachtungen entstehen, selbst in gut erforschten Ökosystemen. Im Laufe der Jahre hat dieser praxisorientierte Ansatz bedeutende Ergebnisse gebracht: Er hat neue, vor aller Augen verborgene Arten identifiziert und unerwartete biologische Phänomene aufgedeckt, wie beispielsweise die Fähigkeit von Stabheuschreckeneiern, den Durchgang durch den Verdauungstrakt von Vögeln zu überleben. Im Kern ist seine Arbeit von einer lebenslangen Leidenschaft für die Erforschung der verborgenen Geschichten der Natur getrieben und verbindet dabei die Neugier der Kindheit mit der Genauigkeit wissenschaftlicher Forschung.

Ein Forscher mit Brille und dunkelblauem Pullover hockt in einem dichten Wald und untersucht Pflanzen mit einer Handlupe. Er ist umgeben von Farnen, umgestürzten Baumstämmen, moosbedeckten Felsen und Laubstreu auf dem Waldboden. Die Umgebung ist ein Waldgebiet mit gemischter Vegetation und natürlichen Abfällen, wie sie für Waldökosysteme typisch sind.
Prof. Kenji Suetsugu untersucht sorgfältig den Waldboden während einer Feldstudie in Japan. Viele seiner überraschendsten Entdeckungen begannen dort. Foto: Hiroaki Yamashita.

Was hat Ihr Interesse an Pflanzen geweckt?

Lebewesen faszinieren mich seit frühester Kindheit. Schon als kleines Kind war ich viel mehr von Tieren und Pflanzen fasziniert als von Spielzeug. Ich verbrachte Stunden damit, Insekten im Garten zu beobachten oder in illustrierte Naturbücher zu vertiefen, anstatt mit den neuesten Geräten zu spielen. Im Japanischen werden die Namen vieler Organismen in Katakana geschrieben, einem unserer phonetischen Alphabete. Tatsächlich lernte ich Katakana lesen, bevor ich die Standardschrift Hiragana beherrschte – getrieben von dem Wunsch, die Namen der in diesen Büchern abgebildeten Lebewesen und Pflanzen zu verstehen.


Eine meiner denkwürdigsten frühen Begegnungen war mit Monotropastrum humile, allgemein bekannt als „Geisterpflanze” oder lokal als „silberner Drache„Pflanze. Ich erinnere mich noch genau daran, wie ich in der Grundschule bei einem Waldspaziergang eine Gruppe dieser geisterhaft weißen Pflanzen entdeckte. Ohne grüne Blätter wirkten sie wie aus einer anderen Welt. Ich war erstaunt, als ich erfuhr, dass diese Pflanze keine Photosynthese betreibt, sondern sich ausschließlich von Pilzen im Boden ernährt. Etwas so Außergewöhnliches in vertrauten Wäldern zu finden, erfüllte mich mit Ehrfurcht und verstärkte meinen Wunsch, die Geheimnisse der Natur zu entschlüsseln.

Zwei zarte weiße Blüten mit durchscheinenden, wachsartigen Blütenblättern wachsen aus hellen Stielen. Jede Blüte hat ein markantes, augenartiges Zentrum mit einem dunkelblauen Kern, umgeben von einem orangefarbenen Ring, der einen markanten Kontrast zu den weißen Blütenblättern bildet. Die Blüten wachsen auf dem Waldboden zwischen abgefallenen Blättern vor einem weichen, unscharfen natürlichen Hintergrund.
Die Geisterpflanze Monotropastrum humile sprießt aus dem Laubstreu und stellt den nicht-photosynthetischen „Silberdrachen“ dar, der Prof. Suetsugu schon in seiner Kindheit faszinierte. Foto: Kenji Suetsugu.

Was hat Sie motiviert, Ihrem aktuellen Forschungsgebiet nachzugehen?

Meine erste Begegnung mit einer nicht-photosynthetischen Pflanze hatte ich in der Grundschule, als ich die reinweiße Monotropastrum humile in einem nahegelegenen Wald. Das Staunen, das es auslöste, begleitet mich seither. Als ich an die Universität kam, konzentrierte ich meine Forschung auf nicht-photosynthetische Pflanzen, da sie durch den Verzicht auf Photosynthese bemerkenswerte symbiotische Beziehungen mit Pilzen und bestäubenden Insekten eingehen. Besonders faszinierte mich die Komplexität ihrer Lebensweise. Anders als typische Pflanzen können diese Arten keine Nahrung aus Sonnenlicht gewinnen, sondern sind vollständig auf symbiotische Partnerschaften angewiesen – sie gewinnen Nährstoffe aus Bodenpilzen und sind oft auf spezialisierte Insekten zur Bestäubung oder Samenverbreitung angewiesen.

