Botanischer Garten Kiel Botanischer Garten Kiel  

der Christian-Albrechts-Universitšt zu Kiel

Charles Darwin als Botaniker

  || Startseite ||
   
Aktivitäten im Darwinjahr: mehr>>  
Charles Darwin und die Botanik

Charles Robert Darwin (1809-1882) veränderte durch seine Schriften zur Evolutionstheorie im viktorianischen Empire für immer das naturwissenschaftliche und soziale Weltbild – und brachte den Menschen der Natur wieder näher, als deren Teil er sich durch Darwins Studien mehr denn je fühlen kann. Darwin war indes weder Geologe, noch Zoologe oder Botaniker. Er vereinte Fähigkeiten und – durch seine Weltreise – Weltanschauung auf allen diesen Gebieten in sich. Dennoch hat er auf allen drei Gebieten, die er bei der Aufstellung seiner Evolutionstheorie miteinander verknüpfte, jeweils singulär Bedeutendes geleistet. Seine monographische Darstellung der Rankenfüßer gilt bis heute als ein zoologisches Standardwerk, seine Hypothese über die Entstehung der Korallenriffe wurde von der modernen Geologie weitgehend bestätigt, und auch seine zahlreichen, wenn auch weithin unbekannten botanischen Bücher brachten zahlreiche neue Erkenntnisse. Mehr noch, Darwin, der sich selbst in maßloser Untertreibung als „botanischen Ignoramus“ bezeichnete, wird heutzutage zu den Pionieren der botanischen Forschung gerechnet. In jedem Falle bearbeitete er als einer der Ersten erfolgreich ökologische Studien und trug viel zum Verständnis von morphologischen Eigentümlichkeiten im Hinblick auf deren Entstehungsgeschichte und Funktion bei.


Wie alle jungen Naturforscher trieb es Darwin als Kind zunächst zu Tieren, bei ihm vor allem Insekten, und Gesteinen, doch schon als Schüler und Student sammelte er Pflanzen aller Art. In seiner Familie gab es zudem eine weitreichende gärtnerische Tradition, sowohl in der mütterlichen als auch in der väterlichen Linie. In Cambridge, seinem Studienort, fesselten ihn die Vorlesungen von John Stevens Henslow (1796-1861), der ihn auch auf gemeinsamen Spaziergängen mit Pflanzenkenntnissen bereicherte. Vor allem aber als angehender Naturforscher während der Weltreise mit der Beagle, bei der er mit dem überbordenden Reichtum der Tropenwälder in Kontakt kam und sich die Frage nach dem Verteilungsmuster der Organismen auf dem Erdball stellte, und bei den Vorarbeiten zu „Origin of Species“ mußte er sich intensiv mit botanischen Detailproblemen befassen, die er durch gründliches Studium der Fachliteratur und durch zahlreiche Experimente im Garten und Gewächshaus von Down House, seinem Wohnsitz in Kent, zu lösen versuchte. Zudem pflegte er enge Freundschaft mit drei führenden Botanikern seiner Zeit, mit dem erwähnten John Stevens Henslow, mit Joseph Dalton Hooker in Kew Gardens und Asa Gray in Harvard, die großen Einfluß auf Darwins naturwissenschaftliches Denken nahmen und bei denen er sich Rat in zahllosen Einzelfragen holte.


Unter solchen Umständen ist es erstaunlich, daß der produktive Autor Darwin bis in die Jahre nach dem Erscheinen seines Hauptwerkes keine einzige größere botanische Darstellung vorgelegt hat. Lange betrachtete er die Pflanzenkunde als eine „Hilfswissenschaft“ im Dienste umfassenderer Naturerkenntnis, nutzte andererseits aber die Vorteile eines im Empire schier unlimitierten Zuganges zu Tausenden von Arten, die er in seinem Garten halten, studieren, beobachten und manipulieren konnte. Aus Kew Gardens und mit Hilfe einer umfassenden Korrespondenz verschaffte er sich lebende Pflanzen und Samen.


