Wie sich Pflanzenwurzeln bestehlen und miteinander kommunizieren

Von Rolf H. Latusseck

An besonders trockenen Standorten wachsende Gräser stehlen benachbarten Sträuchern das Wasser, das diese mit ihren langen Wurzeln aus tiefen Bodenschichten heraufgeholt haben. Wasserdiebstahl ist jedoch nur eine unter unzähligen anderen Überlebensstrategien – eine spezielle Anpassung an die harten Lebensbedingungen in Wüsten und Halbwüsten, die unter Pflanzen möglicherweise weiter verbreitet ist als bisher angenommen wurde.

In den Wüstengebieten der Vereinigten Staaten wächst verbreitet Artemisia tridentata, ein zu den Beifuß-Pflanzen zählender Halbstrauch. Auch wenn die oberen Bodenschichten völlig ausgetrocknet sind, kann die Pflanze sich dank über zwei Meter tief reichender Wurzeln noch mit genügend Wasser versorgen. Tagsüber, wenn in den grünen Blättern Photosynthese abläuft, verdunstet dieses Wasser durch Blattporen, die wegen des notwendigen Gasaustausches geöffnet sein müssen. Nachts werden die Poren geschlossen, um Wasser zu sparen.

Wasserklau in der Wüste

Trotzdem liefern die in tiefe, feuchte Bodenbereiche gewachsenen Wurzeln auch nachts ständig Wasser, das so gut wie möglich gespeichert wird. Ist die maximale Speicherkapazität jedoch erreicht, dann beginnen jene Wurzeln, die den oberen, ausgetrockneten Boden durchwachsen, Wasser abzugeben. Bei hohem Bedarf während der heißen Tagesstunden nehmen sie es dann wieder auf, der Boden ist für sie ein Ausweichtank. Sie kommen jedoch nur selten wieder in den Genuß ihres gesamten Vorrats. Denn eine enge Verwandte der bei uns als Unkraut berüchtigten Quecke, die mit dem Halbstrauch vergesellschaftet lebt, bringt ihre eigenen Wurzeln in die unmittelbare Nachbarschaft der Artemisia-Wurzeln. Geben diese wegen Übersättigung Wasser ab, dann saugt das Gras es begierig auf.

Dieser „Wasserparasitismus“ ist mit Hilfe von markiertem (schwerem) Wasser eindeutig nachgewiesen worden. Im Versuch wurde Wasser, das statt des gewöhnlichen Wasserstoffs das schwerere Isotop Deuterium enthielt, in tiefe Bodenschichten gepumpt. Der Artemisia-Strauch, und nur dessen Wurzeln konnten die Tiefe erreichen, holte das markierte Wasser wieder nach oben, und einige Stunden später war es auch in den Gräsern nachweisbar. Noch nicht geklärt ist bislang, welche Mengen die Gräser den Sträuchern wegnehmen, also inwieweit ihr Überleben vom Wasserparasitismus abhängt. Seit langem ist bekannt, daß Pflanzen um alle Rohstoffe im Boden scharf konkurrieren, und in Trockengebieten ist Wasser eben besonders kostbar. Weil sich der Konkurrenzkampf zwischen den Wurzeln im Boden abspielt und damit der Beobachtung weitgehend entzieht, bereitet die Untersuchung solcher Phänomene Schwierigkeiten, und verläßliche Erkenntnisse darüber sind relativ knapp.