Das Studium dieser Pflanzen ermöglichte es mir, ein breites Spektrum biologischer Interaktionen gleichzeitig zu erforschen, von Pflanzen-Pilz-Partnerschaften bis hin zu Pflanzen-Insekten-Beziehungen. Mykoheterotrophe Pflanzen dienen als Schnittstelle, an der verschiedene Organismen aufeinandertreffen und interagieren, manchmal kooperativ, manchmal antagonistisch. Ein Aspekt, der mich besonders faszinierte, war ihre Rolle als „Betrüger“ in mutualistischen Netzwerken, die Nährstoffe von Pilzen ohne Gegenleistung erhielten. Diese Besonderheit ihrer Biologie machte sie zu einem noch interessanteren Forschungsobjekt für ökologische und evolutionäre Forschung.

Welcher Teil Ihrer Arbeit im Zusammenhang mit Pflanzen gefällt Ihnen am besten?

Was mir besonders gefällt, ist der Nervenkitzel, durch sorgfältige Feldbeobachtung verborgene ökologische Zusammenhänge aufzudecken. Da Pflanzen in ständiger Interaktion mit anderen Organismen leben, führt das Studium der Pflanzen unweigerlich zur Erforschung des größeren Lebensnetzes.

Ein Fall, in dem botanische Forschung mit Entomologie in Berührung kam, entstand aus meinem Interesse an den Mechanismen der Samenverbreitung. Ich begann mich zu fragen, ob ähnliche Prozesse bei Insekten auftreten könnten, und nahm dabei Stabheuschrecken als Modell. Ihre Eier ähneln auffallend Samen, haben eine harte Schale und sind vergleichbar groß wie Pflanzensamen. Viele Pflanzen sind auf Vögel angewiesen, um ihre Samen zu verbreiten. Vögel fressen Früchte und scheiden die intakten Samen später weit entfernt von der Mutterpflanze aus. Ich stellte die Hypothese auf, dass, wenn ein Vogel eine Stabheuschrecke mit Eiern frisst, die Eier den Verdauungstrakt ähnlich wie Samen überstehen könnten.

Um dies zu testen, führten wir Fütterungsexperimente mit Vögeln und Stabheuschrecken durch. Bemerkenswerterweise stellten wir fest, dass einige Eier von Stabheuschrecken die Verdauung überstanden und nach der Ausscheidung erfolgreich schlüpften. Diese Entdeckung widerlegte die Annahme, dass die Jagd auf Insekten eine evolutionäre Sackgasse darstellt. Für diese flugunfähigen Insekten eröffnet der Transport im Inneren von Vögeln die Möglichkeit, weit entfernte Orte zu besiedeln, die sonst unerreichbar wären. Auch wenn es aus Sicht der Insekten keine angenehme Reise sein mag, bietet sie der Art bemerkenswerte neue Möglichkeiten zur Verbreitung.

Drei Eier einer Stabheuschrecke, vergrößert vor schwarzem Hintergrund fotografiert. Die Eier erscheinen goldbraun und durchscheinend und haben eine ovale bis tonnenförmige Form. Jedes Ei weist eine strukturierte, körnige Oberfläche und charakteristische Strukturmerkmale auf, darunter ein scheinbar deckelartiges Operculum (kappenartige Öffnung) mit sichtbarer Naht oder Kante. Die Eier weisen die charakteristische Morphologie von Gespenstschrecken-Eiern auf und weisen die für diese Insekten typischen komplexen Oberflächenmuster und speziellen Schlupfmechanismen auf.
Eier der Stabheuschrecke Ramulus Mikado Aus Vogelkot gewonnene Proben zeigen, dass sie den Verdauungstrakt unbeschadet überstehen. Foto: Kenji Suetsugu.

Gibt es bestimmte Pflanzen oder Arten, die Ihre Forschung fasziniert oder inspiriert haben? Wenn ja, was sind sie und warum?

Einer der aufregendsten Meilensteine ​​meiner Karriere war die Entdeckung einer völlig neuen Pflanzenart, die mit dem Organismus verwandt ist, der mich ursprünglich dazu inspiriert hatte, Botaniker zu werden: der Geisterpflanze. Jahrzehntelang galt Monotropastrum als monotypische Gattung, die aus einer einzigen weit verbreiteten Art bestand. Monotropastrum humilein Ost- und Südostasien. Obwohl gelegentlich Exemplare mit einem rosaroten Farbton anstelle des typischen Weiß beobachtet wurden, galten sie allgemein als bloße Farbvarianten. Ich war skeptisch und begann vor etwa zwanzig Jahren, diese rosa Formen zu untersuchen.

