Kann die Welwitschia hundert Jahre alt werden? Falsch, tatsächlich können Sie zweitausend Jahre alt werden!

Im Jahr 1859 entdeckte der österreichische Botaniker Friedrich Welwitsch am Kap Negro in Angola, Afrika, eine seltsame Pflanze: Sie lag wie ein Oktopus zusammengerollt im Sand, hatte einen kurzen, aber korkartigen Stamm und sah sehr alt aus. Obwohl Welwich nicht verstand, was es war, war er schockiert. Als Botaniker der Linnean Society of London im folgenden Jahr diese neue Art beschrieben, verwendeten sie natürlich den Namen „Welwitschia mirabilis“, also die Welwitschia.

Welwitschia und ihr unwirtlicher Lebensraum, aus „Die Naturgeschichte der Pflanzen, ihre Formen, ihr Wachstum, ihre Fortpflanzung und ihre Verbreitung“ | Wikimedia Commons

Der kopflose Baum in der Wüste

Wilde Welwitschien kommen nur in der Namib-Wüste entlang der Küste Angolas und Namibias vor. Es handelt sich um äußerst langlebige und langsam wachsende Pflanzen. Wie viele Hundert Jahre ist es alt? Die Forscher verwendeten die Kohlenstoff-14-Datierung bei zwei relativ kleinen Pflanzen und fanden heraus, dass diese etwa 500 bis 600 Jahre alt waren. Sie spekulierten, dass die größere Pflanze 2.000 bis 3.000 Jahre alt sein könnte.

Zwei Fotos, die 1884 und 2016 am selben Ort und aus demselben Winkel in Namibia aufgenommen wurden. | Observatorium Welwitschia Vlakte (A09)

Der Grund für den starken Abfall des SAN-Werts bei Menschen liegt darin, dass die Welwitschia nur zwei Blätter hat, die ihr ganzes Leben lang kontinuierlich wachsen. An der Basis der Blätter befindet sich ein Meristem, das ständig neue Zellen teilt. Während des Wachstumsprozesses wird es durch verschiedene äußere Kräfte zerrissen und spaltet sich dann in dieser schrecklichen Form in der freien Natur auf (stellen Sie sich Nudeln vor, die durch einen Nudelschneider laufen). Wenn die Zellen, die bis zu zehn Jahre leben können, absterben, verdorren die Blattspitzen und hängen trocken da.

Diese Welwitschia-Pflanze im Botanischen Garten Peking der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sieht sehr jung aus (vielleicht sogar älter als Sie ...), wer hatte als Kind nicht zwei Pferdeschwänze? | Meerstrandläufer

Früher glaubte man, dass es sich bei den Blättern der Welwitschia um zwei unreif gebliebene Keimblätter handele. Später widerlegten künstliche Züchtungen und anatomische Untersuchungen die Keimblatthypothese. Man ging davon aus, dass dies daran lag, dass das Apikalmeristem keine Chance hatte, sich zu entwickeln und als Seitenknospen aktiv blieb. Nun, ich habe mich von der Kinderfee des Tianshan-Gebirges in die kopflose ältere Schwester verwandelt.

Jemand hat das Wachstum der Welwitschia zwischen 1985 und 1998 gemessen und festgestellt, dass die Blätter durchschnittlich 0,37 mm pro Tag wuchsen und die Wachstumsrate hauptsächlich mit der Luftfeuchtigkeit und den Niederschlägen variierte. Wenn die Niederschlagsmenge im Hochsommer 11 mm übersteigt, verdreifacht sich die Wachstumsrate.

Harte Zeiten

Welwitschia betreibt tagsüber Photosynthese, was ein Akt der „Suche nach dem Tod“ zu sein scheint. Der jährliche Niederschlag in der Namib-Wüste beträgt nur 2 bis 200 mm. Die breiten Blätter in der Wüste können täglich einen Liter Wasser verdunsten. Vielleicht können die Stomata auf den Blättern der Welwitschia-Pflanze das aus Nebel kondensierte Wasser aufnehmen? Diese Hypothese wird jedoch nicht durch die Anatomie gestützt und die Blattwachstumsrate hat wenig mit der Entfernung von der Küste zu tun. Es könnte sich einfach um atlantischen Meeresnebel handeln, der auf dem Boden kondensiert und von den Wurzeln der Welwitschia absorbiert wird.

