Neu entdeckter Trick der Venusfliegenfalle

Zack! Wer ist nicht fasziniert vom blitzartigen Zusammenschlagen der «Fangeisen» der Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula)? Wer schon einmal versucht hat, den Klappmechanismus durch Berühren mit einem Halm selbst auszulösen, weiss, dass das Opfer sich schnell bewegen und die Sinneshaare berühren muss. Seit zweihundert Jahren fasziniert die Pflanze die Forscher. So haben sie längst ermittelt, dass das Beuteinsekt innerhalb einer halben Minute zweimal mindestens eines der Sinneshaare berühren muss, damit die Falle zuschnappt und ihre Verdauungssäfte auf es loslässt.

Robotik statt Stöckchenstupsen
Längst sitzen die Wissenschaftler nicht mehr geduldig mit Stöckchen stupsend neben der Pflanze. ETH und Uni Zürich wollten es jetzt nochmal ganz genau wissen und liessen empfindliche Kraftsensoren und Mikrorobotik-Systeme auf die Pflanze los. Damit konnten sie die Sinneshaare wieder und wieder mit genau definierten Geschwindigkeiten und Winkeln auslenken und die Kräfte messen. Mit den Daten erstellten sie ein mathematisches Modell. Es sollte zeigen, wann genau die Falle aktiv wurde. Das tat es auch.
Es sagte jedoch zusätzlich etwas Unerwartetes voraus: Die Falle müsste auch bei extrem langsamer Bewegung mit nur einer Berührung zuschnappen. Und tatsächlich: Die Beute muss gar nicht unbedingt schnell sein. Wäre ja auch dumm, wenn sich die Pflanze die nährstoffreiche Schnecke entgehen lassen würde, die gemächlich durch sie hindurchkriecht. Wie aber geht das?

Wie eine gespannte Blattfeder
Im offenen Zustand sind die Blatthälften der Venusfliegenfalle gekrümmt und stehen unter Spannung. Ähnlich wie eine gespannte Blattfeder. Die erste genügend starke Auslenkung eines Haares löst einen elektrischen Impuls aus. Sie stellt sozusagen die Falle scharf. Die zweite Berührung lässt die Falle erbarmungslos zuschnappen. Sie führt zu einer winzigen Änderung der Krümmung, die das «Fangeisen» zuschnellen lässt.
Verantwortlich für die nötigen elektrischen Impulse sind spezielle Kanäle in der Zellmembran, die geladene Teilchen aus der Zelle heraus- oder in sie hineintransportieren. «Wir nehmen an, dass sie so lange geöffnet bleiben, wie die Membran unter mechanischer Spannung steht. Geschieht die Auslenkung langsam, fliessen genügend Teilchen, um mehrere Impulse auszulösen. Das lässt die Falle zuschnappen», erklärt Hannes Vogler, Pflanzenbiologe an der Uni Zürich.
Die Studie erschien in der wissenschaftlichen Zeitschrift «PLOS Biology».

Video: Uni Zürich / Jan T. Burri

Alexandra von Ascheraden