Dies führte zu einer zwei Jahrzehnte dauernden Untersuchung, bei der wir Geisterpflanzen aus Japan, Taiwan und anderen Regionen sammelten und ihre genetischen Profile sowie subtile morphologische, ökologische und phänologische Merkmale verglichen. Letztendlich war der Beweis eindeutig: Die rosa Form war nicht einfach eine Farbvariante, sondern eine eigenständige Art, die sich vor aller Augen versteckt hatte. Wir nannten sie Monotropastrum kirishimense, nach der Region Kirishima in Japan, wo es erstmals erkannt wurde.

Die Gelegenheit, eine neue Art jener Pflanze, die mein Interesse an der Botanik überhaupt erst geweckt hatte, formell zu beschreiben, war eine unbeschreibliche Freude. Interessanterweise … Monotropastrum humile kann mit einer Vielzahl von Pilzpartnern interagieren, die spät blühenden, rötlichen Monotropastrum Kirishimense parasitiert eine einzige Art von Russulaceae, die Monotropastrum humile nicht nutzt. In der biologischen Welt ist bekannt, dass Veränderungen der Nahrungsquellen die Artbildung vorantreiben können. Wenn sich Populationen einer Art an unterschiedliche Nahrungsressourcen anpassen, können ihre Nachkommen oft nicht von beiden profitieren, was zu reproduktiver Isolation führt. Im Fall von MonotropastrumDie „Nahrung“ besteht aus Pilzen und es scheint, dass die Divergenz der Pilzassoziationen die Entstehung dieser neuen Art vorangetrieben haben könnte.

Zarte rosa Blüten von Monotropastrum kirishimense, einer neu beschriebenen Geisterpflanzenart, ragen aus dem Waldboden. Die durchscheinenden, blassrosa Blüten wirken wachsartig und wachsen in kleinen Büscheln an kurzen Stielen. Die Blüten sind von dunkler Erde, abgefallenem Laub und Waldresten umgeben. Weitere rosa Blüten sind im Hintergrund sichtbar, aber unscharf.
Die neu beschriebene Geisterpflanze Monotropastrum kirishimense in voller Blüte, unterscheidet sich durch seine rosa Blüten von seinem weißblütigen Verwandten. Foto von Kenji Suetsugu.

Könnten Sie ein Erlebnis oder eine Anekdote aus Ihrer Arbeit erzählen, die Ihre Karriere geprägt und Ihre Faszination für Pflanzen bestätigt hat?

Einer der bemerkenswertesten Momente meiner Karriere ereignete sich während einer Umfrage unter Gastrodia foetida in einem schattigen Wald an einem Hang. Ich bemerkte Fruchtfliegen, die in die Blüten eindrangen und ihre Eier in den welken Blütenblättern ablegten. Neugierig geworden, untersuchte ich das Laub unter den Pflanzen und entdeckte winzige Larven, die sich von abgefallenem Blütengewebe ernährten. Mir wurde klar, dass ich Zeuge des ersten dokumentierten Falls von Ammenbestäubung bei Orchideen war, einem System, bei dem Pflanzen Insekten Brutstätten im Austausch für Bestäubungsdienste zur Verfügung stellen. Diese Entdeckung bestätigte meine Faszination für die Pflanzenbiologie in mehrfacher Hinsicht. Erstens verdeutlichte sie, wie selbst eine gründlich erforschte Familie wie die Orchidaceae völlig neuartige ökologische Strategien beherbergen kann. Zweitens führte sie vor Augen, wie einfache Neugier und Feldbeobachtungen lang gehegte Annahmen widerlegen können. Und schließlich spiegelte sie das wider, was ich an meiner Arbeit am meisten liebe: mit minimaler Ausrüstung schwachen Hinweisen nachzugehen und gelegentlich Entdeckungen zu machen, die bekannte Organismen in einem völlig neuen Licht erscheinen lassen.

