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    Samen - vom Korn zur Pflanze

    “Die Samen der Vergangenheit sind die Früchte der Zukunft.” - Buddha

    Eine bekannte philosophische Fragestellung lautet “was war zuerst da: das Huhn, oder das Ei?”. Der philosophische Ansatz ist klar: ein Huhn wächst aus einem Ei heraus, aber damit das Ei existieren kann, muss es irgendeine Mutter - also ein Huhn ja gelegt haben. Evolutionsbiologen haben die Frage natürlich bereits beantwortet: das Ei lautet die Antwort. Übertragen auf die Pflanzenwelt ist die Sache nicht ganz so einfach - wenn die Frage lautet “was war zuerst da: der Samen oder die Pflanze?”, lautet hier die Antwort: die Pflanze.

    Woran liegt das? Ganz einfach: nicht alle Pflanzen vermehren sich über Samen. Moose zum Beispiel können sich über Zellteilung vermehren - aber nicht nur Moose, auch eine ganze Reihe “höherer Pflanzen” kann sich vegetativ vermehren, also praktisch “Ableger” bilden. Einige Pflanzen können auch beides - Erdbeeren zum Beispiel. Dennoch ist die Gruppe der Pflanzen, die Samen zur Vermehrung bilden eine große Gruppe. Die meisten Gemüsepflanzen und Obstpflanzen gehören dazu - wenngleich häufig auch andere Formen der Vermehrung auch auf natürlichem Wege für diese Pflanzen möglich sind.

    Verbreitung per Luftpost

    Die Verbreitung von Pflanzen mittels Samen ist für die Pflanze ziemlich komfortabel - vor allem, weil es Tiere und Menschen gibt. Dabei werden die reifen Früchte der Pflanzen aufgenommen, der unverdauliche Samen direkt mit einer ordentlichen Portion Dünger wieder abgegeben - in aller Regel an einer anderen Stelle. Ein sehr anschauliches Beispiel sind hier Wilde Chilis und Vögel. Die kleinen roten Früchte der wilden Chilis, wie Chiltepin, Ulupicas oder Cumari sie haben, sind gefundenes Fressen für Vögel. Die allermeisten Vogelarten haben nämlich keine Rezeptoren, die auf die Schärfe des Capsaicins reagieren. Für sie schmecken Chilis also in aller Regel nur fruchtig und im besten Fall süß. Da wilde Chilis zudem meist sehr klein sind und häufig sogar nach oben gerichtet wachsen und sich im reifen Zustand praktisch von selbst von der Pflanze lösen, kommen sie Vögeln als schneller Snack gerade gelegen. Anflug, Schnabel auf, Chili rein, Schnabel zu und weiter geht es. Da Vögel eine recht schnelle Verdauung haben, braucht der Samen nicht lange ungeschützt im Vogelmagen zu verweilen. Im Gegenteil: die Zeit ist ziemlich Ideal, um die Samenschale ein wenig durch die Magensäure anzurauen und weich zu machen. Eine perfekte Beigabe sind dann die im Vogelkot enthaltenen Pflanzennährstoffe - denn das, was das Tier nicht verarbeiten kann, ist für die Pflanze gefundenes Fressen. Da Vögel sich meist schnell und über große Strecken bewegen, steht einer zügigen und großflächigen Verbreitung nichts im Wege: passt der Nährboden dort, wo der Vogel sich erleichtert hat, kann eine Pflanze daraus wachsen.

    Ähnlich sieht das bei den meisten anderen Samenpflanzen auch aus: je nachdem, in welcher Region sie vorkommen, gibt es unterschiedlichste Transportwege - aber Tiere als “Vehikel” kommen dabei erstaunlich häufig vor.

