Mit ihren winzigen weißen Blüten ist die Hallersche Schaumkresse eine unscheinbare Pflanze. Forschern ist sie dennoch aufgefallen. Denn selbst auf Böden, die mit Cadmium und Zink verseucht sind, wächst die Schaumkresse noch - eine Fähigkeit die nur eine von tausend Pflanzen hat. Und noch mehr: Sie nimmt die Schwermetalle auf und lagert sie in ihre Blätter ein, und zwar in bis zu hundertfach höherer Konzentration als andere Metall-tolerante Pflanzen. Metallhyperakkumulation nennen Wissenschaftler diese außergewöhnliche Fähigkeit, die nützlich sein könnte, um schwermetallbelastete Böden auf sanfte Weise zu sanieren.Erste Hinweise, was auf molekularer Ebene passiert, wenn die Schaumkresse (Arabidopsis halleri) Metall aufnimmt, haben Forscher um Ute Krämer vom Max-Planck-Institut für Pflanzenphysiologie in Golm und Stephan Clemens am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle gefunden. "Wir haben die Hallersche Schaumkresse mit der Ackerschmalwand verglichen, die nicht Metall-tolerant ist", berichtet Krämer. Die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) ist nicht nur eine nahe Verwandte der Schaumkresse, sie ist auch eine genetische Modellpflanze, deren Erbgut entschlüsselt ist. Das Ergebnis der Forscher: Eine kleine Zahl von Genen, die möglicherweise maßgeblich den Metallhaushalt steuern, ist in beiden Pflanzen vorhanden. In der Schaumkresse sind die Gene jedoch deutlich aktiver. Möglicherweise ist das der Grund dafür, dass die Hallersche Schaumkresse wesentlich mehr Nicotianamine in der Wurzel bildet als die Ackerschmalwand - diese Substanzen binden giftige Metalle so, dass sie für die Pflanze ungiftig werden. Erst dann können die Metalle innerhalb der Pflanze transportiert werden - eine Aufgabe, die spezielle Transporteiweiße übernehmen. Auch von ihnen fanden die Forscher in Wurzel und Spross der Schaumkresse relativ große Mengen. Die Kenntnis darüber, welche Faktoren die pflanzliche Metallakkumulation beeinflussen, könnte eines Tages dazu beitragen, spezielle Pflanzen nur für die Bodensanierung zu züchten. "Die Pflanze muss die Metalle in oberirdischen Pflanzenteilen anreichern und sie muss viel Biomasse erzeugen, also schnell und groß wachsen", sagt Ute Krämer. An der letzten Forderung scheitert die Schaumkresse. Sie wächst langsam und bleibt klein. Allerdings hoffen die Forscher, dass sie Gene, die in der Schaumkresse für die Metallverarbeitung zuständig sind, in Pflanzen einbauen können, die viel Biomasse erzeugen - zum Beispiel in Raps.Mit der schnell wachsenden Pflanze könnte die Phytoremediation, so nennen Wissenschaftler die Sanierung mit Hilfe von Pfanzen, Wirklichkeit werden. Das Prinzip ist einfach: Nachdem der Raps über seine Wurzeln einen Teil der Schwermetalle aufgenommen und im Blattwerk gespeichert hat, muss er nur noch geerntet werden. Nach einigen Pflanz- und Erntezyklen verliert der Boden nach und nach seine schädliche Fracht. Dazu werde kaum mehr Pflege nötig sein, als bei einem herkömmlichen Acker, glaubt der Biologe Wolfgang Heyser. Er ist Direktor am Bremer Zentrum für Umweltforschung und Umwelttechnologie. Im Gegensatz zur herkömmlichen Sanierungen, bei denen der belastete Boden aufwändig behandelt oder als Sondermüll deponiert werden muss, wandert bei der Phytoremediation nur das