Haben Feigen wirklich keine „Blüten“? Entführen Sie in die magische Welt der Pflanzen

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Qin Yalong (Institut für Botanik, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Provinz Jiangsu, Botanischer Garten Nanjing Zhongshan)

Hersteller: China Science Expo

Anmerkung des Herausgebers: Um die neuesten Geheimnisse der Biowissenschaften zu entschlüsseln, hat das Spitzentechnologieprojekt von China Science Popularization eine Artikelserie mit dem Titel „Neues Wissen über das Leben“ veröffentlicht, die Lebensphänomene interpretiert und die Geheimnisse der Biologie aus einer einzigartigen Perspektive enthüllt. Tauchen wir ein in die Welt des Lebens und erkunden wir die unendlichen Möglichkeiten.

Bei Feigen denkt jeder wahrscheinlich zuerst an die essbare Frischfrucht oder Trockenfrucht. Die Feige, Ficus carica Linn., ist die Typusart der Gattung Ficus in der Familie der Maulbeergewächse (Moraceae), stammt aus der Mittelmeerküste und ist eine der ersten Nutzpflanzen, die vom Menschen domestiziert wurden. Der Mensch baut Feigen seit mehr als 11.000 Jahren an und isst sie. In der Bibel bedeckten Adam und Eva ihre Scham mit Feigenblättern, nachdem sie die verbotene Frucht gegessen hatten.

Feige

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Feigen wurden während der Han-Dynastie aus Persien nach Xinjiang in China eingeführt. Erst während der Tang-Dynastie verbreiteten sie sich allmählich von Xinjiang über die Seidenstraße in andere Teile der Zentralebene. Bis heute ist Xinjiang das wichtigste Feigenanbaugebiet meines Landes und produziert eine Vielzahl gelbschaliger Feigen. Die Einheimischen legen großen Wert auf den Verzehr dieser Feigensorte. Sie wickeln die Frucht in Feigenblätter und klopfen sie dreimal trocken. Man sagt, dass dies jede schlafende Feige wecken soll, aber tatsächlich werden durch das Klopfen der Zucker und der Saft in der Frucht gleichmäßiger verteilt, wodurch sie besser schmeckt.

Unter „Feige“ versteht man im weiteren Sinne alle Pflanzen der Gattung Ficus aus der Familie der Maulbeergewächse (Moraceae), die vorwiegend in tropischen und subtropischen Regionen verbreitet sind. Das größte Merkmal des Ficus ist seine einzigartige Blütenstandsstruktur. Die Mitte der geschwollenen Blütenstandsachse ist eingesunken und bildet eine Höhle. An der Innenwand wachsen zahllose eingeschlechtige kleine Blüten, an deren Spitze sich winzige Löcher aus dachziegelartigen Blütenblättern befinden. Diese einzigartige Blütenstandsstruktur wird als „Hidden Head Inflorescence“ bezeichnet. Daher blühen diese „Feigen“ ständig und die Menschen können ihre kleinen Blüten nicht sehen, was auch der Ursprung ihres Namens ist.

Der dachziegelartige Blütenboden des Ficus microcarpa

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Wie werden Feigen bestäubt?

Feigen, die Typusart der Gattung Ficus, werden in männliche und weibliche Arten unterteilt. Feigen an weiblichen Pflanzen enthalten nur weibliche Blüten, während Feigen an männlichen Pflanzen sowohl männliche Blüten als auch Gallblüten enthalten. Als insektenbestäubte Pflanze sind Feigen, wie auch andere Ficus-Pflanzen aus der Familie der Maulbeergewächse, sehr spezifisch. Es gibt nur eine Insektenart, die Feigen bestäuben kann: die Feigenwespe.

Die weiblichen Blüten von Ficus-Pflanzen werden in zwei Typen unterteilt: weibliche Blüten mit langer Narbe und weibliche Blüten mit kurzer Narbe. Gallblüten sind spezialisierte weibliche Blüten mit kurzen Narben, die von Feigenwespen zur Eiablage und Fortpflanzung genutzt werden. Durch die kurze Narbe können Feigenwespen ihre Eier leichter in den Eierstock der Gallenblüte legen und so den Eierstock zu einer Galle anregen. Daher produzieren Gallenblüten fast keine Samen, während die langnarbigen weiblichen Blüten weiblicher Pflanzen nach der Bestäubung Samen produzieren können.

