Bonner Institut für Organismische Biologie (BIOB)

Amorphophallus titanum

1998-01-01T00:00:00Z

Amorphophallus titanum Barthlott, Wilhelm; Lobin, Wolfram Die spektakulärste unter den rund 270000 bekannten Blütenpflanzen ist vermutlich Amorphophallus titanum: Als dunkel purpurfarbige Fontäne entfaltet er eine bis über drei Meter hohe übelriechende Blume - so groß, daß sich ein erwachsener Mensch darin verstecken könnte. Der wahrhaft unheimlichen Faszination dieses Regenwald-Titanen kann man sich kaum entziehen: Als sich in den Gewächshäusern des Botanischen Gartens der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität in Bonn im Mai 1996 gleich zwei dieser kurzlebigen Blumen entfalteten, lockten sie innerhalb weniger Tage ca. 30000 Besucher an.
Die Titanenwurz, ein Aronstabgewächs, wurde vor 119 Jahren von dem italienischen Botaniker ODOARDO BECCARI auf Sumatra entdeckt. Man würde erwarten, daß diese außerordentliche Pflanze inzwischen wissenschaftlich bestens untersucht ist - aber genau das Gegenteil ist überraschenderweise der Fall. Der Grund ist einfach: Amorphophallus titanum ist selten - sowohl in seiner Heimat als auch in der Kultur. Als sich 1987 in Bonn die erste Blume (morphologisch ist es ein Blütenstand) seit dem zweiten Weltkrieg öffnete, waren weltweit nur 21 Blühereignisse bekannt. Als wir die voll geöffnete Blume für eine genaue Untersuchung abschnitten - das hatte bis dahin nie jemand gemacht - zeigten schon die ersten Analysen Erstaunliches: sie wog bei aller Stabilität nur wenige Kilogramm, vermutlich die eleganteste LeichtbauKonstruktion im Pflanzenreich.
BECCARI hatte bereits 1878 Samen gesammelt, die über Florenz nach Kew bei London gelangten, wo die Pflanze zum erstenmal 1889 in Kultur blühte. Rund zwei Dutzend Pflanzen sind in den folgenden einhundert Jahren in Botanischen Gärten zur Blüte gelangt. Die größte Blume hatte eine Höhe von 270 Zentimetern, nach Expeditionsberichten wird sie in ihrer Heimat bis dreieinhalb Meter hoch. Noch gewaltiger ist das einzige Blatt, das sich aus der bis 75 kg schweren unterirdischen Knolle entfaltet: auf dem bis 5 Meter hohen Blattstiel entwickelt sich eine vielfach geteilte Blattspreite mit einem Durchmesser von ebenfalls bis zu 5 Metern. Unbefangene Betrachter halten das Ganze eher für einen Baum als für ein einzelnes Blatt.
Amorphophallus hat in Bonn eine lange Tradition - schon der Gründungsdirektor des Botanischen Gartens, C.G. NEES VON ESENBECK, beschäftigte sich vor 1829 mit dieser Gattung. Insgesamt gibt es rund 170 Amorphophallus-Arten in Afrika und vor allem in Asien. Heute ist in den Bonner Gewächshäusern eine der umfangreichsten Lebend-Sammlungen mit rund 25 Arten zusammengetragen; wovon die afrikanischen Arten monographisch bearbeitet werden. Unter diesen Arten gibt es wahre Zwerge, die nur 15 cm hoch werden - keine erreicht mit ihren Blumen auch nur annährend die Dimension von A. titanum. Die Titanenwurz wurde erstmals durch Professor MAX KOERNIKE, einem Schüler EDUARD STRASBURGERS, nach Bonn gebracht: er hatte 1934 in Sumatra Knollen gesammelt. Bereits vor dem zweiten Weltkrieg hatte A. titanum in den Jahren 1937 und 1940 in Bonn geblüht.
Die erste Pflanze nach dem Kriege blühte 1987 und es entstand die Idee, eine monographische Bearbeitung dieser spektakulären und doch überraschenderweise weitgehend unbekannten Pflanze anzufertigen. Der Abschluß verzögerte sich erheblich, es wurden zusätzlich elektronenmikroskopische und physiologische Arbeiten durchgeführt und weitere Kapitel bis hin zur Entdeckungsgeschichte und Gewebekultur integriert. Als die Arbeiten im Frühjahr 1996 druckfertig vorlagen entwickelten sich zwei weitere Blütenstände, die bestäubt werden konnten und Samen produzierten: die Entwicklung von rund 200 Jungpflanzen konnte erstmals studiert werden. Eine dieser beiden Pflanzen gelangte im Mai 1998 wiederum zur Blüte: es deutet sich damit an, daß möglicherweise im natürlichen Lebensrythmus des adulten A. titanum alternierend im Jahreswechsel jeweils ein Blatt und dann ein Blütenstand entwickelt wird.

