Kannenpflanzen optimieren ihre tödlichen Becken für maximalen Fleischverzehr

Die fleischfressende Kannenpflanze Nepenthes Rafflesiana Die Pflanze muss ihren Flüssigkeitsspiegel unabhängig vom Wetter aufrechterhalten. Diese Verdauungssäfte sind für das Fangen und Zersetzen der Beutetiere der Pflanze von entscheidender Bedeutung, und nun haben Wissenschaftler erstmals in der Fachzeitschrift „The Biologica“ veröffentlicht, dass … Annals of Botany habe das gezeigt N. rafflesiana besitzt die Fähigkeit, das Flüssigkeitsvolumen im Pitcher in Abhängigkeit von den Spielfeldbedingungen zu regulieren wie beispielsweise Überschwemmungen bei Starkregen und Verdunstung bei Trockenheit.

Durch die Regulierung des Kannenflüssigkeitsstands auf diese Weise können die Pflanzen ihren Beutefangerfolg angesichts wechselnder Wetterbedingungen aufrechterhalten und optimieren.

„Diese aktive Kontrolle ist eine bisher unbekannte Anpassung der Kannenpflanzen an ihre exponierten Lebensräume“, schreiben Andrew et al. Annals of Botany„Die Kannen halten den Flüssigkeitsstand aktiv im mittleren Bereich, indem sie ihn durch die Abgabe und Aufnahme von Wasser regulieren.“

Um zu testen, ob Kannenpflanzen ihren Flüssigkeitsspiegel regulieren können, untersuchten Andrew et al. die oberen Kannen von N. rafflesiana in ihrem natürlichen Lebensraum Brunei, Nordborneo. Sie maßen die natürlichen Schwankungen des Kannenflüssigkeitsstands und deren Auswirkungen auf den Jagderfolg sowie den Einfluss des Kannenalters auf den Flüssigkeitsstand.

„Um die Fähigkeit von Pflanzen zu testen, auf Veränderungen des Flüssigkeitsstands zu reagieren, simulierten wir experimentell Überschwemmungen, indem wir Wasser in Kannen füllten, und Verdunstung, indem wir den Inhalt durch ein kleineres Volumen konzentrierter Kannenflüssigkeit ersetzten“, schreiben Andrew et al. „Um die Fangeffizienz zu messen, wurde eine Kolonie von Polyrhachis triaena Ameisen (eine häufige Beute von N. rafflesiana) wurde am Untersuchungsort gesammelt.“

Andrew et al. stellten fest, dass frisch geöffnete Kannen stets etwa halbvoll waren, der Flüssigkeitsstand jedoch wetterabhängig schwankte: Bei Nässe stieg er an, bei Trockenheit sank er. Die Volumenänderungen waren in den Kannen jedoch deutlich geringer als in mit Wasser gefüllten Kontrollröhrchen. Dies deutet darauf hin, dass die Pflanzen das Volumen aktiv regulieren, vermutlich aufgrund eines Vorteils beim Beutefang.

Um den Einfluss des Volumens auf die Effizienz des Beutefangs zu messen, wurde eine Kannenpflanze von ihrer Pflanze entfernt und in einen Behälter mit einem P. triaena Andrew et al. veränderten das Volumen des Kannenbehälters schrittweise von 25 % auf 50 %, 75 % und 95 % seiner Kapazität, während die Ameisen sich frei um den Behälter bewegen und hineinfallen konnten. Bei jedem Volumenanteil beobachteten sie, wie viele von 20 Ameisen innerhalb von 10 Minuten aus dem Behälter entkommen konnten.

Sowohl niedrige als auch sehr hohe Flüssigkeitsstände wirkten sich nachteilig auf den Beutefang aus, wobei mittlere Flüssigkeitsstände die höchste Fangrate ergaben.

„Bei niedrigem Flüssigkeitsstand beobachteten wir, dass viele Ameisen in die Kanne fielen, aber an den trockenen Kannenwänden landeten und dann wieder in Sicherheit klettern konnten“, schreiben Andrew et al. „Im Gegensatz dazu beobachteten wir, dass sich mehrere Ameisen bei fast vollen Kannen waagerecht am Peristom [Rand] hochzogen und so entkommen konnten.“

Andrew et al. weisen darauf hin, dass die Vorteile eines mittleren Flüssigkeitsspiegels über die Verhinderung des Entweichens hinausgehen. Veränderungen der Flüssigkeitskonzentration durch Verdünnung oder erhöhte Konzentration hätten wahrscheinlich negative Auswirkungen auf die verschiedenen Bakterien und Arthropoden, die in der Flüssigkeit leben und beim Abbau größerer Beutetiere helfen. Daher wäre die Aufrechterhaltung eines stabilen Milieus für diese symbiotischen Arten vorteilhaft für die Verdauung der Kannenpflanze.

Andrew et al. zeigten jedoch, dass die Kannenpflanze mit zunehmendem Alter ihre Fähigkeit zur effizienten Regulierung des Flüssigkeitsspiegels verliert. Mittlere Flüssigkeitsspiegel, die für den Beutefang optimal sind, werden durch eine Kombination aus Wassersekretion und -absorption aufrechterhalten, doch ältere Kannenpflanzen sind weniger in der Lage, Flüssigkeit abzusondern.

„Diese verminderte Flüssigkeitssekretion könnte mit dem geringeren Beutefang bei älteren Kannenflüglern zusammenhängen.“ N. rafflesiana„Die Kontrolle des Flüssigkeitsstands ist in dieser Phase möglicherweise weniger entscheidend, da die Kannenpflanzen in erster Linie Nährstoffe extrahieren“, schreiben Andrew et al.

Schließlich stellten Andrew et al. fest, dass die Kannenmorphologie und der drüsenvermittelte Flüssigkeitstransport wichtig für die Aufrechterhaltung des Flüssigkeitsstands sind. Insbesondere der Deckel trägt dazu bei, die Menge an Regenwasser, die in die Kanne eindringt, zu reduzieren. Auch die Kannenform ist wahrscheinlich so optimiert, dass Verdunstung und Regenwasseraufnahme minimiert werden. Darüber hinaus können die Kannen Flüssigkeit dynamisch abgeben und aufnehmen, vermutlich mithilfe mehrzelliger Verdauungsdrüsen an ihrer Innenfläche und eines Ionenpumpenmechanismus.

Durch die Kombination dynamischer Flüssigkeiten mit allen anderen tödlichen Werkzeugen, die ihr zur Verfügung stehen, Nepenthes Rafflesiana kann die perfekte Falle für ein Abendessen stellen.

Die fleischfressende Kannenpflanze Nepenthes Rafflesiana Die Pflanze muss ihren Flüssigkeitsspiegel unabhängig vom Wetter aufrechterhalten. Diese Verdauungssäfte sind für das Fangen und Zersetzen der Beutetiere der Pflanze von entscheidender Bedeutung, und nun haben Wissenschaftler erstmals in der Fachzeitschrift „The Biologica“ (The Biologica) darüber berichtet, dass die Verdauungssäfte der Pflanze für die Aufnahme und Zersetzung der Beutetiere unerlässlich sind. Annals of Botany habe das gezeigt N. rafflesiana besitzt die Fähigkeit, das Flüssigkeitsvolumen im Pitcher an die jeweiligen Spielfeldbedingungen anzupassen, z. B. an Überschwemmungen bei Starkregen und Verdunstung bei Trockenheit.