Wie passen Blüten in ihre Knospen?

Es ist immer wieder überraschend, wie sich aus kleinen Knospen große Blüten entfalten können. Und tatsächlich handelt es sich um eine Entfaltung, die beim Erblühen abläuft – und nicht etwa um einen schnellen biologischen Wachstumsprozess: In den kleinen grünen Kelchblättern, die zuvor die Knospe umhüllen, stecken sowohl die farbigen Kronblätter als auch Staubblätter und Stempel. Alle Bestandteile der Blüte sind also bereits vollständig in der Knospe enthalten.

Gefaltet, aufgerollt oder dicht geschichtet

Den meisten Platz beanspruchen die Kronblätter. Da diese zwar flächenmäßig groß, zugleich aber sehr dünn sind, können sie gefaltet, aufgerollt und überlappend in der Knospe untergebracht sein. Die genaue Technik hängt von der jeweiligen Pflanze ab. Bei Tulpenblüten dominieren beispielsweise Ziehharmonikafaltungen, während die Blütenblätter bei Dahlien zumeist eng aufgerollt in der Knospe lagern.

Bestandteile einer Blüte

Bei Rosen wiederum liegen die Blätter dachziegelartig übereinandergeschichtet und sind kreisförmig um die Knospenmitte angeordnet, wobei sich benachbarte Blätter in variierenden Mustern überlappen. Bei vielen Malvengewächsen überdecken sich die Blütenblätter dagegen stets auf der gleichen Seite, sodass eine spiralförmige Struktur entsteht.

Die auf die eine oder andere Art dicht gepackten Kronblätter schützen die innen befindlichen Staubblätter, die wiederum den zentralen Stempel umgeben. Um die Kronblätter herum liegt noch die Schicht der stabileren, grünen Kelchblätter – sie verhindern eine Austrocknung und Beschädigungen der Knospe. Um zu verstehen, wie diese effektiven, platzsparenden Anordnungen zustande kommen, lohnt ein Blick auf die Entstehung und Entwicklung von Knospen.

Vom Spross zur Knospe

An der Spitze eines Sprosses oder Stängels sitzt das Meristem – teilungsfähiges Gewebe, das zunächst das Wachstum des Sprosses antreibt. Abhängig von der genetischen Steuerung und Umwelteinflüssen wie Tageslänge und Temperatur verändert sich das Meristem: Statt weiter zu sprießen, bilden die sich teilenden Zellen jetzt Primordien. Das sind die Vorstufen von Kelch, Krone, Staubblättern und Stempel. Die weitere Entwicklung dieser Knospenbestandteile erfolgt später nicht mehr ausschließlich durch Zellteilung, sondern immer stärker durch das Wachstum der Zellen.

Insbesondere die Größe der Kronblätter nimmt in dieser Phase nicht gleichmäßig zu: Reguliert durch Gene und Hormone dehnen sich Zellen an einer Stelle stärker aus als an anderen Stellen, wodurch sich ein Blatt krümmen, falten oder aufrollen kann. Eine wichtige Rolle dabei spielt der Turgordruck, also der hydrostatische Druck, den die Zellflüssigkeit gegen die Zellwand ausübt. Erhöht sich der Innendruck, so dehnen sich die Zellwände aus, die Zellen werden größer. Spezielle Proteine können dafür sorgen, dass sich die Festigkeit der Zellwände ändert und die Dehnung dadurch irreversibel, also dauerhaft, ist.

Turgordruck

Ist eine ausreichende Zufuhr an Wasser und Nährstoffen gewährleistet, baut sich im Inneren der Knospe allmählich eine Spannung auf – einerseits durch den Turgordruck und andererseits durch das Verformen der Blütenblätter beim Falten und Aufrollen. Sobald äußere Faktoren wie Temperatur und Tageslänge genetisch festgelegte Randbedingungen erfüllen, sorgen Botenstoffe noch einmal für eine weitere Zunahme des Drucks im Inneren der Zellen. Schließlich halten die Kelchblätter dem Druck nicht mehr Stand – die Knospe bricht auf und entfaltet sich.

Tricks für ein reibungsfreies Erblühen

Gleich mehrere Effekte sorgen dafür, dass Kronblätter und andere Bestandteile der Blüte nicht aneinander haften bleiben. So sind die Blätter oft mit einer wachsartigen, wasserabweisenden Schicht überzogen. Das verhindert die Benetzung durch Wasser und damit die Adhäsion zwischen zwei Flächen durch Flüssigkeitsbrücken. Außerdem verringern Mikro‑ und Nanostrukturen an der Oberfläche die Kontaktfläche zwischen Blättern.

Manche Oberflächen sind sogar superhydrophob oder zeigen den sogenannten Lotuseffekt. Hier perlen Wassertropfen nicht einfach ab, sondern sie nehmen zugleich störende Schmutzpartikel mit sich. Und schließlich verhindern Haare oder fadenförmige Auswüchse als eine Art mechanischer Abstandshalter das Zusammenkleben an unerwünschten Stellen.

Die Geschwindigkeit, mit der sich die Blüte aus der Knospe entfaltet, ist dabei sehr unterschiedlich. Während sich bei Malven die Blüten zumeist innerhalb weniger Stunden vollständig entfalten, kann dieser Vorgang bei manchen großblütigen Rosen mit mehrlagigen, stark gefüllten Kronblättern bis zu einer Woche dauern.