Wenn die Feige blüht, lösen sich die dachziegelartigen Blütenstände an der Spitze der Feigenfrucht leicht und geben einzigartige flüchtige Substanzen ab, die Feigenwespen anlocken, die dort Eier legen und die Frucht bestäuben. Wenn zu diesem Zeitpunkt die pollentragende weibliche Feigenwespe auf eine weibliche Pflanze trifft (die Gründe, warum sie Pollen trägt und warum es sich um eine weibliche Feigenwespe handelt, werden später erklärt), bohrt sie sich durch das Loch an der Spitze der Feige in die weibliche Frucht, um die weibliche Blüte zu bestäuben.

Bei den heftigen Versuchen, sich durchzuzwängen, bricht die weibliche Biene manchmal ihre Fühler und Flügel ab und manchmal quetscht sie sogar einige ihrer inneren Organe heraus. Schließlich gelingt es ihr, die Bestäubung der weiblichen Blüte abzuschließen. Wenn die weibliche Feigenwespe auf eine männliche Pflanze trifft, versucht sie ihr Bestes, sich in die männliche Frucht zu zwängen, um Gallenblüten zu finden und dort Eier abzulegen. Die Eier entwickeln sich allmählich, während sich die männliche Frucht entwickelt.

Nach einigen Wochen schlüpfen zuerst die männlichen Feigenwespen in den männlichen Früchten. Nachdem sie die Galle aufgebohrt haben, suchen sie nach weiblichen Feigenwespen, die sich noch in der Galle befinden, um die Paarung abzuschließen. Anschließend helfen sie den weiblichen Feigenwespen, die Galle herauszubohren. Sie können sogar ihr Leben opfern, um einen Durchgang (Bienenloch) zu beißen, durch den das Weibchen die männliche Frucht hinterlassen kann. Die meisten von ihnen sterben schließlich in der Frucht.

Das Opfer der männlichen Feigenwespe wird gegen die weibliche Feigenwespe eingetauscht, die den Pollen der männlichen Blüten trägt, um aus der männlichen Frucht zu entkommen und den nächsten Lebenszyklus zu beginnen. Dies erklärt auch, warum es die weibliche Feigenwespe ist, die die Bestäubung durchführt und den Pollen transportiert. Im Laufe der Evolution haben Feigen und Feigenwespen eine absolut mutualistische Symbiose entwickelt.

Symbiotische Beziehung zwischen Feige und Feigenwespe

(Fotoquelle: World Knowledge Pictorial)

Werde ich Feigenwespen essen, wenn ich Feigen esse?

Manche Menschen machen sich beim Feigenessen vielleicht Sorgen, ob sie Feigenwespen essen?

Zu beachten ist, dass auch bei den heimischen Feigenarten bei Reife der Feigenfrucht die in der Frucht verbliebenen Feigenwespen grundsätzlich durch abgesonderte Enzyme zersetzt werden. Selbst wenn ein paar Reste übrig bleiben, handelt es sich dabei um hochwertiges Eiweiß, das sie seit ihrer Kindheit aus dem Feigensaft gesaugt haben und das für den Körper unbedenklich ist, wenn es zusammen mit der Frucht gegessen wird.

Darüber hinaus handelt es sich bei den heute auf dem Markt verkauften Feigen im Wesentlichen um weibliche Pflanzen, die sorgfältig vom Menschen gezüchtet wurden. Es gibt keine männlichen Pflanzen und daher auch keine Gallenblüten. Sie können Früchte tragen, ohne durch Feigenpollen bestäubt zu werden, was wissenschaftlich als „Parthenokarpie“ bezeichnet wird. Aus diesem Grund enthalten diese Feigen keine reifen Samen. Was wir essen, ist lediglich der ungewöhnlich vergrößerte Blütenboden der Feige, Sie können sie also bedenkenlos essen.

