Pollen — Wunder oder Plage?

VON EINEM ERWACHET!-MITARBEITER IN AUSTRALIEN

Hatschi! Ein kräftiges Niesen, verbunden mit juckenden, feuchten Augen und einer triefenden, gereizten Nase, kündigt bei Millionen Menschen den Frühling an. Allergische Reaktionen dieser Art werden gewöhnlich durch Pollenschwaden in der Luft ausgelöst. Wie die Zeitschrift BMJ (früher British Medical Journal) berichtete, leidet in den Industrienationen schätzungsweise jeder Sechste an einer saisonalen Pollenallergie, auch Heuschnupfen genannt. Diese Zahl überrascht kaum, wenn man bedenkt, welche ungeheure Menge Blütenstaub die Pflanzen in die Luft schleudern.

Nach wissenschaftlichen Schätzungen stoßen die Fichtenwälder allein im südlichen Drittel Schwedens ungefähr 75 000 Tonnen Pollen im Jahr ab. Eine einzige Ambrosienkrautpflanze — die Geißel nordamerikanischer Heuschnupfenkranker — kann täglich eine Million Pollenkörner produzieren. Wie man festgestellt hat, weht der Wind den Blütenstaub des Ambrosienkrauts unter Umständen 3 Kilometer in die Höhe und bis zu 600 Kilometer weit aufs Meer hinaus.

Aber warum lösen Pollen bei manchen Menschen Allergien aus? Bevor wir uns dieser Frage zuwenden, wollen wir so ein kleines Pollenkorn einmal näher unter die Lupe nehmen, um zu sehen, wie erstaunlich es gestaltet ist.

Leben in einem winzigen Korn

Pollen, so schreibt die Encyclopædia Britannica, entstehen „im Staubbeutel, das heißt im männlichen Apparat der Samen tragenden Pflanzen, und werden durch verschiedene Medien (Wind, Wasser, Insekten usw.) zum Stempel, dem weiblichen Fortpflanzungsorgan, transportiert, wo die Befruchtung stattfindet“.

Die Pollenkörner der Blütenpflanzen bestehen aus drei verschiedenen Teilen — einem Kern aus Spermazellen und einer Wandung oder Schale aus zwei Schichten. Die widerstandsfähige Außenschicht ist äußerst zerfallsbeständig und kann scharfen Säuren, Alkalien, ja sogar starker Hitze standhalten. Trotzdem sind Pollen mit wenigen Ausnahmen in der Regel nur einige Tage oder Wochen keimfähig. Die feste Schale hingegen kann Tausende von Jahren unbeschadet überdauern. Daher ist im Erdboden eine Fülle von Blütenstaub zu finden. Tatsächlich konnten Wissenschaftler durch das Studium von Pollen, die sie in Bodenproben aus unterschiedlicher Tiefe gefunden hatten, vieles über die Geschichte der Pflanzenwelt herausfinden.

 Über diese Geschichte kann man ziemlich genaue Angaben erhalten, denn Pollenkörner weisen eine ganz spezifische Oberflächenstruktur auf. Sie kann je nach Pollentyp glatt, gemasert, gemustert, stachlig oder knotig sein. „So kann man jede Art an ihren Pollen ebenso sicher erkennen wie einen Menschen an seinem Fingerabdruck“, sagt Vaughn M. Bryant jr., Professor für Anthropologie.

Wie Pflanzen bestäubt werden

Kommt ein Pollenkorn mit der Narbe am oberen Ende des Stempels in Berührung, dann bringt eine chemische Reaktion das Pollenkorn zum Schwellen und es treibt einen Schlauch, der bis zur Samenanlage hinabreicht. Durch diesen wandern Spermazellen aus dem Pollenkorn zur Samenanlage, wo ein befruchteter Samen entsteht. Ist dieser gereift, braucht er nur noch den richtigen Boden, um zu keimen.

Während bei einigen Samen tragenden Pflanzen die Geschlechter getrennt auftreten, bringt doch bei den meisten ein und dieselbe Pflanze sowohl Pollen als auch Eizellen hervor. Manche Pflanzen sind Selbstbestäuber; andere sind Fremdbestäuber, das heißt, der Blütenstaub einer Pflanze wird zu einer artgleichen oder eng verwandten anderen Pflanze getragen. Die Fremdbestäuber „verhindern oft eine Selbstbestäubung, indem sie ihre Pollen abwerfen, wenn die eigenen Narben nicht mehr oder noch nicht empfangsbereit sind“, heißt es in der Britannica. Andere haben das nötige chemische Rüstzeug, um ihren eigenen Blütenstaub von dem einer anderen Pflanze ihrer Art zu unterscheiden. Wenn sie ein Pollenkorn als ihr eigenes erkennen, inaktivieren sie es oft dadurch, dass sie das Entstehen des Pollenschlauchs verhindern.

