Reiherschnäbel sind mit Geranien verwandt – und beherrschen einen im Pflanzenreich einzigartigen Trick: Ihr Samen ist eingewickelt in dünnes, korkenzieherartig aufgewickeltes Pflanzenmaterial, das sich bei Feuchtigkeit ausdehnt und sich wie ein Spiralbohrer in feine Risse und Spalten im Erdreich wühlt. Das sichert nicht nur den Keim-Erfolg, sondern schützt den Samen auch vor den Blicken hungriger Vögel.
Die Forscherin Lining Yao vom Human-Computer Interaction Institute der Carnegie Mellon University (CMU) machte sich diese Technik zunutze, um auch andere Pflanzensamen mit einer künstlichen "smarten" Hülle auszustatten.
Die Idee dahinter: Werden Pflanzen in schwer zugänglichen Regionen mit der Drohne ausgesät, liegen sie meist ungeschützt auf dem Boden. Das Einarbeiten mit Geräten oder von Hand ist dann meist unmöglich, und sich selbst eingrabende Saat könnte die Erfolgsquote deutlich erhöhen. So könnten zum Beispiel Aufforstungsprojekte in gebirgigen Gegenden von so genannten E-Seeds profitieren.
Wie Yao und ihr Team schon im vergangenen Jahr im Fachblatt Nature berichteten, haben die Forschenden verschiedene biologisch abbaubare Materialien ausprobiert, um die Reiherschnabel-Samen nachzubauen – darunter Hydrogele, Papier und andere Formen verarbeiteter Zellulose. Schließlich entschieden sie sich für hauchdünne Späne aus Weiß-Eiche (Quercus alba). Die Baumart wächst auch rund um den CMU-Campus in Pittsburgh und wird vor allem für den Möbelbau verwendet.
Der smarte Samencontainer hat auch Pilze an Bord
Wie das Vorbild auch, reagieren die Holzspäne auf Feuchtigkeit. Gegenüber dem natürlichen Vorbild haben sich die Forschenden allerdings eine kleine Verbesserung erlaubt: Statt zweier Spiralarme verfügt die E-Seed über drei. Die Chance, dass sich der Bohrer ausreichend aufrichtet, um ins Erdreich einzudringen, vergrößert sich dadurch. Zusätzlich zu dem eigentlichen Samen ist die E-Seed noch mit Sporen von Pilzen ausgestattet, die dem Keimling bei der Versorgung mit Wasser und Nährstoffen helfen.
Zurzeit werden die smarten Samen im Labor durch eine chemische Behandlung und durch Biegen einzeln angefertigt. Die Autor*innen sind aber zuversichtlich, dass die Herstellung auch in industriellem Maßstab möglich ist.
"Technologien wie E-Saatgut können uns dabei helfen, reale Probleme zu lösen", sagt Andreea Danielescu, Direktorin der Forschungs- und Entwicklungsgruppe für Zukunftstechnologien bei Accenture Labs und Mitautorin der Studie. "Sie helfen uns, Erdrutsche zu vermeiden, die Auswirkungen invasiver Arten zu verringern und die Wiederaufforstung schwer zugänglicher Gebiete zu verbessern."
