Projekt: Venusfliegenfalle - Phytosensorik

Die Venusfliegenfalle Dionaea muscipula besticht sowohl durch ihr faszinierendes Äußeres als auch durch ihre Carnivorie. Ihre Beute fängt Dionaea mit einem im Pflanzenreich einmaligen Klappmechanismus. Das Zusammenschlagen der Fallenhälften gehört zu den schnellsten Bewegungen, die man bei Pflanzen kennt.

Ursprünglich ist die Venusfliegenfalle in den Pocosin-Sümpfen im Grenzbereich zwischen North und South Carolina im Westen der USA beheimatet. Dieser Lebensraum ist gekennzeichnet durch dauerfeuchte, nährstoffarme, sandig-torfige, leicht saure Böden.

Schon Charles Darwin und der Begründer der modernen Pflanzenphysiologie, der Würzburger Botaniker Julius von Sachs haben sich intensiv mit der Venusfliegenfalle beschäftigt. Auch in den Jahren danach war diese Carnivore immer wieder Gegenstand von Forschungsarbeiten, doch erst jetzt mit den neuen Methoden der molekularen und elektrophysiologischen Biologie besteht eine reelle Chance hinter die grundlegenden Geheimnisse dieser Pflanze zu kommen.

An Dionaea soll der Zusammenhang zwischen Beuteerkennung (Tastsinn), Beutewahrnehmung (Geschmacksinn) und Abgabe des Verdauungssafts (Sekretion) erforscht werden.

Dazu arbeiten Schülerinnen und Schüler des Schülerlabors zusammen mit Wissenschaftlern des Lehrstuhls für molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik der Universität Würzburg. Dies ist übrigens der Lehrstuhl, den schon Julius-von-Sachs von 1868 bis zu seinem Tod 1897 innehatte.

Das genutzte experimentelle Repertoire umfasst neben modernen Methoden der Molekularbiologie, Biochemie und Mikrobiologie auch Methoden der chemischen Analytik. Des Weiteren kommen elektrophysiologische Arbeitstechniken zum Einsatz. Das Arbeiten mit einer Sinnespflanze ermöglicht die Erforschung sinnesphysiologischer Zusammenhänge ohne Tierversuche. Die Schülerinnen und Schüler erforschen unter Anleitung von erfahrenen Wissenschaftlern und unterstützt von Lehrkräften fundamentale biologische Prozesse. Dabei nehmen sie aktiv an allen Schritten des naturwissenschaftlichen Erkenntnisprozesses teil und lernen verschiedene moderne Methoden der Naturwissenschaften kennen. Durch das selbsttätige Experimentieren wird bei den Schülern die Begeisterung für die Naturwissenschaften geweckt und gestärkt.

Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten kleine Teilprojekte. Die dabei erzielten Ergebnisse werden den Wissenschaftlern zur Verfügung gestellt und fließen in deren Arbeit und sogar in deren Publikationen ein.

In den letzten Jahren haben sich Schülerinnen und Schülern mit zahlreichen Aspekten der Venusfliegenfalle beschäftigt. So wurden unter anderem die Geschwindigkeit (Ausbreitungsgeschwindigkeit?) des elektrischen Oberflächenpotentials der Pflanze in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren bestimmt, die Enzymzusammensetzung untersucht, epicuticuläre Wachse analysiert, reizphysiologische Experimente durchgeführt, der Natrium- und Kaliumgehalt des Sekrets und verschiedener Gewebe untersucht sowie anatomische Untersuchen angestellt.