    Pflanzen haben (Gruppen-)Sex

    Was zunächst nur nach einer reißerischen Überschrift klingt, bewahrheitet sich in der Praxis aber doch. In vielen Fällen bestehen die Blüten aus zwei Teilen - einem männlichen und einem weiblichen Teil. Denkt man an das eher scherzhafte “Bienchen und Blümchen”, trifft auf die Biene hier allerdings eher eine untergeordnete Rolle zu - ein nicht unerheblicher Teil der Gemüsepflanzen ist in der Lage, sich selbst zu befruchten. Ganz von allein klappt das natürlich auch nicht - aber ein bisschen Wind, der die Blüten schüttelt, reicht schon aus. Rhythmische Bewegungen eben, wie beim Menschen auch. Aber Pflanzen sind bei weitem nicht so schüchtern wie Menschen - während es in der einen Blüte hoch her geht, schauen dutzende andere nebenan zu - oder halten selbst Schäferstündchen. Dabei wird auch nicht wirklich auf ein „wer mit wem“ geachtet… gut, zugegeben… der Stempel der einen Blüte hat einen unüberwindbar weiten Weg zum nächsten Pollenblatt, aber hier helfen einmal mehr Wind (und Insekten wie Bienen), damit der Pollen von einer Blüte zur nächsten gelangt. Im Grunde kann man also schon behaupten, Pflanzen hätten Gruppensex.

    Über die Frucht zum Samen

    Ist eine Blüte bestäubt, wächst daraus - wenn die Rahmenbedingungen passen, eine Frucht. Und in (oder an) dieser Frucht entwickeln sich die Samen. Diese sind praktisch eine Art Embryo in einer Hülle, vergleichbar mit einem Ei. Im Samen enthalten ist neben einem kleinen Stück vermehrungsfähigem Gewebe auch Feuchtigkeit und Nährstoffe. Praktisch also bereits alles, was eine Pflanze in den ersten Stunden zum Leben benötigt. Umgeben wird der Samen von einer Samenhülle. Diese dient vor allem als Schutz: gäbe es diese Hülle nicht, würde der Keimling im Inneren bei der angesprochenen Verbreitungsmethode über Vögel wie weitere Nahrung einfach verdaut werden. Aber auch vor ungünstigen Umwelteinflüssen bietet die Hülle Schutz. Ausgelegt ist die Samenhülle auf die optimalen Voraussetzungen für eine Pflanze zum Keimen: je nachdem, welche Anforderungen die Pflanze braucht, ist die Hülle unterschiedlich robust ausgelegt und weist zudem einen entsprechende Form auf. Das Keimen selbst wird in aller Regel über zwei Dinge gesteuert: Feuchtigkeit, die in den Samen eindringt und eine Mindesttemperatur, die die Pflanze braucht, um sich entwickeln zu können.

    Dabei ist es natürlich auch spannend, zu wissen, wie es im inneren eines Samen aussieht. Das folgende Foto zeigt den Querschnitt eines Chilisamens der Art Capsicum Pubescens. Gut zu erkennen ist hier, dass unter der schwarzen Samenschale eine Art “Nährhülle” liegt, die ähnlich dem Eiweiß in einem Ei funktioniert. Darin eingebettet ist das eigentliche Keimmaterial.

    Unterschiedliche Farben, Größen und Formen

    Weitestgehend ungeklärt ist, welchen Einfluss die Farbe eines Samenkorns auf dessen spätere Entwicklung und auch die Verbreitung hat. Hier gibt es mehrere Ansätze die aber alle weiterhin viel Raum für Forschung lassen. Einer dieser Ansätze nennt die Farbe zum Schutz der Samen vor Fressfeinden. So wird ein Samenkorn, das in seiner Farbe dem typischen Substrat ähnelt, in dem es natürlich aufwächst, schlechter gefunden. Dieser Ansatz ergibt vor allem bei größeren Samen mit dickerer Schale Sinn: eine dickere Samenhülle bedeutet in aller Regel, dass die Samen vor widrigen Einflüssen geschützt werden sollen - und eine ganze Weile benötigen, um genug zu verwittern, damit der Keimling die Samenschale durchbrechen kann. Bei einigen Steinobstsorten kann es somit sein, dass ein Samen erst nach weit über einem Jahr oder gar mehreren Jahren keimt - wenn er durch die Witterung in der Erde verschwunden ist. Einen anderen Mechanismus verfolgen die meist sehr kleinsamigen Lichtkeimer: sie benötigen, um zu keimen, Tageslicht, was auf einen schnellen Vermehrungszyklus hindeutet.