Der Bodhi-Baum ist auch eine Art „Feige“

Der Bodhi-Baum ist als heiliger Baum des Buddhismus bekannt. Es handelt sich ebenfalls um eine Pflanze der Gattung Ficus in der Familie der Maulbeergewächse (Moraceae). Die Spitze der herzförmigen Blätter weist eine lange, tropfende Spitze auf, die sich gut an die Eigenschaften tropischer Regenwälder mit starken Niederschlägen und hoher Luftfeuchtigkeit anpassen kann. Der Wasserfilm auf der Blattoberfläche kann sich schnell zu Wassertropfen sammeln und von der Tropfspitze abtropfen. Dadurch wird die Photosynthese der Blätter sichergestellt.

Auch wenn das Wasser des Bodhi-Baums nicht durch Transpiration ausgeschieden werden kann, wird flüssiges Wasser direkt durch die Blattspitzen und Blattränder ausgeschieden, sammelt sich schließlich an den Blattspitzen und tropft ab. In der Pflanzenwelt nennt man dies „Wasserspuckphänomen“.

Bodhi-Baumblätter

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Im September 2020 wurde in einschlägigen Forschungsarbeiten darauf hingewiesen, dass von Pflanzen ausgeatmete Wassertropfen im Vergleich zu anderen pflanzlichen Nahrungsmitteln (wie Nektar) einen langen Versorgungszyklus und ein breites Spektrum an Versorgungsobjekten aufweisen. Sie sind außerdem reich an Kohlenhydraten und Proteinen und stellen für viele Insekten eine zuverlässige Nahrungsquelle dar. Sie können dazu beitragen, die Insektenpopulation und die Anpassungsfähigkeit zu erhöhen.

Im Gegensatz zu Feigen ist der Bodhi-Baum einhäusig, das heißt, die Früchte des Bodhi-Baums enthalten männliche Blüten, weibliche Blüten und Gallblüten. Die Frucht des Bodhi-Baums ist sehr klein, etwa so groß wie die Spitze eines kleinen Fingers. Wenn es reift und rot wird, zieht es Vögel an, die es fressen.

Bodhi-Frucht

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Wenn ein Vogel eine volle Mahlzeit zu sich genommen hat, kann es sein, dass er versehentlich hoch in den Himmel fliegt (Mist) und die unverdauten Samen der Bodhi-Baumfrucht fallen auf die Stämme oder Äste anderer Bäume.

Wenn die Samen Wurzeln schlagen und sprießen, bedecken sie nach Jahren im tropischen Regenwald schließlich den gesamten Baum wie ein Netz. Die Bäume im Inneren werden aufgrund der äußeren Strangulierung und des Mangels an inneren Nährstoffen des Bodhi-Baums zum Sterben und Verrotten gezwungen und verwandeln sich in Quellschlamm, den der Bodhi-Baum aufnimmt. In der Natur nennt man dies „Strangulationsphänomen“. Manchmal entsteht nach einem Würgegriff durch einen Bodhi-Baum ein riesiges Würgegriff-Baumloch, was ebenfalls ein Wunder des tropischen Regenwaldes ist.

Loch im Knollenfeigenbaum

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Bodhi-Baum und Bodhi-Samen

Wie bereits erwähnt, ist die Frucht des Bodhi-Baums, genau wie die Feige, hohl und aus den unzähligen weiblichen Blüten im Inneren entwickeln sich schließlich Samen. Daher sind die Samen des echten Bodhi-Baums sehr klein, sogar kleiner als Sesamsamen. Sie können sich vorstellen, wie ein so kleiner Samen getragen werden kann?

Tatsächlich haben Bodhi-Samen nichts mit Bodhi-Bäumen zu tun. Es gibt viele Arten von Bodhi-Samen auf dem Markt, die meisten davon werden aus relativ harten oder stärkehaltigen Pflanzensamen oder Fruchtkernen gewonnen. Beispielsweise gehören Stern- und Mond-Bodhi und Elfenbein-Bodhi zur Familie der Arecaceae, Lotus-Bodhi zur Familie der Pandanaceae (Gattung Pandanus), Vajra-Bodhi zur Familie der Elaeocarpaceae (Pflanze Elaeocarpus) und Fünfäugiger und Sechswege-Bodhi zur Familie der Anacardiaceae (Gattung Choerospondias), und aus dem Fruchtfleisch kann man sauren Jujube-Kuchen herstellen.