Im Laufe der Forschung stellte man fest, dass Welwitschia das nachts aufgenommene Kohlendioxid als Sedumsäure speichern kann, sodass sie ihre Stomata tagsüber für Lichtreaktionen nicht öffnen muss. Diese bei Sukkulenten häufig verwendete Wasserspartechnik – der Crassulacean-Säurestoffwechsel (CAM) – wird auch von Welwitschia verwendet, scheint aber nicht oft eingesetzt zu werden, sodass sie in früheren Beobachtungen nicht entdeckt wurde, was ziemlich rätselhaft ist.

Welwitschia in der namibischen Wüste | Ragnhild & Neil Crawford / Wikimedia Common

Unter der Erde ist das einfache Pfahlwurzelsystem der Welwitschia mit vier Mykorrhizaarten – symbiotischen Verbindungen von Pflanzenwurzeln und Pilzen – und mit den Mykorrhizanetzwerken zweier in der Namib-Wüste heimischer Gräser verbunden. Obwohl sie ohne Mykorrhiza überleben können, wachsen sie an Orten mit Gräsern und Mykorrhiza offenbar besser. In manchen Gebieten der Namib-Wüste ist die Welwitschia sogar zur dominierenden Art unter den mehrjährigen Pflanzen geworden.

Ein Verwandter der Kiefer?

Woher kommt dieses Monster, die Welwitschia? Es stammt aus einer monotypischen Familie und einer monotypischen Gattung und kann als „nicht verwandt“ bezeichnet werden, aber die Gnetales, zu denen es gehört, haben sich in viele Teile der Welt verbreitet, wie beispielsweise die Gattung Ephedra, die einen medizinischen Wert hat.

Das tibetische Meerträubel (Ephedra saxatilis) am Straßenrand in der Gemeinde Guyu im Kreis Zayu in Tibet ist wie die Welwitschia eine Pflanze aus der Ordnung der Gnetales. | Meerstrandläufer

Vergleicht man die Fortpflanzungsorgane der beiden oben genannten Pflanzen, kann man davon ausgehen, dass sie in gewisser Weise verwandt sind. Nun, in der Jurazeit waren sie eine Familie. Ein weiterer Zweig der Gnetales-Familie ist Gnetum, das eher wie „normale“ Kletterpflanzen, Sträucher und kleine Bäume aussieht. Angiospermen, deren Früchte die Samen bedecken, besiedeln den größten Teil der tropischen Wälder, aber das Gnetum, das Sie kaufen, ist lediglich eine hochwertige Imitation. Der Teil, der wie eine rote Frucht aussieht, ist der Samenmantel, der sich aus der falschen Blütenhülle außerhalb der Samenanlage entwickelt hat, und er hat keine strenge Eierstockstruktur.

Sie ähneln sich nicht nur im Aussehen, auch das Gewebe, das bei Gnetum vine Wasser transportiert, unterscheidet sich von den Tracheiden anderer Gymnospermen und weist Gefäße auf, die denen der Angiospermen ähneln. Obwohl es den Anschein macht, als würden sie sich überall gegenseitig imitieren, erschienen die Gnetales eine geologische Ära vor den heute vorherrschenden Angiospermen.

Weibliches Gnetum gnemon | gbohne / Wikimedia Commons

Im letzten Jahrhundert glaubte man lange Zeit, dass die Vorfahren der Angiospermen aus den Gattungen der Gattung Gnetales hervorgegangen seien. Da jedoch immer mehr Gene sequenziert werden, deuten die meisten Beweise darauf hin, dass es sich bei den Gnetales um die Schwestergruppe der Pinaceae handelt: Das heißt, Zypresse und Kiefer sind nicht so eng verwandt wie Welwitschia und Kiefer, und die Angiospermen sind sicherlich keine Nachkommen oder Schwestern der Gnetales.

