Wärmeerzeugung bei Pflanzen

Auch Pflanzen fangen an zu heizen, wenn die Temperatur zu niedrig ist. Generell setzen Pflanzen bei ihrer Atmung einen Großteil der Energie in Wärme fei. Da diese Wärme jedoch gleich wieder an die Umgebung abgegeben wird, erwärmen sich die atmenden Pflanzenteile dadurch nicht. Einige Pflanzenarten wie Lotus, Nieswurz, Aronstab, Philodendron oder Schneeglöckchen verwenden daher andere Methoden, um die Temperatur bestimmter Pflanzenteile zu erhöhen und sogar genau zu regulieren. Diese Form von Wärmebildung wird als Thermogenese bezeichnet und bringt für die Pflanzen einige Vorteile.

Ein Beispiel, wie stark sich Pflanzen aufheizen können, ist der Lotus Nelumbo nucifera. Sobald die Blüten bereit zur Bestäubung sind, erwärmt der Lotus die große gelbe Narbe auf konstante 30 bis 35°C. Die Umgebungstemperatur spielt dabei keine Rolle.

 

Warmer Nektartrunk an kalten Tagen

Stinkende Nieswurz Helleborus foetidus

Die Stinkende Nieswurz Helleborus foetidus, eine Verwandte der Christrose Helleborus niger, beheizt die Blüten, um Hummeln zur Bestäubung anzulocken. Für die nötige Wärme sorgen Hefekulturen. Diese zersetzen einen Teil des Nektars und setzen dabei Wärme frei. Die Temperatur der Blüten kann dabei bis zu 6°C über der Umgebungstemperatur liegen. Von den Hefekulturen profitieren Nieswurz und Hummel gleichermaßen. Die Hummel findet an kalten Tagen bei der Nieswurz eine beheizte Nahrungsquelle, an der sie sich aufwärmen kann.

Dadurch können Hummeln länger aktiv sein, auch wenn dafür der Nektar durch die Hefekulturen weniger süß schmeckt. Forschungen haben hierzu ergeben, dass Insekten bei bestimmten Temperaturverhältnissen erwärmten Nektar bevorzugen, um ihre optimale Betriebstemperatur zu regulieren. Mit den beheizten Blüten verbessert die Nieswurz wiederum ihre Chancen bestäubt zu werden, zumal in ihrer kalten Blütenzeit kaum Insekten unterwegs sind.

 

Mit Wärme und Aasgeruch in die Falle gelockt

Noch mehr Wärme produziert der Aronstab Arum maculatum. Er wird von Fliegen und Käfern bestäubt. Damit er sie schon aus weiter Entfernung anlocken kann, verbraucht der Aronstab erst einmal Stärke und produziert dadurch reichlich Wärme in seinen Kesselfallen. Kolben und Kessel erreichen dabei eine Temperatur von 40°C. Auf diese Weise kann die Pflanze ihren Aasgeruch leichter über weite Distanzen verströmen.

Jede Menge aasliebende Fliegen schwärmen dann zum Aronstab und werden schließlich in seinen Kesselfallen gefangen gehalten. Erst nach der erfolgreichen Bestäubung lässt er die Fliegen wieder frei. Die Insekten erhalten vom Aronstab zwar keine Nahrung, finden dort in kühlen Frühjahrsnächten jedoch zumindest eine beheizte Unterkunft.

 

Exakte Temperaturregulierung

Wie genau Pflanzen ihre Temperatur regulieren, konnte man beim Philodendron, der auch Baumfreund genannt wird, beobachten. Der Philodendron hält seine Blütentemperatur immer genau auf 42°C. Je kühler es in der Umgebung ist, desto mehr heizt der Philodendron. Sind die Temperaturen höher, reduziert er seine Wärmeleistung wieder. Der Philodendron reguliert somit seine Wärmeleistung ziemlich genau, sodass die Blütentemperatur, unabhängig von der Umgebungstemperatur, immer konstant bleibt.

Philodendron martianum

Anders als der Aronstab, heizt der Philodendron mit Fett. Die sterilen männlichen Blüten sind dazu mit kleinen Fetttröpfen ausgestattet. Diese enthalten zahlreiche Mitochondrien, die sich auch im braunen Fettgewebe von Säugetieren befinden und durch die Oxidation von Fettsäuren Wärme erzeugen.

Auch hier profitieren Pflanze und Bestäuber von der Wärme. Bei den Bestäubern des Philodendrons handelt es sich um recht große Fliegen und Käfer, die eine hohe Körpertemperatur benötigen, um ihre vollständige Beweglichkeit zu erreichen. Indem der Philodendron seine Bestäuber aufwärmt, macht er sie so zu sagen startklar für den Abflug. In Idealfall geht der nächste Flug mit der Ladung Pollen zum Nachbarphilodendron. Doch die Wärmebildung lässt sich noch für ganz andere nützliche Zwecke einsetzen, wie das Schneeglöckchen zeigt.

 

Schneeglöckchen machen sich den Weg mithilfe von Wärme frei

Schneeglöckchen Galanthus

Schneeglöckchen gehören zu den Frühblühern und nutzen die ersten Sonnenstrahlen, die auf den Waldboden treffen. Bevor die Waldbäume ihr Laub entfalten und ihnen das Sonnenlicht verdecken, müssen sie in relativ kurzer Zeit zur Blüte kommen und ihre Samen bilden.  Eine harte Schneedecke kann dann beim schnellen Wachstum manchmal hinderlich sein. Doch das Schneeglöckchen wendet hierbei einen Trick an, indem es den Schnee einfach zum Schmelzen bringt.

In der Zwiebel verbrennt es Kohlenhydrate und erwärmt sich auf ca. 8 bis 10 °C, wodurch der Schnee um Stängel und Blätter abtaut. Das Schmelzwasser kann dann von den Wurzeln aufgenommen werden und dient dem Schneeglöckchen als Bewässerung. Das gewonnene Schmelzwasser ist für das Schneeglöckchen ein echter Luxus, da in Frostperioden für viele Pflanzen, die im Winter aktiv sind, das Wasser knapp wird. Meistens kann man gut sehen, wie der Schnee um das Schneeglöckchen herum geschmolzen ist.

 

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