Bestäubung

Grundprinzip der Bestäubung

Bestäubung ist ein Schritt der sexuellen Fortpflanzung bei Samenpflanzen. Dabei wird Pollen, der Spermienzellen enthält, zu den weiblichen Fortpflanzungsorganen übertragen: Bei Nacktsamern gelangt er direkt auf die Samenanlage, bei Bedecktsamern auf die Narbe der Fruchtblätter. Anschließend bildet jedes Pollenkorn einen Pollenschlauch. Dieser wächst zur Eizelle und entlässt dort die Spermienzellen. Verschmilzt eine Spermienzelle mit der Eizelle, entsteht durch Befruchtung eine Zygote. Aus ihr entwickelt sich der Embryo, der später mit dem Samen verbreitet wird.

Pollen wird vor allem durch Wind oder blütenbesuchende Tiere, meist Insekten, übertragen. Pollenkörner sind sehr widerstandsfähig und finden sich in bis zu 270 Millionen Jahre alten Ablagerungen. Auch heute ist die freie Verbreitung durch Wind häufiger als die Übertragung durch tierische Bestäuber.

Bestäubung bei Nackt- und Bedecktsamern

Bei Nacktsamern reißen die Pollensäcke auf und geben Pollenkörner als Pollenstaub frei. Meist transportiert der Wind diesen Pollen zu den freiliegenden Samenanlagen. Die Samenanlage besitzt eine Öffnung, die Mikropyle. Aus ihr tritt ein Flüssigkeitstropfen aus, an dem Pollenkörner haften bleiben. Trocknet der Tropfen ein, werden sie in die Pollenkammer gesogen. Danach verschließen Zellwucherungen des Integuments, also der Hülle um die Samenanlage, die Mikropyle. Der Pollen keimt erst nach einer Pollenruhe von wenigen Tagen bis zu einem Jahr. Der Pollenschlauch bringt zwei Spermazellen zur Eizelle; eine degeneriert, die andere bildet mit der Eizelle die Zygote.

Bei Bedecktsamern gelangen Pollenkörner auf die Narbe des Fruchtknotens. Dies geschieht durch Wind, Tiere oder bei Wasserpflanzen selten durch Wasser. Das Pollenkorn enthält neben der vegetativen Zelle, auch Pollenschlauchzelle genannt, meist eine oder bei manchen Pflanzen zwei Spermienzellen. Es nimmt Feuchtigkeit auf und keimt dadurch; dies heißt Rehydratisierung. Die Keimung eines Pollenkorns kann die Keimung benachbarter Pollenkörner auslösen, was Mentoreffekt genannt wird.

Der Pollenschlauch wächst durch den Fruchtknoten zur Samenanlage und dringt gewöhnlich durch die Mikropyle ein. Falls zunächst nur eine Spermienzelle vorhanden war, teilt sie sich nach der Keimung, sodass zwei Spermienzellen entstehen. In der Samenanlage liegt der meist aus sieben Zellen bestehende Embryosack mit Eizelle und Zentralzelle. Nur bei Bedecktsamern gibt es die doppelte Befruchtung: Eine Spermienzelle befruchtet die Eizelle und bildet damit die Zygote, aus der der Embryo hervorgeht. Die zweite befruchtet die Zentralzelle; daraus entsteht das Endosperm, ein Nährgewebe.

Fremd- und Selbstbestäubung

Meist stammt der Pollen nicht aus derselben Blüte, die bestäubt wird. Dies heißt Fremdbestäubung. Kommt der Pollen bei Pflanzen mit mehreren Blüten von einer anderen Blüte derselben Pflanze, spricht man von Nachbarbestäubung oder Geitonogamie. Stammt er dagegen von einer Blüte einer anderen Pflanze, heißt dies Kreuzbestäubung oder Xenogamie.

Selbstbestäubung liegt vor, wenn die Bestäubung innerhalb einer Blüte erfolgt, die männliche und weibliche Organe besitzt. Solche Blüten werden als zwittrig oder hermaphroditisch bezeichnet. Selbst- oder Nachbarbestäubung führt jedoch meist nicht zu einer Selbstbefruchtung: Wegen der Selbstinkompatibilität können nur fremde Pollen zur Befruchtung gelangen.

Wind- und Tierbestäubung

Windblütigkeit oder Anemophilie gilt als evolutionär ursprüngliche Bestäubungsform. Dafür müssen große Mengen an Pollen vorhanden sein, und Samenanlage oder Narbe müssen gut erreichbar sein. Windübertragene Pollenkörner sind klein, leicht, mehr oder weniger glatt und liegen als feiner, trockener Staub vor.

Bei der Tierbestäubung, auch Zoophilie, muss eine Pflanze Bestäuber anlocken, die Aufnahme von Pollen und dessen Abgabe an der Narbe ermöglichen und die Tiere durch Belohnungen zu wiederholten Blütenbesuchen bewegen. Wichtige Reize sind Farbe und Duft. Als Belohnung dienen vor allem nährstoffreicher Pollen, der dann im Überschuss angeboten wird, oder Nektar. Eine Hummel kann beispielsweise beim Nektartrinken an einem Löwenmäulchen Pollen von einer anderen Blüte auf die Narbe übertragen.

Blütenfarben entstehen hauptsächlich durch wasserlösliche Farbstoffe in Vakuolen und fettlösliche Farbstoffe in Chromoplasten. Anthocyane und Betalaine in Vakuolen erscheinen meist rot, rosa, violett oder blau; Carotinoide in Chromoplasten sind orange oder gelb. In Vakuolen beeinflusst der pH-Wert die Farbe: Organische Säuren wie Äpfelsäure und Citronensäure fördern eher rote, über die Wurzeln aufgenommene basische Mineralien eher blaue Färbungen. Honigbienen und Hummeln reagieren kaum auf Rot, aber auf für Menschen unsichtbares Ultraviolett. In der modernen Landwirtschaft werden gezüchtete Insekten gezielt zur Bestäubung eingesetzt.