Die Welwitschia-Pflanze ist zweihäusig. Die weiblichen und männlichen Fortpflanzungsorgane der Gymnospermen heißen Megasporen bzw. Mikrosporangien, wir werden sie hier jedoch einfach Zapfen nennen. Die Zapfen der Welwitschia-Pflanze ähneln tatsächlich ein wenig denen der Kieferngewächse, insbesondere denen der Tannen. Auch seine Samen haben kleine Flügel und werden ebenfalls durch den Wind verbreitet. Eine Pflanze kann Zehntausende Samen produzieren. Sein Pollen wird jedoch von Insekten bestäubt.

Weibliche Welwitschia im Rama IX Royal Park in Bangkok. In der Brutzeit ist es selten, ihn zu sehen. Meerstrandläufer

In Namibia blüht die Welwitschia-Orchidee von Januar bis März etwa acht Wochen lang. Sowohl männliche als auch weibliche Zapfen verströmen bei Hitze ein harziges Aroma und produzieren im täglichen Rhythmus Tropfen als Belohnung für die Bestäubung. Mindestens acht Fliegenarten sind Bestäuber, und auch Bienen und Ameisen könnten beteiligt sein. Obwohl Pollen vom Wind verweht werden können, ist Welwitschia für ihre Fortpflanzung grundsätzlich auf Insekten angewiesen. Vielleicht begannen ihre Vorfahren bereits in der Trias-Zeit mit der gemeinsamen Evolution der Insekten.

Der alte Gott, der dem Trend folgt

Dinosaurier entstanden und starben neben der Welwitschia-Orchidee, und heute nehmen vorbeikommende Oryxantilopen, Nashörner und Zebras gelegentlich ein oder zwei Bissen und genießen den uralten Geschmack. Die Blätter enthalten das kompakteste Chloroplastengenom aller der Menschheit bekannten Landpflanzen. Die Photosyntheseeffizienz der Welwitschia ist sehr gering und sie sieht aus wie ein „altes Auto“, aber tatsächlich entwickelt sich die DNA-Sequenz in ihren Chloroplasten schnell und bleibt unter dem Druck der natürlichen Selektion einfach.

Kürzlich entdeckten die Forschungsteams der Botanischen Gärten Xianhu und Wuhan sowie internationale Partner, dass das Kerngenom von Welwitschia durch DNA-Methylierung (durch das Hinzufügen einer großen Zahl von Modifikationen zum DNA-Molekül, um es intakt, aber unbrauchbar zu halten, was einer Versiegelung des Gens gleichkommt) den geringstmöglichen Energieverbrauch und ein ständig aktives Meristem aufrechterhält, ohne die genetische Information zu verändern, und so eine ultralange Standby-Zeit (in jeder Hinsicht) in der Wüste erreicht.

Botanische Illustration von Welwitschia. Die Anatomie ist nicht typisch für Gymnospermen, aber es handelt sich sicherlich nicht um eine echte Bedecktsamerpflanze. | Walter Hood Fitch / Curtis's Botanical Magazine (1863)

Im heutigen Klima haben die Angiospermen die meisten Gymnospermen in hochgelegene, kalte und unfruchtbare Gebiete verdrängt. Doch die alten Mesenteriales beteiligen sich noch immer an den Auseinandersetzungen der Neuen Welt, als hätten sie alle möglichen Alten ausprobiert. Die Evolution hatte nie eine feste Richtung oder Unterscheidung zwischen hoch und niedrig. Die Welwitschia-Orchideen, die in der Wüste überleben, sind ruhig, aber unter ihrer Oberfläche brodeln Unterströmungen. Sie sind sowohl Zeugen der Geschichte als auch eine weitere Möglichkeit für die Zukunft.

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