Wenn eine Titanenwurz anfängt zu blühen, zeigt sich ein Schauspiel, das in der Pflanzenwelt seinesgleichen sucht. Zuerst schiebt sich ein blasser Kolben aus der Erde und erreicht oft eine Höhe von rund drei Metern oder sogar mehr. Ein riesiges Blatt entfaltet sich und legt einen blutroten Mantel um den Kolben. Der intensive Geruch von verwesendem Fleisch verbreitet sich in der Luft, was der Pflanze den englischen Namen »corpse flower« verliehen hat, zu Deutsch Leichenblume. Rund 36 Stunden später ist die Blüte vorbei. Es können sieben Jahre oder mehr vergehen, bis es wieder so weit ist.

Mit ihrem fauligen Gestank und dem fremdartigen Aussehen stößt die Leichenblume ab und fasziniert zugleich. Botanische Gärten sowie andere Einrichtungen, die ein Exemplar besitzen, wissen nie lange im Voraus, wann die Pflanze blühen wird, aber sie bereiten sich auf den Fall gut vor. Denn diese Art aus der Familie der Aronstabgewächse, botanisch als Amorphophallus titanum bezeichnet, lockt oft mehr Besucher an als jede andere in ihren Sammlungen. Doch nicht nur die breite Öffentlichkeit, auch die Wissenschaft interessiert sich für die Titanenwurz, seit italienische Botaniker im späten 19. Jahrhundert erstmals das Pflanzenungetüm aus den Regenwäldern des westlichen Sumatra beschrieben.

Als Pflanzenevolutionsbiologe beschäftige ich mich überwiegend mit Farnen, also einer ganz anderen Pflanzengruppe. Aber die Titanenwurz weckte meine Neugier, weil ihre Mischung von Merkmalen auf eine ungewöhnliche Evolutionsgeschichte hindeutet. Neue Untersuchungen zeigen, wie das Gewächs zu seinen bizarren Eigenschaften gekommen ist. Darüber hinaus liefern diese Erkenntnisse faszinierende Beispiele für wenig bekannte Faktoren, die den Verlauf der Evolution maßgeblich beeinflussen können.

Um die Titanenwurz zu verstehen, hilft ein Blick auf ihren Aufbau. Wenn sie nicht blüht – also die meiste Zeit –, besteht die Pflanze im Grunde nur aus einer riesigen Knolle unter der Erde, die Energie als Stärke speichert, und einem einzigen enormen Blatt, das oberirdisch wächst und einem kleinen Baum ähnelt. Das manchmal über fünf Meter hohe Gebilde lebt etwa ein Jahr, betreibt Fotosynthese und schickt die erzeugte Nahrung zur Knolle, die über 100 Kilogramm schwer werden kann. Wenn es abstirbt, ruht die Knolle einige Monate, bevor sie ein neues Blatt treibt.

Sobald die Knolle groß genug ist, kann die Titanenwurz blühen. Sie ist dann oft schon zehn oder mehr Jahre alt, die Knolle muss ungefähr 20 Kilogramm erreicht haben. Wenn es so weit ist, bildet sie statt eines Blatts einen Blütenstand. Er besteht aus den beiden eingangs beschriebenen Hauptteilen: dem fingerartigen Kolben, dem Spadix, und dem mantelartigen Hochblatt, der Spatha. Auch wenn dieser Aufbau ungewöhnlich wirkt, dürfte er vielen bekannt vorkommen: Er ähnelt dem des Einblatts (Spathiphyllum), eines weiteren Mitglieds der Familie der Aronstabgewächse, das gern als Zimmerpflanze gezogen wird. Nur ist Amorphophallus eben viel größer.

Viele Menschen halten Spadix und Spatha für die Blüte der Titanenwurz. Doch die eigentlichen Blüten sitzen als winzige Strukturen unten am Spadix. In der Regel weisen sie keine klassischen Blütenorgane wie Blüten- oder Kelchblätter auf. Zudem sind sie eingeschlechtlich; die Titanenwurz ist also eine einhäusige Pflanze. Die weiblichen Blüten befinden sich ganz unten am Spadix, die männlichen etwas weiter oben. Erstere haben jeweils nur eine einzige winzige Frucht, letztere nur wenige Staubblätter. Kurzum: Sie sind auf das absolut Notwendige reduziert.