„Es gibt keinen Bodhi-Baum und auch keinen Spiegelständer. Ursprünglich gibt es nichts, wo kann sich also Staub sammeln?“ Wenn es also um Bodhi-Samen geht, können Sie einfach diejenigen auswählen, mit denen Sie gerne spielen, und müssen sich keine Gedanken über ihre Beziehung zum Bodhi-Baum machen.

Mutualistisches Symbiosesystem zwischen Banyanbaum und Feigenbiene

In der Natur haben Banyanbäume und Feigenwespen eine etwa 75 Millionen Jahre lange Koevolution durchlaufen. Mit jedem Banyanbaum koexistieren spezifische Feigenwespen, die ein mutualistisches System zwischen Banyanbaum und Feigenwespe bilden, das mittlerweile zu einem Modellsystem für die Untersuchung der spezialisierten Koevolution von Pflanzen und bestäubenden Insekten geworden ist.

Feigenwespen sind die einzigen Bestäuber von Banyanbäumen. Jeder Banyanbaum verfügt normalerweise nur über eine Feigenwespenart zur Bestäubung. Einige Studien haben auch ergeben, dass es auf manchen Banyanbäumen zwei oder mehr Arten von Feigenwespen gibt und dass einige Feigenwespen mehr als eine Banyanbaumart bestäuben können. Allerdings besteht zwischen der überwiegenden Mehrheit der Banyanbäume und Feigenwespen eine strikte Eins-zu-eins-Beziehung.

**Was viele nicht wissen: Man unterscheidet bei Feigenwespen zwischen bestäubenden und nicht bestäubenden Feigenwespen. **Manchmal können neben einer einzigen bestäubenden Feigenwespe auch mehrere bis Dutzende nicht bestäubende Feigenwespen in der Feige koexistieren. Nicht bestäubende Feigenwespen leben normalerweise außerhalb der Feigenfrüchte. Sie führen ihren langen Legebohrer durch die Fruchthöhle und legen ihre Eier im Fruchtknoten der weiblichen Blüte ab. Sie zeugen Nachkommen, bestäuben jedoch nicht die weiblichen Blüten.

Natürlich gibt es einige nicht bestäubende Feigenwespen, die sich in die Blütenstände bohren können, um Eier abzulegen, aber sie bestäuben weibliche Blüten nicht aktiv. Nach einer langen Evolutionsphase haben Banyanbäume, bestäubende Feigenwespen und nicht bestäubende Feigenwespen zusammen eine komplexe und stabile Gemeinschaft gebildet.

**Während der Blütezeit geben verschiedene Feigenarten unterschiedliche spezielle Gerüche ab, die spezialisierte bestäubende Feigenwespen anlocken und ihnen ermöglichen, sich einzubohren. **Wenn die bestäubende Feigenwespe sich in die Feige bohrt, um die weiblichen Blüten zu bestäuben, legt sie in einigen der Gallblüten Eier ab. Aus den weiblichen Blüten, die nicht von der Feigenwespe hervorgebracht werden, entwickeln sich Samen. Jeder, der schon einmal Feigen gepflückt hat, weiß, dass Feigenpflanzen reich an weißem Latex sind, der als Abwehrmechanismus der Pflanze dient. Nach einer langen Evolutionsphase haben sich auch die bestäubenden Feigenwespen an die chemische Abwehr des Wirtsfeigenbaums gegen Invasionen angepasst und eine hochspezialisierte symbiotische Beziehung mit ihm aufgebaut.

Weißer milchiger Ausfluss aus der Wunde der Feige

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Der Fortpflanzungsmechanismus des Banyanbaums

Die Banyan-Familie kann in zwei Hauptkategorien unterteilt werden: zweihäusig und einhäusig.