In einer Gegend, wo eine vielfältige Vegetation gedeiht, kann die Luft ein wahrer Pollenmix sein. Wie fangen Pflanzen genau die richtigen Pollen ein? Manche machen sich komplexe aerodynamische Gesetzmäßigkeiten zunutze. Das ist zum Beispiel bei Kiefern der Fall.

Den Wind abernten

Männliche Kiefernzapfen wachsen in Büscheln. Wenn sie reif sind, geben sie Schwaden von Pollen ab, die der Wind wegträgt. Wie Wissenschaftler entdeckt haben, lenken die weiblichen Kiefernzapfen und die sie umgebenden Nadeln den vorbeiziehenden Luftstrom in einer Weise um, dass vom Wind angewehte Pollenkörner zu den Samenanlagen der Zapfen gewirbelt werden und sich dort absetzen. Bei empfangsbereiten weiblichen Zapfen liegen diese Flächen frei, wenn sich die Schuppen leicht öffnen.

Der Forscher Karl J. Niklas hat sich eingehend mit der genialen Aerodynamik des Pollenfangs bei  Kiefernzapfen beschäftigt. In der Zeitschrift Spektrum der Wissenschaft schreibt er: „Nach den Ergebnissen unserer Untersuchungen erzeugt die charakteristische Zapfenform jeder Coniferenart ein für sie spezifisches Luftströmungsmuster. . . . Entsprechend zeichnet sich jeder Pollentyp durch eine ganz bestimmte Größe, Form und Dichte aus — Faktoren, die sein Verhalten in der Strömung festlegen.“ Wie effektiv sind diese Mechanismen? Niklas erklärt: „Die meisten von uns untersuchten Zapfen filterten selektiv die eigenen Pollen aus der Luft und ließen die anderen passieren.“

Natürlich wird für die Bestäubung von Pflanzen nicht immer der Wind eingespannt — zur großen Erleichterung der Allergiker. Viele Pflanzen werden von Tieren bestäubt.

Vom Nektar verführt

Pflanzen, die durch Vögel, kleine Säugetiere oder Insekten bestäubt werden, heften ihre Pollenkörner normalerweise mit Häkchen, Stacheln, klebrigen Fäden oder dergleichen an den Körper der Futter suchenden Bestäuber. Eine haarige Hummel zum Beispiel kann rund 15 000 Pollenkörner auf einmal mitschleppen!

Bienen sind übrigens die wichtigsten Bestäuber der Blütenpflanzen. Zur Belohnung erhalten sie dafür süßen Nektar und Pollen als Nahrung; die Pollen liefern Eiweiße, Vitamine, Mineralstoffe und Fette. Eine Biene kann in einem außergewöhnlichen Akt der Kooperation auf einem einzigen Flug über 100 Blüten anfliegen. Dabei sammelt sie aber Pollen und/oder Nektar immer nur von einer Pflanzenart, und zwar so lange, bis sie genügend hat oder nichts mehr findet. Durch dieses bemerkenswerte Instinktverhalten wird eine wirksame Befruchtung gewährleistet.

 Von Blumen hereingelegt

Manche Pflanzen bieten keine süßen Belohnungen an, sondern verlassen sich auf raffinierte Täuschungsmanöver, um Insekten dazu zu bringen, sie zu bestäuben. Nehmen wir zum Beispiel die in Westaustralien heimische Hammerorchidee. Die Unterlippe der Hammerorchideenblüte könnte selbst ein menschlicher Betrachter leicht mit dem plumpen, flügellosen Körper bestimmter Wespenweibchen verwechseln. Die Blüte gibt sogar einen Duft ab, der mit dem Sexualpheromon (Sexuallockstoff) des Wespenweibchens chemisch identisch ist. Genau über diesem attraktiven Scheinweibchen hängen an den Staubfäden klebrige Beutel voller Blütenstaub.

