Serie: Bio bizarr (14): Chemie-Krieg im Pflanzenreich

Der friedliche Eindruck, den Pflanzen bei uns hinterlassen, täuscht. Heimlich, still und leise liefern sich Bäume, Sträucher und Kräuter einen brutalen Kampf.

Die "Natur rot an Zähnen und Klauen" dichtete Alfred Lord Tennyson 1850. Neun Jahre später veröffentlichte Charles Darwin sein Buch über die "Entstehung der Arten". Und bei vielen Menschen entstand der Eindruck, der dort erklärte "Kampf ums Dasein" sei wörtlich gemeint. Das war zwar ein Missverständnis, da Darwin mit dem "Struggle for Life" einen Wettkampf der Anpassungen an die Umwelt meinte. Doch tatsächlich finden zwischen Raubtieren und ihrer Beute und häufig auch zwischen Artgenossen blutige Auseinandersetzungen statt, so dass sich der Irrtum leicht nachvollziehen lässt.

Bei Pflanzen dagegen ist es umgekehrt: Diese konkurrieren um Nahrung, Wasser und Licht, doch das scheint friedlich zuzugehen. Wer höher wächst, braucht sein Leben nicht im Schatten des Nachbarn zu fristen. Doch viele Pflanzen können auch anders. Sie besitzen zwar keine Zähne und Klauen. Dafür setzen sie auf chemische Kriegsführung.

Inzwischen kennen Wissenschaftler eine ganze Reihe von Pflanzen, die organische Verbindungen ausscheiden, um das Keimen und Wachstum ihrer Nachbarn zu hemmen oder ganz zu verhindern. Das Waffenarsenal ist groß, die Wirkung der Giftstoffe vielfältig.

Eingesetzt werden Alkaloide, Phenol- und Cumarinderivate, Chinone, Terpene, Glykoside und Äthylen. Einige wirken auf die Erbsubstanz der Gegner, andere beeinträchtigen deren Photosynthese, die Funktion der Mitochondrien, die Ionenaufnahme oder den Wasserhaushalt.

Und die Stoffe gelangen über die Wurzeln, herabfallende Früchte und Blätter in den Boden oder werden vom Regen von den Blättern gespült.

Und um die Gefahr der Selbstvergiftung zu minimieren, sind es meist nicht die fertigen Giftstoffe selbst, die von den Kombattanten verbreitet werden, sondern Vorprodukte, aus denen im Erdreich Mikroorganismen die eigentliche Waffe herstellen.

Bekannt ist das als Allelopathie (allelon = gegenseitig, pathie = leiden) bezeichnete Phänomen, schon sehr lange.

Bereits etwa 300 Jahre vor unserer Zeitrechnung schrieb der Aristoteles-Schüler Theophrast von Eresus in seinen Büchern, dass zum Beispiel Kichererbsen das Wachsen von Gras um sie herum verhindern und dass Kohl einen schlechten Einfluss auf Rebstöcke hat. Und im ersten Jahrhundert nach Christus beobachtete auch Plinius der Ältere die schädliche Wirkung von Kichererbsen und Gerste auf Ackerflächen. Und der römische Gelehrte hatte auch schon beobachtet, dass Walnussbäume andere Pflanzen vergiften.

Heute weiß man, dass diese Bäume Hydrojuglon produzieren, das über Blätter, Nussschalen und Wurzeln an die Umgebung abgegeben wird. Im Boden wandeln Mirkoorganismen die Substanz in den giftigen Gerbstoff Juglon um, der die Keimung einer Reihe anderer Pflanzen verhindern. Offenbar halten die Bäume auf diese Weise den Bereich um ihren Stamm mehr oder weniger frei von Konkurrenten.

Das Heidekraut bekämpft Bäume nicht direkt, sondern scheidet eine Substanz aus, die Mykorrhiza-Pilze hemmt. Diese Pilze leben in den Wurzeln von Bäumen und versorgen diese mit mineralischen und organischen Verbindungen. Ohne sie kann sich kein Baum entwickeln.

Als Angriffswaffe scheint das Knoblauchskraut sogenannte Allelochemikalien einzusetzen - mit Erfolg. Die ursprünglich europäische Pflanze breitet sich als unerwünschter Eindringling in Nordamerika aus. Inzwischen dominiert sie dort den Unterwuchs vieler Wälder. Offenbar sind die amerikanischen Gewächse anfälliger gegenüber den Giftstoffen, die das Kraut ausscheidet, als europäische Konkurrenten.

Kampf gegen den eigenen Nachwuchs

Die Allelochemikalien werden aber auch gegen Artgenossen und den eigenen Nachwuchs eingesetzt. So produzieren Apfelbäume Phlorizin, das sie über die Wurzeln in den Boden abgeben. Dort entsteht daraus Phenolische Säure, Phloretin und Phloroglucin. Und diese Substanzen verhindern, dass die Samen des Baumes in direkter Nähe auskeimen. Aus diesem Grunde wird auch empfohlen, nach dem Tod eines Apfelbaumes dort keinen zweiten zu pflanzen.

Natürlich interessiert sich die Land- und Forstwissenschaft für die Allelochemikalien. Schließlich handelt es sich um natürliche Herbizide, mit denen sich Nutzpflanzen Unkräuter selbst vom Halse halten können. Seit den achtziger Jahren wird zum Beispiel die Allelopathie bei Reis untersucht. Inzwischen weiß man, dass die Abwehrkräfte der verschiedenen Reis-Arten sehr unterschiedlich sind. Doch die Zusammenhänge sind komplex.

Deshalb geht man davon aus, dass sich Unkraut auf landwirtschaftlichen Flächen vorerst nicht mit Hilfe der Allelopathie allein bekämpfen lässt. Aber es dürfte sich lohnen, die tatkräftige Unterstützung der Pflanzen in Anspruch zu nehmen.