Beim zweihäusigen Banyanbaum produzieren männliche Pflanzen männliche Früchte, die Gallblüten (Gallblüten sind spezialisierte weibliche Blüten, die fast nie Samen produzieren, mit kurzen und geraden Griffeln, die der Eiablage durch bestäubende Feigenwespen förderlich sind) und männliche Blüten enthalten; Weibliche Pflanzen produzieren weibliche Früchte, die nur weibliche Blüten enthalten, mit langen und gebogenen Griffeln, die es bestäubenden Feigenwespen erschweren, Eier in den Eierstock zu legen, und aus den Eiern entwickeln sich nach der Bestäubung allmählich Samen.

Beim einhäusigen Banyanbaum wachsen im Blütenstand der Platanen gleichzeitig weibliche Blüten, männliche Blüten und Gallblüten, wodurch nicht nur der Bedarf der bestäubenden Feigenwespen an der Eiablage gedeckt, sondern auch Samen produziert werden können.

Auch bei den bestäubenden Feigenwespen unterscheidet man zwischen Männchen und Weibchen. Männliche Feigenwespen verbringen ihr gesamtes Leben in der eingeschlossenen Feigenfrucht. Sie haben keine Flügel und ihre Augen und Fühler sind völlig degeneriert. Nach der Paarung und dem Ausbeißen der Löcher sterben die meisten von ihnen schließlich in der Frucht. Nachdem die weibliche Feigenwespe aus der Feige geschlüpft ist, sammelt sie mit ihrer entwickelten Pollenbürste und ihrem Pollenbeutel Pollen und verlässt dann mit dem Pollen den Bienenstock auf der Suche nach einer bestimmten Feige, um die Bestäubung abzuschließen.

Während der Bestäubungsperiode der Feigen können monözische Feigenbäume während der weiblichen Blütezeit spezielle flüchtige Stoffe freisetzen, um bestimmte bestäubende Feigenwespen anzulocken, die Pollen in die Fruchthöhle tragen, um die weiblichen Blüten zu bestäuben und Eier in die Gallenblüten zu legen.

Bei zweihäusigen Feigenbäumen geben Feigenfrüchte außerdem spezielle flüchtige Stoffe ab, um bestimmte bestäubende Feigenwespen anzulocken, die Pollen zur Bestäubung in die Höhle der weiblichen Frucht tragen und sich dann in die männliche Frucht bohren, um Eier in den Gallenblüten abzulegen. Zwischen der Reifezeit der weiblichen und männlichen Blüten des Banyanbaums liegen mehrere Wochen bis Monate, und die weiblichen Blüten im selben Blütenstand sind verwelkt, wenn die männlichen Blüten reif sind.

Unabhängig davon, ob es sich um einen einhäusigen oder zweihäusigen Feigenbaum handelt, muss die bestäubende Feigenwespe Pollen transportieren und sich in den neuen Blütenstand bohren, der sich in der weiblichen Blütezeit befindet, um die Bestäubung abzuschließen. Nachdem die bestäubende Feigenwespe eingedrungen ist, schließen sich die Löcher im Blütenstand allmählich und bieten so eine stabile Umgebung für die Bestäubung und Eiablage.

Studien haben gezeigt, dass während der Entwicklungsphase der einhäusigen Stumpfblättrigen Feige die unterschiedlichen flüchtigen Zusammensetzungen der männlichen und weiblichen Blütezeit das Verhalten der bestäubenden Feigenwespen regulieren, was dazu führt, dass sie während der männlichen Blütezeit Pollen in den Feigen sammeln und sich nur während der weiblichen Blütezeit in die Fruchthöhle der Feigen bohren, um sie zu bestäuben und Eier abzulegen.

Einige Studien haben auch darauf hingewiesen, dass sich im Blütenstand des einhäusigen Banyanbaums männliche Blüten, weibliche Blüten und Gallblüten befinden. Die Blütenstiele der Gallenblüten sind lang und liegen nahe an der Innenseite der Blütenstandshöhle, während die Blütenstiele der weiblichen Blüten kurz sind und nahe an der Feigenwand liegen. Nicht bestäubende Feigenwespen können mit ihren langen Legebohrern die Feigenwand durchdringen und ihre Eier in den weiblichen Blüten der einhäusigen Feige oder in den Gallen ablegen, in denen bestäubende Feigenwespen bereits Eier abgelegt haben.