Ein außergewöhnliches Beispiel evolutionärer Mimikry

Die meisten bekannten Blütenpflanzen locken mit farbigen, duftenden Blüten Bienen, Schmetterlinge, Vögel und weitere Bestäuber an. Die Titanenwurz verfolgt eine andere Strategie. Sie hat sich im Lauf der Evolution so entwickelt, dass sie wie verrottendes Fleisch aussieht und riecht – und damit für Fliegen, Käfer und andere aasfressende Insekten attraktiv wird. Spatha und Spadix besitzen Falten, Unebenheiten und Verfärbungen, die verblüffend an verwesende Tiere erinnern.

Der Gestank perfektioniert die Täuschung. Wie viele andere Arten der Gattung Amorphophallus produziert die Titanenwurz spezielle schwefelhaltige Verbindungen, die Aasgeruch imitieren. Eric Schaller vom Dartmouth College und sein Team identifizierten 2024 Putrescin als weitere Geruchskomponente der Pflanze. Dieser Stoff liegt hier chemisch identisch vor wie in verwesendem Fleisch und trägt zu dessen Gestank bei. Sowohl in der Pflanze als auch in totem Gewebe entsteht die Verbindung beim Abbau bestimmter Aminosäuren – der Bausteine der Proteine.

Dass die Titanenwurz unabhängig exakt dieselben Moleküle wie verrottendes Fleisch produziert, ist bemerkenswert. Denn: Wenn sich im Verlauf der Evolution Mimikry entwickelt, entsteht dabei normalerweise kein völlig identisches Abbild. Ein Beispiel dafür sind bestimmte Spinnen, die Ameisen imitieren. Sie besitzen acht Beine wie alle Spinnen, während Ameisen sechs Beine und zwei Fühler haben. Als Teil ihrer Tarnung heben diese Spinnen zwei Beine und bewegen sie wie Fühler. Der Grund dafür ist, dass in der Evolution in der Regel nichts völlig neu entsteht, sondern vorhandenes Material sich verändert. Bei der Titanenwurz führte aber genau das ausnahmsweise zu einem identischen Endprodukt.

Eine andere evolutionäre Innovation der Pflanze sorgt dafür, dass sich ihr Gestank möglichst weit verbreitet, um zahlreiche Bestäuber anzulocken. Viele von aasfressenden Insekten bestäubte Pflanzen entwickeln Mechanismen zur Wärmeproduktion, damit die erwärmte Luft den Geruch nach oben tragen und so besser in der Umgebung verteilen kann. Die Titanenwurz nutzt dafür eine faszinierende Methode, wie Schaller und seine Kollegen herausfanden.

Blüte mit integrierter Heizung

Zunächst wandelt die Pflanze die in der Knolle gespeicherte Stärke in Zucker um. Diesen transportiert sie in den Kolben, wo die Mitochondrien – die »Kraftwerke« der Zelle – ihn verstoffwechseln. Normalerweise nutzt eine Zelle die dabei zur Verfügung gestellte Energie, um die diversen in ihr ablaufenden lebensnotwendigen Prozesse anzutreiben. Die Titanenwurz unterbricht jedoch den fein austarierten Vorgang in der sogenannten Atmungskette der Mitochondrien und setzt die Energie stattdessen als Wärme frei. Dabei kann sich der Spadix um mehr als zehn Grad Celsius über die Umgebungstemperatur hinaus aufheizen und erreicht Werte bis 37 Grad Celsius. In fast jeder anderen Situation wäre das pure Energieverschwendung. Hier aber hilft die Wärme, den Gestank weiterzutragen und mehr Insekten anzulocken, was die Bestäubungschancen erhöht.

Die Titanenwurz stößt schwefelhaltige Verbindungen in Mengen aus, die mit denen einer Mülldeponie vergleichbar sind

Die Intensität des Geruchs ist schier unglaublich. Delphine Farmer von der Colorado State University und ihre Kollegen maßen die von einer in einem Gewächshaus blühenden Titanenwurz freigesetzten Duftstoffe. Wie sie feststellten, stieß die Pflanze schwefelhaltige Verbindungen in Mengen aus, die mit denen einer Mülldeponie vergleichbar sind.

Abgesehen von ihrem grotesken Aussehen und ihrer üblen Duftnote besitzt die Titanenwurz eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft, die einen Einblick in die Mechanismen der Evolution gibt: das Missverhältnis der Größe einiger ihrer Strukturen. Evolutionsbiologen versuchen seit Langem, allmähliche Größenveränderungen bei Lebewesen besser zu verstehen. In der Fachliteratur wird etwa über die nach dem US-amerikanischen Paläontologen Edward Drinker Cope (1840–1897) benannte Regel diskutiert, nach der die Körpergröße bei Tieren in einer Abstammungslinie mit der Zeit zunimmt, oder über die Inselregel, der zufolge große Tierarten kleiner werden und kleine größer, wenn sie vom Festland her Inseln besiedeln. Die Titanenwurz zeigt eine bemerkenswerte Kombination entgegengesetzter Trends: Ihr Blütenstand entwickelte gigantische Ausmaße, während die Einzelblüten winzig wurden.