Feldforschung ist für mich das Rückgrat biologischer Entdeckungen. Meiner Erfahrung nach liegen außergewöhnliche Entdeckungen oft in vertrauten Wäldern und Gärten verborgen. Zum Beispiel die Entdeckung von Monotropastrum kirishimense entstand nicht aus einem unerforschten Dschungel, sondern aus der sorgfältigen Untersuchung von Geisterpflanzen in gewöhnlichen japanischen Wäldern, die Botaniker bereits zu verstehen glaubten. Ähnlich entstand die Erkenntnis über die Verbreitung der Stabheuschrecken durch die Verknüpfung alltäglicher Phänomene – Vögel, Insekten und Samen –, die selbst im Garten beobachtbar sind. Kurz gesagt: Bahnbrechende Arbeit erfordert oft weder aufwendige Ausrüstung noch weit entfernte Expeditionen, sondern vielmehr die sorgfältige Beobachtung der subtilen Details der Natur und die Bereitschaft, vertraute Annahmen zu hinterfragen.

Welchen Rat würden Sie jungen Wissenschaftlern geben, die eine Karriere in der Pflanzenbiologie anstreben?

Mein Rat an angehende Botaniker (oder alle jungen Wissenschaftler) ist: Bleiben Sie neugierig und verbringen Sie so viel Zeit wie möglich in der Natur. Es gibt noch so viel Unbekanntes – selbst in Ihrem eigenen Garten – also gehen Sie niemals davon aus, dass alles erforscht ist. Wenn Sie ein Organismus oder eine Frage fasziniert, scheuen Sie sich nicht, ihr nachzugehen, auch wenn sie obskur oder herausfordernd erscheint. Oftmals entstehen die überraschendsten Durchbrüche, wenn man diesen „seltsamen“ Neugierden nachgeht.

Es ist auch wichtig, geduldig und beharrlich zu sein, denn die Natur gibt ihre Geheimnisse nicht nach unserem Zeitplan preis. Ich habe zwei Jahrzehnte damit verbracht, diese neue Pflanzenart zu entdecken – es hat sich absolut gelohnt, erforderte aber langfristiges Engagement. Ebenso bringt nicht jeder Tag im Feld eine erstaunliche Entdeckung, aber jede Stunde der Beobachtung fördert das Verständnis. Ein weiterer Ratschlag ist, offen und interdisziplinär zu bleiben – manchmal können Erkenntnisse aus einem Bereich der Biologie helfen, Rätsel in einem anderen zu lösen (meine Idee zur Samenverbreitung bei Stabheuschrecken ist ein gutes Beispiel). Und schließlich: Vergessen Sie nicht, den Prozess zu genießen und Ihr kindliches Staunen zu bewahren. Wenn Sie lieben, was Sie tun, werden Sie die Motivation finden, Schwierigkeiten zu überwinden, und Sie werden dabei andere inspirieren.

Was machen die Leute normalerweise falsch über Pflanzen?

Ein Fehler, dem ich oft begegne, ist die Vorstellung, Pflanzen seien passive, stille Objekte, die lediglich dem Licht entgegenwachsen. In Wirklichkeit sind Pflanzen dynamische Organismen, die ihre Umgebung wahrnehmen, ihre Chemie und Morphologie anpassen und sogar Partner für komplexe Symbiosen „aussuchen“. Meine Studien über mykoheterotrophe Orchideen zeigen, dass einige ihre Pilzwirte „betrügen“, indem sie unterirdische Netzwerke anzapfen, ohne etwas zu erwidern. Bestäubungsforschung, beispielsweise Studien über Fliegen, die in Gastrodia-Blüten brüten, zeigt, dass Pflanzen Tiere auf bemerkenswert raffinierte Weise rekrutieren und manipulieren können.

Ein weiterer Irrglaube ist, dass die Photosynthese alles Pflanzenleben definiert. Die Existenz rein mykoheterotropher Arten stellt diese Ansicht in Frage: Diese Pflanzen überleben in völliger Dunkelheit, indem sie sich ausschließlich auf Pilze verlassen. Auch die verborgenen mikrobiellen Gemeinschaften in der Rhizosphäre, die die Gesundheit, Ernährung und Evolution der Pflanzen prägen, werden oft übersehen. Das Erkennen dieser verborgenen Wechselwirkungen ist unerlässlich, um zu verstehen, wie Pflanzen wirklich leben und sich anpassen.

Carlos A. Ordóñez-Parra

Carlos (er/ihn) ist ein kolumbianischer Saatgutökologe, der derzeit an der Universidade Federal de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brasilien) promoviert und als Wissenschaftsredakteur bei Botany One und als Kommunikationsbeauftragter bei der International Society for Seed Science arbeitet. Sie können ihm auf BlueSky unter @caordonezparra folgen.