Bestäubung leicht gemacht: Spezialisierte Blätter reflektieren auffällige Echos

Auch Pflanzen sind zur Arterhaltung bekanntlich höchst erfinderisch. Gilt es tagaktive Insekten als Bestäuber auf die Blüten zu locken, reichen gemeinhin auffällige Farben und Formen. Ungleich schwieriger haben es Pflanzen, die sich auf nächtliche Bestäuber spezialisiert haben. Auf Fledermäuse zum Beispiel. Eine überaus kreative Lösung haben jetzt Forscher der Universitäten Ulm, Erlangen-Nürnberg und Bristol bei der kubanischen Liane Marcgravia evenia entdeckt: Sie lockt die Blumenfledermäuse mit auffälligen Echos zur Blüte. Die Studie, Erstautor ist Dr. Ralph Simon vom Institut für Experimentelle Ökologie der Uni Ulm,  wurde in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Den Wissenschaftlern fielen die wie ein Hohlspiegel geformten Laubblätter auf, die diese Liane direkt über dem Blütenstand präsentiert. Da die Blüten der Liane von Blumenfledermäusen bestäubt werden, die sich mit Echoortung orientieren, vermuteten die Wissenschaftler, dass diese Hohlspiegelblätter die Ultraschallrufe der Fledermäuse reflektieren und so die Tiere zu den Blüten locken. Mit einem künstlichen Fledermauskopf, der Ultraschall aussendet und die von Objekten reflektierten Echos messen kann, haben die Forscher die Blätter untersucht und entdeckt, dass die Blätter den Schall außerordentlich gut reflektieren. So können Fledermäuse die Blütenstände der Kletterpflanzen bereits aus großer Entfernung orten. Außerdem zeigt das Echo eine besondere Signatur in Form einer konstanten Klangfarbe und hebt sich so deutlich von den Echos der umgebenden Vegetation ab.

Nach diesen aufschlussreichen Messergebnissen wollten die Forscher wissen, ob solche schüsselförmigen Blätter tatsächlich die Blütenstände auffälliger machen und so den Fledermäusen helfen die Blüten zu finden. Sie dressierten Blumenfledermäuse darauf mit einer computergesteuerten Umwelt zu interagieren und in einer künstlichen Vegetation nach einer Kunstblüte zu suchen. Es stellte sich heraus, dass die Fledermäuse die Blüte etwa doppelt so schnell fanden, wenn diese ein solches Hohlspiegelblatt präsentierten. Dies zeigt, dass die spezielle Form des Blattes tatsächlich hilft die Bestäuber auf den Blütenstand aufmerksam zu machen.

Photomontage von einer an einen Blütenstand von Marcgravia evenia anfliegenden kubanischen Blumenfledermaus (Monophyllus redmani). Das Hohlspiegelblatt über dem Blütenstand reflektiert den Ultraschallruf der Fledermaus. Unten links eine 3D Darstellung eines winkelabhängigen Spektrums des Echos eines Hohlspiegelblattes.
Photomontage von einer an einen Blütenstand von Marcgravia evenia anfliegenden kubanischen Blumenfledermaus (Monophyllus redmani). Das Hohlspiegelblatt über dem Blütenstand reflektiert den Ultraschallruf der Fledermaus. Unten links eine 3D Darstellung eines winkelabhängigen Spektrums des Echos eines Hohlspiegelblattes.

Laubblätter, die im Dienste der Anlockung von Bestäubern stehen – sogenannte Hochblätter – gibt es bei vielen Pflanzen. Besonders bekannt sind die prächtig gefärbten Hochblätter des Weihnachtssterns oder der Drillingsblume Bougainvillea. Auch die schüsselförmigen Blätter von Marcgravia evenia sind solche Hochblätter, allerdings sind sie nicht visuell auffällig, sondern locken die echoortenden Fledermäuse mit ihrer besonderen Echo-Klangfarbe an und sichern so ihre Bestäubung.

Aber warum entwickeln Pflanzen so komplizierte Signale, um ausgerechnet Fledermäuse anzulocken?

„Blumenfledermäuse haben einen sehr großen Aktionsradius und können Pollen auch zwischen Pflanzenindividuen austauschen, die weit entfernt stehen. Das ist nicht nur für seltene und verstreut vorkommende Pflanzen von Vorteil, sondern wird heutzutage immer wichtiger, da durch Abholzung der Regenwald in immer kleinere Fragmente zerlegt wird. Blumenfledermäuse können auch zwischen diesen Fragmenten für Pollentransport und damit auch für genetischen Austausch sorgen. So haben sie eine wichtige Rolle beim Erhalt und dem Schutz der Biodiversität in tropischen Regenwäldern." erklärt Dr. Ralph Simon vom Institut für Experimentelle Ökologie der Uni Ulm. Da es in Süd- und Mittelamerika viele hundert fledermausbestäubte Pflanzen gibt, vermuten die Forscher, dass weitere Pflanzen auf ähnliche Strategien wie die kubanische Liane Marcgravia evenia zurückgreifen.

Paper:
Ralph Simon, Marc W. Holderied, Corinna U. Koch, Otto von Helversen: Floral acoustics: conspicuous echoes of a dish-shaped leaf attract batpollinators. Science, Vol. 333, 2011

Video

Von Annika Bingmann und Willi Baur

Kontakt

Dr. Ralph Simon
Institut für Experimentelle Ökologie
Tel. +49 (0) 731 50 22691