Venusfliegenfalle: Zellwände werden blitzschnell weich

Die Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula) ist berühmt für ihr blitzschnelles Zuschnappen, wenn ein Insekt ihre Härchen berührt. Lange rätselten Wissenschaftler, wie die Pflanze das schafft – schließlich sind Pflanzen normalerweise eher träge. Ein Team um Yoël Forterre von der Universität Aix-Marseille hat nun einen entscheidenden Mechanismus entschlüsselt: Die Zellwände an der Außenseite der beweglichen Blätter werden innerhalb von Sekunden weich, sobald ein Insekt in die Falle krabbelt. Dadurch kann sich das „Maul“ verformen und zuschnappen. Die Studie wurde im Fachmagazin „Science“ veröffentlicht.

Simon Poppinga, Biomechaniker und Leiter des Botanischen Gartens der Technischen Universität Darmstadt, nennt die Arbeit „atemberaubend und sehr elegant“. Zwar sei bekannt, dass Pflanzen ihre Zellwände lockern, wenn sie wachsen – aber dieser Prozess laufe normalerweise viel langsamer ab. Dass Zellen derart rasch weich werden, habe man bei Pflanzen bisher nicht beobachtet.

Bereits 2005 hatte Forterres Team gezeigt, dass die beiden Lappen der Falle im offenen Zustand nach außen gekrümmt und unter Spannung stehen. Wenn ein Insekt auftaucht, wird diese Spannung plötzlich freigesetzt – die Lappen klappen nach innen um, und die Falle schließt sich in nur einer Zehntelsekunde. Lange war unklar, wie genau das geschieht. Zwei Hypothesen standen im Raum: Entweder wandert Wasser von der Innenseite zur Außenseite der Blätter, oder die starren Zellwände der Außenseite werden plötzlich weicher. Forterres Experimente bestätigen nun die zweite Hypothese. Wasser bräuchte 30 bis 150 Sekunden, um durch das Blatt zu wandern – viel zu langsam für das Zuschnappen.

Noch ist nicht geklärt, was genau die Zellwände weicher macht. Eine Idee: Die Pflanze setzt einen Cocktail aus Enzymen frei, der die Verbindungen zwischen den Fasern und der gelartigen Matrix der Zellwände schwächt. Forterre hofft, dies bald zu verstehen. Die Entdeckung könnte nicht nur helfen, andere Vorgänge im Pflanzenreich besser zu verstehen, sondern auch die Entwicklung flexibler Roboter voranbringen, die ähnliche Mechanismen nutzen.