**Durch die Untersuchung des zweihäusigen Feigenbaums wurde festgestellt, dass es zusätzlich zu den bestäubenden Feigenwespen, die in der Blütenstandshöhle verteilt sind, drei Arten nicht bestäubender Feigenwespen gibt, die in der Nähe der Feigenwand in den reifen männlichen Früchten des Feigenbaums verteilt sind. **Gleichzeitig ergab die Erforschung der Verbreitung bestäubender Feigenwespen, dass die Gallenstiele männlicher bestäubender Feigenwespen am längsten sind und sich im innersten Teil der Blütenstandshöhle befinden, sodass sie am wenigsten wahrscheinlich von nicht bestäubenden Wespen angegriffen werden.

Auf dieser Grundlage sagten die Forscher voraus, dass es sein könnte, dass die bestäubenden Feigenwespen bei der Eiablage zunächst Drohneneier in die Gallenblüten legen, wodurch zunächst der Eierstock und der Blütenstiel der Drohnengalle anschwellen und sich verlängern. Wenn die nicht bestäubenden Feigenwespen nach einer langen Eiablageperiode in die männliche Frucht eindringen, um Eier abzulegen, legen sie ihre Eier eher in den Gallen weiblicher bestäubender Feigenwespen mit relativ kurzen Gallenstielen ab. Dadurch wird sichergestellt, dass sich die männlichen bestäubenden Feigenwespen normal entwickeln und den anschließenden Paarungsprozess abschließen können.

Früchte der großfrüchtigen Feige mit unterschiedlich langen Stielen und von Feigenwespen gebohrten Löchern sind deutlich zu erkennen

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Auch in tropischen Regenwäldern fördern externe Organismen das Zusammenleben von bestäubenden und nicht bestäubenden Feigenwespen. Viele Ameisenarten nutzen als Hauptnahrung nicht bestäubende Feigenwespen, die ihre Eier außerhalb der Feigenfrüchte ablegen. Während sie die Populationsgröße nicht bestäubender Feigenwespen kontrollieren, reduzieren sie gleichzeitig deren Eierlegeleistung erheblich und sichern so die Anzahl der Nachkommen und Samen bestäubender Feigenwespen und erhalten die Stabilität des mutualistischen Systems zwischen Banyanbaum und Feigenwespe.

Gelbe Ameisen jagen Feigenfrüchte

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Frucht des Ficus rhombus

(Bildnachweis: Foto vom Autor aufgenommen)

Gleichzeitig gibt es als wichtige Pflanzengruppe im tropischen Regenwald neben Feigenwespen auch viele Insekten und Tiere, die sich direkt oder indirekt von Feigenfrüchten ernähren und zur Verbreitung der Samen beitragen, was ebenfalls von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Stabilität der ökologischen Form des Regenwaldes ist.

(Hinweis: Lateinische Teile im Text sollten kursiv gedruckt werden)

Quellen:

1. Li Xinxin, Wu Minxia, ​​​​Wu Wenshan und andere. Studie zum Verhalten nicht bestäubender Feigenwespen[J]. 2013.

2. Zhang Yuhao. Auswirkungen nicht bestäubender Feigenwespen auf die Samenproduktion von Banyanbäumen[J]. Seidenraupenzucht in Guangdong, 2021.

3.Gu D, Compton SG, Peng Y, et al. „Push“- und „Pull“-Reaktionen von Feigenwespen auf flüchtige Stoffe, die von ihren Wirtsfeigen freigesetzt werden[J]. Chemoökologie, 2012, 22(4).

4.Urbaneja-Bernat P, Tena A, Gonzalez-Cabrera J, et al. Durch die Guttation von Pflanzen wird nährstoffreiche Nahrung für Insekten bereitgestellt[J]. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2020, 287 (1935).

5.Yu H , Compton SG .Bringen Sie Ihre Söhne in Sicherheit: Gallen mit männlichen Feigenwespen breiten sich in die Mitte der Feigen aus, weg von Feinden[J].Plos One, 2012, 7.