Neue Folge: Nahrungsketten - Ein Geier braucht kein Schmerzmittel

BiOfunk (29): Wachmacher – Warum Pflanzen Koffein herstellen

Koffein ist ein beliebter Wachmacher in Tee und Kaffee. Ungefähr 30 Pflanzen stellen dieses Molekül her. Doch welchen Nutzen bringt Koffein für die Pflanzen? Mit dieser Frage beschäftigen wir uns im BiOfunk. Außerdem geht es um die Wirkung von Koffein im menschlichen Körper.

Der Botenstoff Adenosin wird bei hoher Gehirnaktivität vermehrt produziert. Adenosin bindet an bestimmte Rezeptoren auf den Nervenzellen und dämpft deren Aktivität, was zu Müdigkeit führt. In diese Signalübertragung greift Koffein ein. Das Molekül hat eine ähnliche Struktur wie Adenosin (Abb. 1) und bindet an die gleichen Rezeptoren. Dadurch wird die Adenosin-vermittelte Dämpfung der Nervenzellen verhindert und der Mensch bleibt wach und leistungsfähig.

Caffeine and adenosine

Abb. 1: Chemische Struktur von Koffein und Adenosin

Pflanzen produzieren Koffein aus unterschiedlichen Gründen:

Schutz vor Schädlingen: Koffein wird in Samen und Blättern angereichert. Ein Schädling, der daran knabbert, nimmt das Koffein auf und wird vergiftet. Unter Umständen kann diese Vergiftung tödlich sein.

Schutz vor konkurrierenden Pflanzen: Koffein-haltige Blätter fallen zu Boden und verrotten dort. Dadurch wird Koffein in der Erde freigesetzt. Dies kann das Wachstum konkurrierender Pflanzen in der Nachbarschaft hemmen.

Csinensis

Abb. 2: Teepflanze (Camellia sinensis)

Lockmittel für Bestäuber: Koffein befindet sich auch im Blütennektar, allerdings in einer geringen, ungiftigen Konzentration. In dieser geringen Menge verbessert es offenbar die Gedächtnisleistung von Bienen. Sie kehren häufiger zu Blüten mit koffeinhaltigem Nektar zurück. Dadurch werden diese Blüten mit einer höheren Wahrscheinlichkeit bestäubt und können sich erfolgreicher fortpflanzen: ein evolutionärer Vorteil.

European honey bee extracts nectar

Abb. 3: Eine Biene nimmt Nektar auf.


Weitere Informationen

Scinexx: Wunderdroge Koffein

Pharmazeutische Zeitung: Coffein – Genussmittel und Arzneistoff

New York Times: How Caffeine Evolved to Help Plants Survive and Help People Wake Up

Science: Caffeine in floral nectar enhances a pollinator’s memory of reward