Ultraschnelle Saugfallen lassen Beutetieren keine Chance

Der Wasserschlauch (Utricularia spp.) ist die artenreichste Gattung fleischfressender Pflanzen. Er fängt und verdaut Beutetiere, zumeist kleine Krebstierchen, mithilfe nur weniger Millimeter großer, blasenförmiger Saugfallen.

Die Funktionsweise dieses im Pflanzenreich einzigartigen Fangsystems fasziniert Wissenschaftler bereits seit Darwins frühen Arbeiten an fleischfressenden Pflanzen. In einem Kooperationsprojekt zwischen der Plant Biomechanics Group vom Botanischen Garten der Universität Freiburg unter der Leitung von Prof. Dr. Thomas Speck und dem Laboratoire de Spectrométrie Physique von der Universität Grenoble wurde dieser Beutefangmechanismus erstmals biophysikalisch im Detail untersucht. Die Ergebnisse wurden in der aktuellen Online-Ausgabe der Proceedings of the Royal Society vom 16. Februar 2011 veröffentlicht.

Die Falle des Wasserschlauchs ist mit Wasser gefüllt, welches durch Drüsen herausgepumpt wird. Hierdurch wird ein Unterdruck im Falleninnern erzeugt und elastische Energie in den Fallenwänden gespeichert. Eine Tür, an welcher sich vier hervorstehende Auslösehaare befinden, verschließt den Falleneingang wasserdicht. Werden diese Haare von einem Beutetier berührt, so öffnet und schließt sich die Fallentür im Bruchteil einer Sekunde, und die gleichzeitig auftretende Entspannung der Fallenwand führt dazu, dass Wasser und Beutetier eingesaugt werden. Der Fangvorgang dauert weniger als eine Millisekunde und zählt somit zu den schnellsten bekannten Pflanzenbewegungen überhaupt.

Beutetiere werden mit bis zu 600facher Erdbeschleunigung eingesaugt, was ein Entkommen unmöglich macht. Die Deformation der Fallentür umfasst eine komplette Umkehr der Krümmung, die in mehreren Schritten abläuft. Diese ultraschnelle, komplexe und zugleich genaue und sich vielfach wiederholende Bewegung wird durch spezielle Anpassungen der Fallentürstruktur ermöglicht. Die Forscher konnten diesen Vorgang unterstützend durch numerische Simulationen und theoretische Modelle nachweisen.

Veröffentlichung:
Vincent, O., Weißkopf, C., Poppinga, S., Masselter, T., Speck, T., Joyeux, M., Quilliet, C., Marmottant, P. (2011) Ultra-fast underwater suction traps. Proc. R. Soc. B (in press). doi:10.1098/rspb.2010.2292
Kontakt:
Prof. Thomas Speck
Plant Biomechanics Group,
Botanischer Garten der Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-2875
E-Mail: thomas.speck@biologie.uni-freiburg.de