Wird ein Wespenmännchen vom Duft der Pheromon-Imitation angelockt, schnappt es sich den Köder mit festem Griff und versucht, mit seiner neuen Eroberung davonzufliegen. Doch beim Abheben wird der Wespenmann mitsamt seiner „Auserwählten“ Hals über Kopf in die klebrigen Pollensäcke geschleudert. Er bemerkt seinen Fehler und lässt die Attrappe wieder los, die praktischerweise wie an einem Scharnier befestigt ist und in ihre Ausgangsstellung zurückschwingt. Dann fliegt er davon, nur um bei der nächsten Hammerorchidee erneut hereingelegt zu werden. * Diese bestäubt er mit dem Blütenstaub, den er bei seiner vorherigen Begegnung abbekommen hat.

Wenn die Wespenweibchen paarungsbereit sind, entscheiden sich die Männchen allerdings nie für den Köder der Orchideen, sondern immer nur für die echten Weibchen. Passenderweise blühen deshalb die Orchideen schon einige Wochen vor dem Schlüpfen der in der Erde verpuppten Wespenweibchen und verschaffen sich somit einen Zeitvorsprung.

Warum Allergien?

Wieso sind manche Menschen gegen Blütenstaub allergisch? Wenn winzige Pollenkörner in die Nase geraten, bleiben sie an einer Schleimschicht haften. Von dort gelangen sie in den Hals und werden geschluckt oder ausgehustet, ohne irgendwie Schaden anzurichten. Manchmal reizen sie jedoch das Immunsystem.

Dabei wird das Eiweiß der Pollen zum Problem. Aus irgendwelchen Gründen wertet das Immunsystem des Allergikers das Eiweiß gewisser Pollen als Bedrohung. Der Körper reagiert, indem er eine Kettenreaktion in Gang bringt: Die Mastzellen im Körpergewebe setzen unverhältnismäßig viel Histamin frei. Dieses wiederum bewirkt, dass sich die Blutgefäße erweitern und durchlässiger werden, sodass Flüssigkeiten austreten, die reich an Immunzellen sind. Unter normalen Umständen wandern diese an die Stelle des Körpers, wo eine Verletzung oder eine Infektion vorliegt, und helfen, schädliche Eindringlinge zu beseitigen. Bei Allergikern dagegen löst Blütenstaub blinden Alarm aus, was sich in einer gereizten, triefenden Nase, in geschwollenem Gewebe und tränenden Augen äußert.

Wie Experten annehmen, wird die allgemeine Neigung zu Allergien vererbt, jedoch nicht notwendigerweise die Reaktion auf ein ganz bestimmtes Allergen. Bei der Sensibilisierung könnte auch Umweltverschmutzung eine Rolle spielen. „In Japan wurde ein direkter Zusammenhang festgestellt zwischen der Überempfindlichkeit gegen Pollen und der Nähe zu Gegenden, in denen die Umgebungsluft große Mengen Dieselabgaspartikel enthielt“, hieß es in der Zeitschrift BMJ. „Tierversuche deuten darauf hin, dass diese Partikel die allergische Sensibilisierung erhöhen.“

Zum Glück können bei vielen Betroffenen die Symptome durch so genannte Antihistaminika gelindert werden. * Wie der Name schon andeutet, wird durch solche Medikamente die Histaminwirkung gehemmt. Obwohl einem Blütenstaub ziemlich übel mitspielen kann, muss man doch tief beeindruckt sein von der genialen Gestaltung und Verbreitung dieser winzigen Körner, die neues Leben bergen. Ohne sie wäre unsere Erde wirklich ein trostloser Planet.

[Fußnoten]

[Diagramm auf Seite 24, 25]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Stempel

Samenanlage

Fruchtknoten

Pollenschlauch

Narbe

Pollenkorn

Staubblatt

Staubbeutel

Kronblatt

[Bildnachweis]

NED SEIDLER/NGS Image Collection

[Bilder auf Seite 25]

Verschiedene Pollenkörner mikroskopisch betrachtet

[Bildnachweis]

Pollenkörner: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Bilder auf Seite 26]

Ein Teil der Hammerorchideenblüte ähnelt einem Wespenweibchen

[Bildnachweis]

Fotos der Hammerorchidee: © BERT & BABS WELLS/OSF

[Bildnachweis auf Seite 24]

Pollenkörner: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.

[Bildnachweis auf Seite 26]

Pollenkörner: © PSU Entomology/PHOTO RESEARCHERS, INC.