Fleischfressern auf der Spur

Die fleischfressende Venusfliegenfalle kann mindestens bis fünf zählen – dieses Forschungsergebnis aus dem Team von Professor Rainer Hedrich ging Anfang 2016 weltweit durch die Presse. Auch für den Würzburger Pflanzenwissenschaftler selbst war das einer der aufregendsten Momente in seiner Karriere: Das sagt er in einem Interview mit dem Wissenschaftsblatt „Current Biology“ (Ausgabe 5. Dezember 2016).

Die Herausgeber des Blattes bitten regelmäßig Persönlichkeiten zum Interview, die ihrer Ansicht nach einen bleibenden Eindruck in der Wissenschaft hinterlassen haben. Hedrich hat nicht erst und nicht nur mit seiner vom Europäischen Forschungsrat geförderten Arbeit zum evolutionären Ursprung der fleischfressenden Pflanzen auf sich aufmerksam gemacht. Er veröffentlicht ständig neue Forschungsergebnisse in renommierten Journalen; oft geht es dabei um den Wasserhaushalt von Pflanzen und um deren Resistenz gegen Trockenheit.

Von der Neurobiologie zur Botanik

Der Würzburger Professor war nicht immer ein „Pflanzenfreak“. Als Student in Darmstadt und Göttingen interessierte er sich zunächst mehr für die Neurobiologie tierischer und menschlicher Zellen und für die Biophysik von Zellmembranen.

Doch die einschlägigen Kurse in Göttingen waren allesamt hoffnungslos ausgebucht. Also belegte er Lehrveranstaltungen der Botanik – und lernte dort, dass auch Pflanzen Sinne haben und damit auf Reize reagieren, wie er im Interview erzählt. Am spannendsten fand er die Bewegungen der pflanzlichen Schließzellen. Die sitzen paarweise an der Blattoberfläche und bilden verschließbare Poren, mit denen die Pflanze ihren Wasser- und Gasaustausch mit der Umgebung reguliert.

So studierte Hedrich in Göttingen die Bewegungen der Schließzellen und den damit verbundenen Austausch von Ionen über die Zellmembranen hinweg, als er ein Seminar des späteren Nobelpreisträgers Erwin Neher besuchte: Der stellte eine neue Technik vor, die er selbst entwickelt hatte, das Patch-Clamp-Verfahren. Damit lässt sich die Aktivität einzelner Ionenkanäle in Zellmembranen messen.

Skepsis in der Pflanzenwissenschaft

Das passte hundertprozentig zu den Fragen, mit denen Hedrich sich befasste, und führte ihn in Nehers Labor. Mit der neuen Technik wies er dort später nach, dass nicht nur Nervenzellen, sondern auch Pflanzenzellen Ionenkanäle haben. In der Neurobiologie und der Biophysik wurde diese Erkenntnis anerkannt, doch in der Pflanzenwissenschaft blieb man skeptisch.

Im Interview erinnert sich Hedrich, wie der Vorsitzende des Deutschen Botanischen Kongresses die Tagung 1984 in Wien mit sehr deutlichen Worten eröffnete: In Pflanzenzellen gebe es definitiv keine Ionenkanäle. Punkt. Es brauchte dann noch weitere Forschungserkenntnisse und mehrere Jahre, bis die Skepsis in der Botanik überwunden war.

Drei Fleischfresser im Erbgut-Vergleich

Heute steht fest, dass Pflanzen Ionenkanäle haben. Das gilt auch für die Venusfliegenfalle, wo die Kanäle unter anderem beim Beutefang eine Rolle spielen. Wie geht es weiter mit der Erforschung dieser Pflanze und der Frage, wo in der Evolution der Ursprung ihrer fleischfressenden Lebensweise liegt? Hedrich und sein Team planen, als nächstes das Erbgut der Venusfliegenfalle und ihrer Verwandten, der Wasserfalle (Aldrovanda) und des Sonnentaus (Drosera), zu vergleichen. „Das wird uns weitere Einblicke bringen, wie diese Arten miteinander verwandt sind und wie ihr gemeinsamer Vorfahr in der Evolution ausgesehen haben könnte“, so der Würzburger Professor.

Kontakt

Prof. Dr. Rainer Hedrich, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften der Universität Würzburg, T (0931) 31-86100, hedrich@botanik.uni-wuerzburg.de