Die Strategie des Fingerkrauts

Pflanzen sind in der Lage, auf unterschiedliche Konkurrenzsituationen mit verschiedenen Strategien zu reagieren. Das fand ein Team von Biologinnen um Michal Gruntman vom Institut für
Evolution und Ökologie der Universität Tübingen heraus. Laut der im Fachmagazin „Nature Communications“ veröffentlichten Studie orientieren sich
die Reaktionen der Pflanzen an Höhe und Wuchsdichte der
Konkurrenz.

Lieber vermeiden

Tiere, die im Wettbewerb stehen, wählen zwischen Verhaltensweisen wie Konfrontation, Vermeidung und Toleranz, je nachdem in welchem Verhältnis die Fähigkeiten ihrer Konkurrenten zu ihren eigenen stehen. Ist der Konkurrent größer oder stärker, bevorzugen Tiere üblicherweise Vermeidung oder Toleranz gegenüber einer Konfrontation.

Pflanzen erkennen die Anwesenheit von konkurrierenden Pflanzen an einer reduzierten Lichtmenge oder an veränderten Anteilen von hellroten zu dunkelroten Wellenlängen, wenn Licht durch Blätter gefiltert wird. Sie reagieren darauf entweder mit Konfrontation, indem sie über ihre Konkurrenten hinauswachsen und diese beschatten, oder mit Toleranz – welche ihnen erlaubt, auch im Schatten zu gedeihen.

Manche Pflanzen zeigen eine weitere Reaktion: Ausläufer wachsen seitlich aus dem Umfeld der Nachbarn heraus und vermeiden so Konkurrenz. „Diese drei Alternativen in Konkurrenz um Licht sind in der Literatur bestens beschrieben“, sagt Erstautorin Michal Gruntman. „Wir haben nun untersucht, ob Pflanzen zwischen diesen Reaktionsmöglichkeiten wählen und damit passend auf Größe und Dichte der Konkurrenz reagieren können.“

In ihrem Experiment simulierten die Wissenschaftlerinnen verschiedene Szenarien eines Wettbewerbs um Licht. Als Versuchsexemplar diente Kriechendes Fingerkraut (Potentilla reptans), das auch seitlich ausweichen kann. Die Forscherinnen verwendeten Grünfilter, die sowohl Lichtmenge als auch das Verhältnis von hellroten zu dunkelroten Wellenlängen veränderten und somit Konkurrenz mit Nachbarn um Licht realistisch simulierten.

Seitwärts wachsen

Die Ergebnisse zeigen, dass sich das Fingerkraut in der Tat zwischen optimal angepassten Reaktionen entscheiden konnte. Es investierte ins Längenwachstum, wenn die Simulation kurz- und dichtwachsende Nachbarpflanzen vorgab – also Konkurrenten, die sich nicht seitwärts umgehen ließen, aber klein genug waren, um in der Höhe überwachsen zu werden. Wurden hoch- wie auch dichtwachsende Nachbarpflanzen simuliert, bei denen weder Flucht noch Konfrontation möglich war, entwickelten die Testpflanzen die höchste Schattentoleranz. Bei hohen, aber licht wachsenden Nachbarpflanzen war die häufigste Reaktion des Fingerkrauts indes ein seitwärts gerichtetes Wachstum mit Hilfe von Ausläufern.

Die Studienergebnisse zeigen, dass Pflanzen die Dichte und die Wettbewerbsfähigkeiten ihrer Nachbarpflanzen einschätzen und ihre Reaktionen anpassen könnten, sagt Gruntman. Die Fähigkeit, zwischen verschiedenen Reaktionen zu wählen, könnte vor allem in einem heterogenen Umfeld wichtig sein: Hier wachsen Pflanzen möglicherweise neben Nachbarn, die sich in Größe, Alter oder Dichte unterscheiden.

Deswegem sollten sie in der Lage sein, die angemessene Strategie zu wählen. Die Studie untermauere die Fähigkeit von Pflanzen, komplexe Informationen über ihre Umgebung zu integrieren und darauf optimal zu reagieren, so Gruntman.