geerntete Blattwerk auf die Deponie. In Pilotprojekten in den USA werden bereits Verwandte des Raps getestet. Die Firma Edenspace im US-Bundesstaat Virginia bietet die Phytoremediation beispielsweise seit vier Jahren für arsen- und bleiverseuchte Böden an.Eine Hilfe können Pflanzen auch sein, wenn Böden saniert werden müssen, die mit organischen Altlasten verseucht sind. Das können beispielsweise Sprengstoffe oder Kohlenwasserstoffe sein, wie sie in Dieselöl und Benzin enthalten sind. Heyser berichtet von einem Pilotversuch, dessen Ergebnis ihn verblüfft habe: In einem halben Jahr senkte die Phytoremediation die Konzentration des Sprengstoffs TNT von rund 800 Milligramm TNT pro Kilogramm Boden auf rund 150 Milligramm. Nach zweijähriger Versuchszeit lag er bei zehn Milligramm, in gut durchwurzelten Bereichen sogar deutlich darunter. Damit unterschritt das Verfahren die Grenzwerte, die je nach Bodennutzung zwischen einem und 20 Milligramm TNT liegen, zum Teil deutlich.Anders als bei Schwermetallen reichern die Pflanzen die organischen Schadstoffe nicht an - sie zersetzen sie. Auf diese Weise werden die Schadstoffe vor Ort vollständig entsorgt. Dabei arbeitet die Pflanze in der Regel mit Bakterien oder Pilzen zusammen. Sie bietet ihnen in der Umgebung der Wurzeln optimale Lebensbedingungen. Im Austausch erhält sie Wasser und Nährstoffe von den Mikroorganismen. Diese haben besondere Mechanismen entwickelt, mit denen sie chemisch sehr stabile Verbindungen in leicht verdauliche Substanzen umwandeln. Für den Abbau von TNT verwendeten Heyser und seine Mitarbeiter vorwiegend Fichten, aber auch Pappeln und Kiefern, in deren Wurzelwerk Mykorrhizapilze leben. Diese bauen ansonsten schwer zersetzbares Material ab, zum Beispiel Nadeln und Äste. Wie sich die Güte der Sanierung verbessern lässt, wenn man Pflanzen und Bodenorganismen optimal aufeinander abstimmt, hat Maria Tesar von der Universität für Bodenkultur in Wien für die Sanierung von dieselverseuchtem Boden gezeigt. Sie hatte die Bakterien im Wurzelraum von Pappeln untersucht, die zur Sanierung von verseuchtem Boden eingesetzt werden. Die aktivsten Bakterienstämme vermehrte sie und kombinierte sie mit solchen Pappeln, in deren Wurzelraum die Organismen am Besten gediehen waren. Das beschleunigte den Dieselabbau deutlich.Nicht jede Altlast kann mit der Phytoremediation beseitigt werden. So darf die Schadstoffkonzentration im Boden nicht zu hoch sein, sonst sterben selbst Schadstoff-liebende Pflanzen ab. Außerdem müssen die Gifte für die Wurzeln erreichbar sein - sie dürfen also nicht zu tief liegen. Auch für eilige Sanierungsfälle ist die Phytoremediation ungeeignet, denn es kann Jahre oder Jahrzehnte dauern, bis alle Schadstoffe abgebaut sind.Foto: Die Böden von Industriebrachen wie hier auf dem Gelände einer früheren Glashütte in Berlin-Treptow sind häufig mit Schwermetallen und Ölresten verseucht. Statt sie auszutauschen oder mit komplizierten Verfahren zu reinigen, könnte es in Zukunft ausreichen, spezielle Pflanzen auf ihnen anzubauen.Foto: Bakterien an den Wurzeln einiger Pflanzen machen organische Gifte unschädlich.Foto: Raps in genetisch veränderter Form kann womöglich viel Schadstoff aufnehmen.Foto: Die Hallersche Schaumkresse ist ein unscheinbarer, aber effektiver Bodensäuberer.