1862 veröffentlichte er ein botanisches Werk mit dem Titel „On the Various Contrivances by which Orchids are Fertilised“, das 1877 eine zweite Auflage erlebte. Beide Auflagen wurden ins Deutsche übersetzt, die erste von Heinrich Georg Bronn (1800-1862) als „Charles Darwin über die Einrichtungen zur Befruchtung britischer und ausländischer Orchideen durch Insekten und über die günstigen Erfolge der Wechselbefruchtung“, die Bronn allerdings „mit Nachträgen und Verbesserungen“ willkürlich veränderte, die zweite, maßgebliche von Julius Victor Carus (1823-1903): Die verschiedenen Einrichtungen, durch welche Orchideen von Insecten befruchtet werden. So ist eine Orchideen-Arbeit, zu der er durch wild aufgefundene Orchideen auf einem Familienspaziergang angeregt wurde, sein publizistischer Einstieg in ein sich immer weiter auffächerndes Feld, auf dem er Daten und Fakten für die weitere Verfeinerung seines evolutiven Weltbildes sammelte.


Angeregt durch das bereits 1793 erschienene „wunderbare“ Buch „Das entdeckte Geheimnis der Natur“, dessen Berliner Verfasser Christian Konrad Sprengel (1750-1816) als erster die Insektenbestäubung der Blüten erkannt hatte, ging Darwin, systematisch experimentierend und sorgfältig beobachtend wie immer, der noch offenen Frage nach, wie sich die Befruchtung durch Pollen von Blüten derselben Pflanze und von Blüten einer anderen artgleichen Pflanze auswirke.


Trotz Sprengels Erkenntnis herrschte um 1860 noch allgemein die Ansicht vor, die Selbstbefruchtung sei das Normale und die Fremdbestäubung angesichts der Zwittrigkeit der meisten Blütenpflanzenarten eigentlich eine überflüssige Ausnahme. Doch Darwin war anderer Meinung. Er glaubte, nur bei der Fremdbestäubung komme es zu einer Kreuzung zwischen verschiedenen Individuen und damit zu einer hinreichenden Variationsbreite, in der die Selektion wirksam werden könne. Dies nachzuweisen war des Evolutionsbiologen Darwin erstes Ziel und gelang ihm besonders überzeugend bei den Orchideen, deren kunstvolle Blüten auf die Fremdbestäubung durch Insekten eingerichtet sind. Zugleich ging es Darwin darum, die Anpassung bestimmter Blütenformen an bestimmte Insekten zu demonstrieren – eine Erscheinung, die für ihn ebenfalls nur mit einem evolutionären Ausleseprozeß zu erklären war. Er wollte „zeigen, daß die Vorrichtungen, durch welche Orchideen befruchtet werden, ebenso vielfältig und fast so vollkommen sind wie die schönsten Anpassungen im Tierreich“. Bei seinen Studien fand er viele „Schlüssel für die natürliche Auslese“.


An zwei Beispielen wird das besonders deutlich. Im ersten handelt es sich um eine auf Madagaskar beheimatete Orchidee, Angraecum sesquipedale, mit einem extrem langen Sporn (je nach Kondition der Pflanze zwischen 20 und 35 cm), an dessen Ende der Nektar bereit gehalten wird. Darwin sagte in seinem Orchideenbuch voraus, daß es folglich auf Madagaskar eine Schmetterlingsart geben müsse, die über einen ebenso stark verlängerten Saugrüssel verfüge, und tatsächlich wurde dort über 40 Jahre später, 1903, ein Schwärmer entdeckt, der die – bis dahin vielbespöttelte – Prophezeiung exakt erfüllte! Er wurde als Xanthopan morgani praedicta beschrieben, die Unterart allerdings später wieder eingezogen, weil sich kein Unterschied zu der vom afrikanischen Kontinent bekannten Art ausmachen ließ. „Praedicta“, also „vorhergesagt“, bezog sich auf Darwins evolutionsbiologische Voraussicht.


Im zweiten Fall stand Darwin jedoch vor einem Rätsel, das er nicht zu lösen vermochte, und das erst nach dem II. Weltkrieg als raffinierter Anpassungsmechanismus enthüllt wurde. Bei manchen Orchideen (Ophrys u.a.) fehlen Sporn und Nektarium, und dennoch findet eine Fremdbestäubung statt. Daß die Blüten in einer gewissen Weise Insektenweibchen ähneln, wurde zwar wahrgenommen, aber eingehendere Beobachtungen der vor allem im Mittelmeerraum beheimateten Arten fehlten. Heute wissen wir, daß männliche Insekten durch die eigentümlich geformte und gefärbte Blüte, die einem Insektenweibchen ähnelt, angezogen werden und eine „Scheinkopulation“ ausführen, bei der sie Pollenpakete aufgeklebt erhalten und anschließend auf andere Blüten übertragen. Dieses Phänomen wurde „Täuschsexualität“ genannt; heute firmieren die Ophrys-Arten als „Sexualtäuschblumen“.