Dass Gigantismus und Zwergwuchs gleichzeitig in einem Organismus auftreten, wirft viele Fragen auf: Warum fand diese Entwicklung statt? Welches der beiden Phänomene entstand zuerst? Welche evolutionären Prozesse ermöglichten solche Veränderungen?

Wie Charles Davis von der Harvard University und sein Team herausfanden, bildeten sich extrem große Blütenstände und Blüten in der Stammesgeschichte mehrfach heraus, und zwar gerade bei Arten, die aasfressende Bestäuber anlocken. Möglicherweise ziehen sie solche Insekten dann effektiver an, weil sie mehr Duft verströmen und ihnen warme, sichere Aufenthaltsräume bieten. Und auch zur Eiablage bevorzugen derartige Bestäuber große Kadaver, weil ihre Larven dort mehr Nahrung finden.

Henne-Ei-Problem einmal anders

Wenn aber die Bestäuber Vorlieben für große Blütenstände haben, warum bleiben dann die eigentlichen Blüten der Titanenwurz so winzig? Um diese Frage zu klären, müssen wir wissen, welches Merkmal zuerst entstand. Das ist das klassische Henne-Ei-Problem – und wie bei Hühnern lässt sich die Antwort im evolutionären Stammbaum finden: Im Fall des Federviehs kam das Ei zuerst, denn sowohl fast alle Vögel als auch ihre nächsten Verwandten – Krokodile, Schildkröten, Schlangen, Echsen – legen Eier, und daher tat das wohl ebenso ihr gemeinsamer Vorfahr.

Bei Amorphophallustitanum zeigt sich in vergleichbarer Weise, dass alle Arten der Aronstabgewächse kleine Blüten besitzen, und viele weitere verwandte Familien ebenfalls. Das bedeutet: Die kleinen Blüten gab es schon lange, bevor sich der riesige Blütenstand der Titanenwurz entwickelte. Nicht nur das, sie könnten sogar die Richtung der Evolution dieser Pflanzenart vorgespurt haben. Denn wie Todd Barkman von der Western Michigan University und sein Team feststellen, verändert sich die Blütengröße in Abstammungslinien mit großen Blüten im Zuge der Evolution oft stärker als in solchen mit kleinen. Große Blüten erhöhen also die Wahrscheinlichkeit für die Entwicklung noch viel größerer Gebilde. Das scheint bei Rafflesia passiert zu sein, einer südostasiatischen Gattung aasimitierender Pflanzen, deren Einzelblüten so groß wie ein Gymnastikball werden.

Ihr Blütenstand entwickelte gigantische Ausmaße, während die Einzelblüten winzig wurden.

Die Titanenwurz und ihre Verwandten haben dagegen sehr kleine Blüten – und die Blütengröße dürfte sich demnach entsprechend wenig verändern, was die Entwicklung größerer Einzelblüten unwahrscheinlich macht. Der Selektionsdruck durch aasfressende Bestäuber führte daher eher zu umfangreicheren Blütenständen als zu größeren Einzelblüten. Andere Pflanzen wie Sonnenblumen oder Palmen besitzen ebenfalls riesige Blütenstände mit winzigen Blüten, was die Idee unterstützt, dass es sich dabei um eine generelle evolutionäre Regel handelt. Corypha umbraculifera, die Talipot-Palme, bildet mit bis zu acht Metern den längsten Blütenstand der Welt, der bis zu 25 Millionen gelbliche Miniblüten trägt.

Das zeigt: Wo eine Selektion auf Größe der Vermehrungsorgane im Zuge der Pflanzenevolution ansetzt, hängt von der Geschichte einer Abstammungslinie ab. Hatten Vorfahren kleine Blüten in Blütenständen, steigt die Wahrscheinlichkeit größerer Blütenstände – wie bei Amorphophallus. Besaßen sie hingegen eine einzige große Blüte, dürfte diese sich wie bei Rafflesia weiter vergrößern. Die beiden Aasblumen machen deutlich, wie stark Zufälle künftige Möglichkeiten eingrenzen. Sollte also einmal eine Titanenwurz in Ihrer Nähe blühen, hoffe ich, dass Sie sie besuchen – und dabei nicht nur über ihr Erscheinungsbild staunen, sondern auch über die evolutionsbiologischen Mechanismen, die zu dieser äußerst seltsamen Pflanze geführt haben.