Natürliche Farbstoffe in Blüten Blau machen im Pflanzenreich – ein seltener Kraftakt

Blumen gibt es in allen Farben, doch blaue Blumen sind besonders selten. Den Grund dafür haben Forscher der Universität Bayreuth untersucht. So kommt es entscheidend darauf an, wo die Pflanzen wachsen und wie sie bestäubt werden.

Bayreuth – Blaue Blumen sind in der Natur eher selten. Nur sieben Prozent aller Blütenpflanzen weltweit werden vom menschlichen Auge als blau wahrgenommen. Aber warum sind blaue Blüten so eine Rarität? Ein Forscherteam der Uni Bayreuth hat eine Vielzahl von Erkenntnissen zur Farbe Blau in der Welt der Blütenpflanzen zusammengetragen und erstmals systematisch zueinander in Beziehung gesetzt.

Den Forschern fiel auf, dass besonders die Bestäubungsart eine Rolle bei der Blütenfärbung zu spielen scheint: Unter den europäischen Pflanzenarten, die hauptsächlich von Wind und Regen bestäubt werden, gibt es so gut wie keine, die dem Menschen blau erscheinen. Hingegen präsentieren sich die Blüten von 7,5 Prozent aller Blütenpflanzen, die vor allem von Insekten oder Vögeln bestäubt werden, dem Betrachter als blau. „Dieser Unterschied legt die Vermutung nahe, dass die Farbwahrnehmung der bestäubenden Organismen im Verlauf der Evolution die Herausbildung von Blütenfarben wesentlich beeinflusst hat“, sagt Prof. Dr. Anke Jentsch, von der Universität Bayreuth. „Deshalb lohnt es sich, der Frage nachzugehen, wie die Blüten von ihren jeweiligen Bestäubern wahrgenommen werden und welche Interaktionen dadurch ausgelöst werden“, fährt die Studienleiterin fort.

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Bienen fliegen auf blaue Blüten

Schon lange ist bekannt, dass die für die Fortpflanzung vieler Blumenarten unentbehrlichen Insekten, Vögel und Fledermäuse für andere Farbspektren empfänglich sind als die Menschen. Das menschliche Auge enthält drei Typen von Photorezeptoren, die auf rotes, grünes und blaues Licht reagieren. Bienen hingegen sind für rote Farben wenig empfänglich, können weniger gut zwischen gelb und weiß unterscheiden, nehmen aber dafür Farbmuster aus dem ultravioletten Bereich wahr – Blautöne nehmen sie mit besonderer Intensität wahr. „Bienen sehen die Farbenpracht der Blütenpflanzen also ganz anders als andere Bestäubergruppen oder als wir Menschen. Sie werden von blauen Blüten besonders stark angezogen“, sagt Jentsch.

„Aus ökologischer Sicht müssten wir die Bestimmungsbücher eigentlich umschreiben“, sagt die Biologin. Seit Charles Darwin und Carl von Linné habe man die menschliche Wahrnehmung von Blütenfarben zur Unterscheidung von Pflanzenarten herangezogen. Dabei sei es doch die Interaktion der Pflanzen mit ihren Bestäubern und deren Farbwahrnehmung, die für die Evolution relevant ist.

Solarzellen in Schmetterlingsoptik

Solarzellen in Schmetterlingsoptik

Gebirge beeinflussen Blütenfarbe

Die Anziehungskraft der Farbe Blau für die Bienen wirft allerdings die Frage auf, weshalb trotzdem nur vergleichsweise wenige der von Insekten und Vögeln bestäubten Pflanzenarten blaue Blüten entwickelt haben. Die Forscher sehen einen Erklärungsansatz in der Farbstoff-Chemie: Denn die Produktion eines blauen Blütenfarbstoffs für Pflanzen sehr aufwändig. An dem dafür erforderlichen chemischen Prozess sind sechs verschiedene farbgebende Substanzen, so genannte Anthocyane, und sechs korrespondierende Moleküle beteiligt, die zusammen mit Metallionen spezielle Ringstrukturen bilden.

Diesen hohen Aufwand betreiben nur Arten, die sich in einem harten Wettbewerb um Bestäuber durchsetzen müssen. Das ist insbesondere in einigen Hochlagen von Gebirgen der Fall, beispielsweise in den europäischen Alpen oder im Himalaya. Hier sind die klimatischen Lebensbedingungen für Insekten und andere Bestäuber besonders unfreundlich. Für Blütenpflanzen wiederum, die in sehr artenreichen Wiesen und Weiden heimisch sind und oftmals auf nährstoffarmen Böden überleben müssen, stellen blaue Blüten ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal dar: In der Konkurrenz mit anderen Arten in ihrer unmittelbaren Nachbarschaft sind sie besonders auffällig, sodass Bestäuber auch aus größerer Entfernung angelockt werden.

Mehr zum Phänomen Farbsehen gibt es in diesem Video von Mailab:

Blaue Blumen in Gefahr

Die Wissenschaftler warnen davor, dass der Flächenschwund in Wildnis- und Kulturlandschaften sowie die Intensivierung der Landwirtschaft in vielen Fällen nicht nur zum Insektensterben beiträgt, sondern auch den ohnehin niedrigen Anteil blauer Blütenpflanzen weiter verringert. „Es gibt zahlreiche Indizien dafür, dass die Ausweitung landwirtschaftlicher Flächen, der Einsatz von Kunstdünger, häufiges Mähen und eine intensive Weidewirtschaft zu Lasten artenreicher Vegetationen geht“, sagt Dr. Justyna Giejsztowt aus Neuseeland, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Arbeitskreis von Jentsch. So bestehe die Gefahr, dass blaue Blumen fast gänzlich aus dem Landschaftsbild verschwinden.

Originalpublikation: A. G. Dyer et al.: Fragmentary Blue: Resolving the Rarity Paradox in Flower Colors, Frontiers in Plant Science (2021); DOI: 10.3389/fpls.2020.618203

* Christian Wißler, Universität Bayreuth, 95447 Bayreuth

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