Man erkennt, daß Darwins Interesse nicht so sehr botanischen Sachverhalten im engeren Sinne galt, sondern eher biologischen Grenzbereichen oder Aktionsfeldern, in denen Naturzusammenhänge und adaptive oder evolutionäre Vorgänge sichtbar werden. Das zeigt sich auch in seinem nächsten Werk „The Variation of Animals and Plants under Domestication“ (Das Variieren der Tiere und Pflanzen im Zustande der Domestication), das 1868 erschien, sofort ins Deutsche übersetzt wurde, und eng mit „Origin of Species“ verknüpft ist, ja im Grunde nur eine Ausweitung der beiden ersten Kapitel seines Hauptwerkes darstellt. Er trägt hier gleichsam das Belegmaterial für die Variabilität der tierischen und pflanzlichen Zuchtformen nach, das er für „Origin of Species“ gesammelt hatte, dort aber nicht unterbringen konnte, weil er seine große Evolutionsdarstellung unter Zeitdruck zu einem „Auszug“ verkürzen mußte. Am Ende des zweiten Bandes entwickelte er zusätzlich, um die Lücke in seinem Vererbungskonzept zu schließen, seine Pangenesis-Hypothese. Pangenesis war Charles Darwins hypothetischer Mechanismus, um die zu seiner Zeit noch nicht verstandene genetische Vererbung zu erklären. Diese „provisorische Hypothese“ stellte er 1868 in „The Variation of Animals and Plants“ vor, um „eine Fülle von Fakten zu verbinden, die gegenwärtig unzusammenhängend erscheinen“.


Als nächste Buchveröffentlichung auf dem Gebiet der Botanik erschien 1875 „The Movements and Habits of Climbing Plants“ (Die Bewegungen und Lebensweise der kletternden Pflanzen); sie ging allerdings aus einer längeren wissenschaftlichen Abhandlung hervor, die bereits 1865 gedruckt worden war („On the movements and habits of climbing plants“ im Journal of the Linnean Society of London (Botany) 9 (Read 2 February), S. 1-118 mit 13 Abbildungen. Darwin betrieb Verhaltenskunde an Pflanzen, angeregt durch Beobachtungen von einem seiner Krankenlager aus. Er hatte über das Problem der Kletterpflanzen lange nachgedacht und unzählige Versuche angestellt, um die Gesetzmäßigkeit der Rankenbildung und ‑bewegungen zu ergründen. Aufgrund vergleichender Untersuchungen zahlreicher Lianenarten konnte er das Vorhandensein zahlreicher Übergangsformen und Anpassungsmechanismen nachweisen, die sich ausgezeichnet mit dem Selektionsprinzip erklären ließen.


Die Beschäftigung mit dem Vorgang der Rankenbildung und –bewegung führte zu weiteren Experimenten, die Darwin zusammen mit seinem Sohn Francis (1848-1925) unternahm, und schließlich zu einem neuen Buch, das 1880 erschien und sich allgemein mit den Bewegungskräften der Pflanzen (Triebe, Wurzelspitzen, Blütenteile usw.) befaßte: „The Power of Movement in Plants“ (Das Bewegungsvermögen der Pflanzen, übersetzt 1881).


Die Darwins, Vater und Sohn, haben in jenen Jahren ununterbrochen experimentiert und zu diesem Zweck die raffiniertesten Versuchsanordnungen ausgetüftelt. Denn auch der zwischenzeitlich (1875) erschienene stattliche Band „Insectivorous Plants“ (Insektenfressende Pflanzen) stellt das Resultat vieler Testreihen und feinster Beobachtungen dar. Darwin arbeitete vor allem mit Sonnentau (Drosera), dessen „Freßverhalten“ er schon 1860 erstmals in der Natur bestaunt hatte, aber auch mit zahlreichen anderen insekten- bzw. fleischfressenden Pflanzen, deren Bau und Physiologie er in allen Einzelheiten beschrieb. So entstand für dieses botanische Spezialgebiet eine Gesamtdarstellung, die ohne Vorbild war und bis heute grundlegend geblieben ist. 30 Holzschnitte begleiteten diese Veröffentlichung.