The purity of sacred lotus

2026-02-22T00:00:00Z

The purity of sacred lotus Barthlott, Wilhelm Main conclusion Superhydrophobicity and self-cleaning (Lotus Effect) came only in focus of research after 1997. Botanic systematic studies led to a paradigm shift in materials science and numerous technical applications. However, physics behind it is still not fully understood. Details on the discovery, consequences, and open questions are presented.

Extreme water repellency (superhydrophobicity) is a feature of many biological surfaces from terrestrial cyanobacteria to green plants and animals. The initially controversially discussed publication "Purity of sacred Lotus or escape from contamination on biological surfaces" (Planta 1997) showed that defined hierarchically structured superhydrophobic surfaces reduce the adhesion of pathogens and particles as defense mechanism. The technical applicability was indicated, and the publication initiated about 2000 publications annually and numerous applications in our daily life. Although cuticular plant surfaces are probably the largest homogenous interfaces on our planet, they came very late in the focus of research. Functional principles, occurrence of self-cleaning biological surfaces, the physical background, patenting consequences, and open questions are discussed.

Die Selbstreinigungsfähigkeit pflanzlicher Oberflächen durch Epicuticularwachse

1991-01-01T00:00:00Z

Die Selbstreinigungsfähigkeit pflanzlicher Oberflächen durch Epicuticularwachse Barthlott, Wilhelm Pflanzliche Oberflächen (z.B. Blätter) sind häufig durch mikroskopische epicuticulare Wachsausscheidungen für Wasser unbenetzbar. Es wurde nachgewiesen, daß abperlende Regentropfen partikuläre Depositionen, deren Adhaesion an die Oberfläche ebenfalls verringert ist, quantitativ entfernen. Dieser bislang übersehene Selbstreinigungsmechanismus ("Lotos-Effekt") kann durch Umwelteinflüsse wie "Sauren Regen" oder Tenside nachhaltig gestört werden. Eine Übertragung dieser Eigenschaften auf künstliche Oberflächen könnte für die Produktion von Lacken oder Folien von großer Bedeutung sein. Die Arbeiten werden vom Bundesminister für Forschung und Technologie gefördert und z.T. in Zusammenarbeit mit dem Institut für Obstbau durchgeführt.

Low and facultative mycorrhization of ferns in a low-montane tropical rainforest in Ecuador

2025-07-08T00:00:00Z

Low and facultative mycorrhization of ferns in a low-montane tropical rainforest in Ecuador Michel, Jennifer; Lehnert, Marcus; Nebel, Martin; Quandt, Dietmar Kothe, Erika Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are amongst the most studied obligate plant symbionts and regularly found in terrestrial plants. However, global estimates of AMF abundance amongst all land plants are difficult because i) the mycorrhizal status of many non-commercial, wild plant species is still unknown, ii) numerous plant species engage in facultative symbiosis, meaning that they can, but do not always do, associate with mycorrhiza, and iii) mycorrhizal status can vary within families, genera, and species. To gain deeper insights to the distribution of the plant-AMF symbiosis we investigated the mycorrhizal status in some of the oldest lineages of extant vascular plants, Polypodiophytina (ferns) and lycophytes, in one of the hotspots of natural plant diversification, the tropical rainforest. Providing a new data set of AMF abundance for 82 fern species representing 19 families, we hypothesized that (1) AMF would be found in 60–80% of the studied plants and (2) plant species with AMF symbionts would be more abundant than non-mycorrhizal species. Both hypotheses were rejected while the following observations were made: (1) AMF occurred in 30.5% of studied species, representing 63% of the studied fern families, (2) AMF colonisation was not correlated with species abundance, (3) a small proportion of AMF-hosting ferns was epiphytic (6%) and (4) mycorrhization was inconsistent among different populations of the same species (facultative mycorrhization). While these observations align with previous studies on ferns, they emphasise that mycorrhization is not a taxonomic trait and underscore the challenges in estimating the global abundance of AMF. In addition, the occurrence of AMF in epiphytic plants and no net benefits of AMF for plant abundance indicate that the mycorrhization observed in this study likely comprises the commensalism to parasitism range of the symbiosis spectrum.