    Und auch die Form ist ausschlaggebend: je lockerer und leichter das Substrat ist, in dem die Pflanze wächst, umso schwieriger ist es zum Beispiel für ein glattes Samenkorn, die Samenhülle abzustreifen. Eine strukturierte Form kann aber auch einen anderen Grund haben: zum Beispiel, wenn die Wurzel der Pflanze erst tief in das Erdreich eindringen soll, bevor die Pflanze über der Erde zu sehen ist - also praktisch als Widerhaken, um ein vorschnelles “auftauchen” zu verhindern.

    Wie unterschiedlich die tatsächlichen Oberflächen der Samen selbst bei einer Pflanzenart sein kann, verdeutlichen diese Computertomographie-Aufnahmen, die die Firma Strube GmbH & Co. KG freundlicherweise zur Verfügung gestellt hat.

    Die Bilder zeigen je zwei 3D-Aufnahmen einer Rocoto CAP357 (capsicum pubescens) und einer Jalapeño (capsicum annuum), die verdeutlichen, wie glatt die Jalapeño im Vergleich zu der Rocoto ist - was Rückschlüsse auf die Wurzelbildung beziehungsweise den bevorzugten Standort zulässt.

    Wichtig für die Pflanzen sind (fast) nur Feuchtigkeit und Temperatur

    Abgesehen von Bedingungen wie Licht oder Dunkelheit (vielen Samen ist das aber auch egal, sie keimen sowohl bei Licht, wie auch bei Dunkelheit), gibt es kaum Ansprüche, die ein Samenkorn zum Keimen stellt, außer der richtigen Temperatur (damit “weiß” der Samen, dass die Vegetationsperiode anfängt) und ausreichend Feuchtigkeit.

    Ein “Vorweichen” in Wasser, Kamillentee oder 1%iger Kaliumnitratlösung wurde bereits in diversen kleineren Versuchen untersucht und ist aktuell Bestandteil einer umfangreichen Studie. Die bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Behandlung nur minimale Unterschiede erkennen lässt. Ist das Substrat ausreichend feucht (und gegebenenfalls nährstoffreich), sind im Grunde die Vorweichparameter ohnehin erfüllt: für den Samen spielt es keine Rolle, ob er einen Tag im Wasserbad liegt und dann in der feuchten Erde ist, oder ob er direkt die Feuchtigkeit durch die Erde aufnimmt. Kaliumnitratlösung indes ist - in einer etwas geringeren Konzentration in normale Erde auch enthalten - zwar nicht direkt, aber in Form der beiden Pflanzennährstoffe Kalium und Stickstoff, gebunden an andere Elemente, die aber sehr wohl pflanzenverfügbar sind. Lässt man den Samen also nicht in einer Keimbox keimen, bei der es eine Rolle spielen könnte, ob Nährstoffe vorhanden sind, oder nicht, scheint also auch ein Vorweichen in Kaliumnitratlösung obsolet zu sein. Dennoch: ein entsprechendes Vorweichen bringt in der Regel kleine Vorsprünge - notwendig ist dies aber meist nicht.

    Wesentlich entscheidender ist die Keimtemperatur: während Tomaten vergleichsweise genügsam sind, sind Chilis zum Beispiel um einiges pingeliger. Tomaten keimen - wenn auch etwas langsamer und schwerer, problemlos ab 15 Grad. 24 bis 27 Grad sind für die meisten Tomatensorten optimal. Chilis mögen es wärmer: 20 Grad sollten es mindestens sein, optimal sind 27 bis 30 Grad.

    Text von Nico Jäkel