Pflanzengerüche: Signale, Insekten und Samenausbreitung

Flüchtige Moleküle können Insekten zu einem Blütenstand locken oder Fledermäusen helfen, Früchte aufzuspüren. Doch ein wahrnehmbarer Geruch ist nicht immer ein Signal, dessen Funktion bekannt ist.

Jasmin kann für uns zart duften, während eines der Moleküle, aus denen sein Duft besteht, in hoher Konzentration ausgesprochen unangenehm wird. In dem am 11. November von France Culture gemeinsam mit dem Botaniker Marc Jeanson vom Muséum national d’Histoire naturelle veröffentlichten Text erinnert dieses Beispiel daran, dass unser Wohlgefallen nicht ausreicht, um pflanzliche Gerüche zu erklären.

Dieselben Moleküle können einem Insekt den Weg weisen, einer Fledermaus helfen, eine Frucht aufzuspüren, oder an chemischen Vorgängen beteiligt sein, deren Funktionen noch nicht vollständig verstanden sind. Um einen Duft zu verstehen, muss man betrachten, wodurch er entsteht, wie er sich verbreitet und wer ihn wahrnehmen kann.

Der Geruch beginnt mit Molekülen in Bewegung

Eine Pflanze braucht keine Blüte, um einen Geruch abzugeben. Flüchtige Moleküle können aus dem Gewebe von Blättern, Früchten, Holz, Rinde, Samen oder Wurzeln austreten und sich anschließend in der Luft verbreiten. „Flüchtig“ bedeutet hier, dass ein Stoff relativ leicht in die Luft übergeht und so zu einem Organismus transportiert werden kann, der ihn wahrnimmt. Wenn man ein Blatt zerreibt oder eine Rinde anritzt, kann dadurch ein Gemisch von Verbindungen freigesetzt werden, statt nur eines einzelnen Stoffes.

Die beteiligten chemischen Stoffgruppen sind vielfältig: Terpene, aromatische Verbindungen sowie Moleküle, die unter anderem Stickstoff oder Schwefel enthalten. Diese Begriffe bezeichnen Stoffgruppen, keine einheitlichen Düfte. Ein Geruch entsteht oft aus einem Gemisch, dessen Zusammensetzung und Konzentration beeinflussen, was wir wahrnehmen. Ein für die menschliche Nase angenehmer Duft allein lässt daher nicht erkennen, welche Wirkung das Gemisch auf andere Organismen hat.

Entscheidend ist die Unterscheidung zwischen einem Signal und dem bloßen Vorhandensein eines Geruchs. Ein ökologisches Signal trägt dazu bei, bei einem anderen Organismus eine Reaktion auszulösen. Doch nicht jedes nachweisbare Molekül hat zwangsläufig diese Funktion. Die Wurzeln des Vetivergrases zum Beispiel enthalten zahlreiche Verbindungen, die zu ihrem holzigen, erdigen Geruch beitragen. Die biologische Funktion all dieser Stoffe ist noch nicht vollständig verstanden. Dieses Gemisch als Duft wahrzunehmen, reicht nicht aus, um zu zeigen, dass es als Geruchsbotschaft dient.

Warum der Geruch von Aas Insekten anzieht

Die Titanenwurz (Amorphophallus titanum) ist ein spektakuläres Beispiel für ein Geruchssignal. Ihr großer Blütenaufbau ist ein Blütenstand: eine Gruppe kleiner Blüten, die um eine zentrale Achse, den Kolben, angeordnet und von einem Hochblatt umgeben sind. Er ist also keine einzelne Blüte, auch wenn man umgangssprachlich von der Blüte der Pflanze spricht.

Der Geruch dieser Pflanze erinnert an verwesendes Tiermaterial. Insekten, die mit Kadavern oder Exkrementen in Verbindung stehen, können darin Hinweise auf einen Ort finden, an dem sie ihre Eier ablegen können. Sie kommen nicht, um der Pflanze bei ihrer Fortpflanzung zu helfen: Sie reagieren auf Signale, die für sie eine Ressource vermuten lassen, die ihrem eigenen Lebenszyklus nützt. Beim Besuch des Blütenstands transportieren manche von ihnen Pollen. Für die Pflanze ist die Bestäubung die Folge, nicht das Ziel, das das Insekt verfolgt.

Die Wärme des Kolbens trägt dazu bei, dass sich die Duftmoleküle verbreiten. Der Chicago Botanic Garden gibt an, dass die Spitze während der Blüte eine Temperatur nahe der des menschlichen Körpers erreicht und diese Wärme die Verflüchtigung fördert, also den Übergang der Stoffe in die Luft. Außerdem beschreibt er, dass der Geruch sich am Abend und in der Nacht verstärkt und am Morgen wieder schwächer wird.

Die Wirkung kann einer Täuschung ähneln: Der Geruch erinnert an eine Ressource, nach der die Insekten suchen, ist aber nicht der Kadaver, an den dieses Gemisch sie denken lässt. Die Pflanze „entscheidet“ nicht, sie zu täuschen. Im Laufe der Evolution können Individuen, deren Geruchsmerkmale bestimmte Besuche begünstigen, stärker zur Fortpflanzung ihrer Art beitragen. Das ist das Ergebnis natürlicher Selektion, keine Absicht der Pflanze.

Andere Gerüche begleiten die Ausbreitung von Samen

Die Beziehungen zwischen Pflanzen und Tieren beschränken sich nicht auf Blüten und Bestäuber. Bei einigen tropischen Pfefferpflanzen der Gattung Piper spüren fruchtfressende Fledermäuse reife Früchte unter anderem anhand ihres Geruchs auf. Indem sie diese Früchte fressen, können sie anschließend die Samen verbreiten. Das ist ein weiterer Abschnitt im Lebenszyklus der Pflanze: Bei der Bestäubung wird Pollen übertragen, während die Ausbreitung stattfindet, wenn die Samen weit von der Pflanze weggetragen werden, die sie hervorgebracht hat.

Bei dieser Wechselwirkung spielt also eine Eigenschaft der Frucht eine Rolle dabei, dass sie einem Tier begegnet, das ihre Samen möglicherweise transportiert. Wenn Tiere, die die Frucht fressen, die abgegebenen Moleküle wahrnehmen, können diese zur Ausbreitung der Samen beitragen; die natürliche Selektion kann dann über Generationen hinweg die mit dieser Wechselwirkung verbundenen Eigenschaften begünstigen.

Unsere Nase allein kann einem Geruch keine Bedeutung geben

Ein für einen Menschen vertrauter oder angenehmer Geruch entspricht nicht unbedingt dem, was ein Insekt oder eine Fledermaus als Hinweis nutzt. Umgekehrt kann ein Duft, den wir abstoßend finden, für manche Insekten mit einem Ort zur Eiablage oder einer Ressource verbunden sein. Die menschliche Wahrnehmung beschreibt unser Erleben des Gemischs, nicht seine Funktion in der Umwelt.

Um zu verstehen, was ein Geruch bewirkt, muss man also darauf achten, wer ihn wahrnehmen kann, unter welchen Umständen und mit welcher beobachtbaren Folge. Der Duft einer Pflanze kann bei einer Wechselwirkung eine Rolle spielen, mehrere Funktionen erfüllen oder schwer zu deuten bleiben. Zwischen einem sich verbreitenden Molekül, einem Tier, das es aufspürt, und Pollen oder Samen, die transportiert werden, verbindet die Geruchsökologie verschiedene Abschnitte des Pflanzenlebens, ohne jeden Duft auf eine einzige Botschaft zu reduzieren.