Ein Jahr später, 1876, veröffentlichte Darwin bereits ein neues Werk, in dem er die Ergebnisse seines Orchideenbuches verallgemeinerte und den experimentell gesicherten Nachweis führte, daß der Fremd- oder Kreuzbefruchtung ein erhöhter biologischer Wert zukommt. Es gelang ihm, aufzuzeigen, daß die Nachkommen von kreuzbefruchteten Pflanzen in den meisten Fällen zahlreicher, größer, lebenskräftiger und fruchtbarer ausfallen als die Ergebnisse der Selbstbestäubung, selbst bei solchen Arten, die normalerweise selbstbestäubt sind, wie jedermann das von Bohnenarten kennt. Dieses Buch trägt den Titel „The Effects of Cross and Self Fertilisation in the Vegetable Kingdom“ (Die Wirkungen der Kreuz- und Selbst-Befruchtung im Pflanzenreich, wiederum von Carus übersetzt).


Erneut ein Jahr später (1877) folgte ein Beitrag zur Blütenbiologie „The Different Forms of Flowers on Plants of the Same Species“ (Die verschiedenen Blütenformen an Pflanzen der nämlichen Art), der sich unter anderem mit den heterostylen (verschiedengriffeligen) Blüten der Primel und des Weiderichs befaßt und auf Artikel von 1858 „On the agency of bees in the fertilisation of papilionaceous flowers, and on the crossing of kidney beans“ im Gardeners' Chronicle No. 46 (13 November), S. 828-829, und von 1862 „On the two forms, or dimorphic condition, in the species of Primula, and on their remarkable sexual relations“ [Read 21 November 1861] im Journal of the Proceedings of the Linnean Society of London (Botany) 6, S. 77-96, zurückgeht.


Zwei Jahre vor Darwins Tod wurde das bereist erwähnte Werk über das Bewegungsvermögen der Pflanzen publiziert, und als letztes Buch erschien im Oktober 1881 eine Untersuchung mit dem bezaubernden Titel „The Formation of Vegetable Mould, through the Action of Worms“ (Die Bildung der Ackererde durch die Tätigkeit der Würmer), die 1869 schon einen kleinen Vorläufer mit dem Titel „The formation of mould by worms“ im Gardeners' ChronicleNo. 20 (15 May), S. 530, hat.


Den Regenwürmern also, diesen verborgen lebenden, von den meisten für unansehnlich gehaltenen, aber für den Haushalt der Natur so wichtigen Geschöpfen, die durch ihr unablässiges Wühlen, Fressen und Ausscheiden das Pflanzenwachstum nachhaltig fördern, galt die letzte Denkbemühung des greisen Forschers, der mit seiner Evolutionstheorie die Welt erschüttert hatte. Diese Studie, gewissenhaft wie alles, was er schrieb, und vollkommen im Einklang mit seinem naturfrommen Wesen, ist aus heutiger Sicht eine Pioniertat auf dem damals noch unerschlossenen Gebiet der ökologischen Wissenschaft und geht den Pflanzen, die Darwin so viel in seinem Leben bedeuteten und ihm zu weitreichenden Erkenntnissen verhalfen ein letztes Mal auf den Grund.

Charles Darwins Herbarium wird in der University of Cambridge aufbewahrt, Belege sind aber auch im größten Herbarium der Welt in Kew Gardens hinterlegt. In Kiel werden wir 2009 im Botanischen Garten der Pflanzenstudien Darwins gedenken, es wird eine gemeinsame Ausstellung des VBio und des Botanischen Gartens in der Universitätsbibliothek Kiel geben und ein von der VolkswagenStiftung gefördertes Projekt „Wunder der Evolution“ wird in einem digitalen Theater Darwins Orchideenstudien erlebbar machen. Die Vorbereitungen für den 200sten Geburtstag tragen also Früchte.

Dr. Martin Nickol, M.A., F.L.S.

 
  Dr. Martin Nickol, M.A., F.L.S. 01.08.2008