Wie überleben Kakteen ohne Wasser? Das Überlebenspaket der Wüste

In der Wüste vergehen manchmal Monate ohne einen Tropfen Regen, und im Sommer klettern die Temperaturen über 45 °C. Die meisten Pflanzen würden verdorren. Kakteen aber stehen aufrecht, grün und voller Wasser. Manche werden 150 Jahre und älter. Das gelingt ihnen mit einem erstaunlichen Satz von Überlebenstricks, eingebaut in jeden Teil ihres Körpers.

Ein Körper als Speicher

Pralle Stämme. Bei den meisten Pflanzen stützt der Stängel, die Blätter arbeiten. Bei Kakteen übernimmt der dicke grüne Stamm fast alles: Er betreibt Fotosynthese und speichert Wasser in schwammigem Gewebe. Viele Kakteen haben gefaltete Rippen, die wie ein Akkordeon funktionieren: Der Stamm dehnt sich nach Regen rasch aus und schrumpft bei Dürre, ohne aufzuplatzen. Ein großer Saguaro kann nach einem Gewitter Hunderte Liter aufnehmen.

Dornen statt Blätter. Breite, dünne Blätter verlieren viel Wasser. Bei Kakteen sind die Blätter zu Dornen umgewandelt. Sie verlieren fast kein Wasser und erfüllen mehrere Aufgaben: Sie schützen den saftigen Stamm vor durstigen Tieren, spenden etwas Schatten, halten eine Schicht ruhender Luft fest, die das Austrocknen bremst, und sammeln bei manchen Arten Tau.

Eine wasserdichte Haut. Eine dicke, wachsartige Schicht versiegelt die Oberfläche, und Kakteen haben relativ wenige, oft eingesenkte Poren.

Runde Formen. Viele Kakteen sind kugel- oder säulenförmig. Diese Formen bieten viel Volumen bei kleiner Oberfläche – also weniger Fläche, über die Wasser verloren geht.

Atmen bei Nacht

Pflanzen brauchen für die Fotosynthese Kohlendioxid, das sie durch Poren, die Spaltöffnungen, aufnehmen. Doch jedes Öffnen kostet Wasser. In der Wüstensonne wäre das tagsüber fatal.

Die meisten Kakteen lösen das mit der CAM-Fotosynthese (Crassulaceen-Säurestoffwechsel). Sie öffnen ihre Spaltöffnungen nachts, wenn es kühl und feucht ist und viel weniger Wasser verloren geht. Das Kohlendioxid speichern sie über Nacht als Säure in ihren Zellen. Tagsüber, bei fest verschlossenen Poren, setzen sie es im Inneren frei und machen daraus mit Sonnenlicht Zucker.

Der Preis ist langsames Wachstum: CAM-Pflanzen nehmen Kohlendioxid nicht so schnell auf wie gewöhnliche Pflanzen. Das ist ein Grund, warum viele Kakteen so langsam wachsen.

Wurzeln, die jeden Tropfen fangen

Wüstenregen ist selten und oft kurz, das Wasser versickert oder verdunstet schnell. Kakteen haben meist flache Wurzeln, die sich knapp unter der Oberfläche weit ausbreiten, manchmal mehrere Meter von der Pflanze entfernt, um Regen abzufangen, bevor er verschwindet. Nach einem Schauer bilden viele Kakteen binnen Stunden neue feine „Regenwurzeln“, die Wasser aufnehmen und wieder absterben, wenn der Boden austrocknet.

Untersuchungen des Pflanzenphysiologen Park Nobel an einem Kugelkaktus in der Colorado-Wüste zeigten, wie diese Merkmale zusammenwirken: Der Kaktus hält sein Gewebe dank seines inneren Wasservorrats noch lange nach dem Regen feucht und betreibt weiter Fotosynthese.

Nicht nur Wüsten

Fast alle Kakteen stammen aus Amerika. Nicht alle leben in Wüsten: Manche, etwa der Weihnachtskaktus, wachsen auf Bäumen in tropischen Wäldern. Doch ihr Talent zum Wasserspeichern hat sie zu den Sinnbildern trockener Landschaften gemacht.

Kurz gesagt

• Kakteen speichern Wasser in dicken Stämmen mit gefalteten Rippen, die sich dehnen und schrumpfen.
• Ihre Blätter wurden zu Dornen, die Wasser sparen, Schatten spenden und Tiere abwehren.
• Eine wachsartige Haut und wenige Poren mindern den Wasserverlust.
• Die meisten nutzen CAM-Fotosynthese und öffnen ihre Poren nur in der kühlen Nacht.
• Flache, weite Wurzeln und schnell wachsende Regenwurzeln fangen kurze Schauer ab.
• Zu Hause sterben mehr Kakteen an zu viel Wasser als an Trockenheit.