Erde, Luft, Wasser und Feuer – Wie Pflanzen diese Elemente nutzen

Abstract

Es sind die klassischen vier Elemente der großen griechischen Philosophen, die – entmythologisiert – sich in heutiger Sicht als Schauplätze organismischer Evolution präsentieren. Mit ihren unterschiedlichen physikalischen und chemischen Qualitäten bilden sie die abiotischen Umweltfaktoren, an die sich Organismen durch zufällige genetische Veränderungen im Laufe der Evolution anpassen können. Andererseits können die ständig sich ändernden Umweltfaktoren immer wieder Organismenarten zum Aussterben zwingen. Wasser ist das Element, in dem das Leben entstand und sehr lange Zeit auch das alleinige Substrat für Pflanzen war. Die ältesten Landpflanzen-Fossilien kennen wir aus dem Oberen Silur, sind also mehr als 400 Millionen Jahre alt. Sie hatten allgemein dasselbe Bauprinzip, nämlich im Querschnitt runde Stiele, die sich mehrfach räumlich-gabelig verzweigen und einen sog. Telomstand bilden, von dem sich im Verlauf des Devons durch unterschiedliche Formveränderungen (sogenannte Elementarprozesse) u.a. die Bärlappe und Wedelfarne ableiten lassen, die im Karbon ihren Höhepunkt erreichten. Mit dem Landgang der Pflanzen erobern sie gleichzeitig das Element Luft. Unterschiedliche Feuchtigkeitsgrade und Temperaturen dieses Elements „zwingen“ die Pflanzen (aufgrund zufälliger Erbänderungen und anschließender dem Optimierungsprinzip gehorchender Selektion) zu unterschiedlichsten Anpassungen. Kompromisse zwischen „Hungern“ und „Dursten“ finden sich vielfach an ariden Wuchsorten. Das meist zerstörerische Element Feuer bildet als „Feuerball“ Sonne eine für das Pflanzenleben unabdingbare Lichtquelle. Sogar das offene Feuer kann von Pflanzen in Gebieten regelmäßig auftretender Buschbrände zur Samenausbreitung in genialer Weise genutzt werden. Die „Verschmutzung“ der genannten Elemente, insbesondere des Wassers, der Luft und des Bodens, oft verursacht von ethisch entkernten Großkonzernen, stellt uns heutzutage vor fast unüberwindbare Probleme (Klimawandel, Insektensterben, Rückgang der Biodiversität insgesamt, „versaute“ Nahrungsmittel).