"Hier haben wir unsere Vorführmappe, wo einige besondere Schätze vereinigt sind."

Dr. Franz Schuhwerk zieht ein dickes blaues Bündel aus einem Metallschrank. Er ist Kurator an der Botanischen Staatssammlung München, einem der bedeutendsten Herbarien weltweit. In dem Jugendstilbau, direkt neben dem prächtig blühenden Botanischen Garten, lagern auf drei Etagen Blütenpflanzen, Farne, Moose, Pilze und Flechten - insgesamt rund drei Millionen Sammlungsobjekte, die hier aufbewahrt, geordnet und analysiert werden. Franz Schuhwerk ist Botaniker, ein älterer, drahtiger Mann mit sonnengebräuntem Gesicht. Er legt die Mappe auf einen großen Tisch und schlägt sie auf.

"Also hier habe ich jetzt einen Beleg eines Lippenblütlers, also einer nesselverwandten Art, der noch seine ganz leuchtend orangene Farbe behalten hat."

Der Stängel und die schmalen Blätter des Lippenblütlers wirken unscheinbar, blassgrün, doch die großen Blüten strahlen in einem satten Sonnenblumengelb – und das obwohl die Pflanze über 200 Jahre alt ist. Dieses Prachtexemplar ist besonders schön präpariert. Es veranschaulicht, dass den Sammlern im 18.Jahrhundert vor allem eines am Herzen lag: ihre Pflanzen ästhetisch zu präsentieren.

"Also die Pflanze wurzelt in einem kleinen gezeichneten Topf, der seinerseits aus Papier ausgeschnitten und aufgeklebt wurde. Wenn man so drüber fährt, kann man das ertasten. Und auch dieses Band, das die Pflanze hält, ist gestaltet wie ein schönes Wolkenbändchen, was am Himmel schwebt und wo dann der Name draufgeschrieben wird. Das war früher die Art, wie man die Herbarbelege präpariert hat."

Erst ab Mitte des 16. Jahrhunderts wurden Pflanzen überhaupt in Herbarien gesammelt. Vorher ließen Wissenschaftler sie in Zeichnungen oder Kupferstichen festhalten – die Spuren dieser Pflanzenkunst sind in den alten Belegen noch deutlich erkennbar. Jüngere Funde wirken da weit profaner: Auf hellgelben Papierbögen sind mit schmalen Klebestreifen die gepressten und getrockneten Pflanzen befestigt. Auf Etiketten stehen Name der Pflanze, Datum des Fundes, der genaue Fundort und wer die Pflanze gesammelt hat.

Franz Schuhwerk blättert ein paar Seiten weiter in seiner dicken Mappe. Immer wieder blitzen zwischen den Bögen rote Umschläge auf. "Typusbelege", kommentiert Schuhwerk. Sie sind für Forscher von besonders hohem Wert.

"Wenn eine Pflanze neu beschrieben worden ist, dann muss ein Exemplar dieser Art, was zur Untersuchung verwendet worden ist, als sogenannter Typus bezeichnet werden und in einem öffentlichen Herbar niedergelegt werden, damit jederzeit später die Identität dieser Pflanze wieder gesichert werden kann, einfach durch die Untersuchung."

Der Name einer Pflanze ist immer an den entsprechenden Typusbeleg gekoppelt. Wer verschiedene Pflanzen miteinander vergleichen will, muss daher streng genommen immer auf die jeweiligen Typen zurückgreifen.

Schuhwerk legt die Mappe wieder zurück. Sie wirken ein wenig anachronistisch, die vielen meterhohen Regale, in denen sich tausende von Mappen mit gepressten Pflanzen stapeln. Doch auch die alten Belege sind für die botanische Forschung nützlich, sagt Schuhwerk: Wissenschaftler könnten sie mit Funden von heute vergleichen und so etwa feststellen, dass einige Pflanzen aufgrund des Klimawandels heute früher blühen oder an anderen Standorten wachsen. Außerdem lasse sich selbst aus mehrere hundert Jahre altem Herbarmaterial noch DNA extrahieren, so dass man die Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den verschiedenen Pflanzen untersuchen könne. Ein weiterer Vorteil sei, …

"… dass im Prinzip die Herbarbelege Ewigkeitswert haben. Also so wird dieser Beleg in 1000 Jahren auch noch aussehen."

Denn sobald den Pflanzen die Flüssigkeit entzogen ist, sind sie sehr haltbar – zumindest, wenn sie trocken und lichtgeschützt gelagert werden. Und das werden sie in der Botanischen Staatssammlung München. Seit Jahrhunderten.

Es war König Maximilian I. Joseph von Bayern, der im 18. Jahrhundert mit seinem Naturalienkabinett den Grundstock für die Pflanzensammlung legte. Aus den botanischen Stücken dieser Wunderkammer erwuchs 1813 das Königliche Münchner Herbar, das durch Schenkungen und Forschungsreisen beständig anwuchs. Allmählich platzte das Gebäude im Zentrum Münchens aus allen Nähten. 1913 zogen Sammlung und botanischer Garten deshalb um – an ihren heutigen Standort in der Nähe des Nymphenburger Schlosses.

Im ersten Stock sind die wohl empfindlichsten Exponate des Herbars untergebracht: Flechten. Weil sie oft untrennbar mit ihrem jeweiligen Untergrund verbunden sind, werden die Proben hier gleich mit den Blättern oder Steinen, auf denen sie gewachsen sind, eingelagert. Aus einem der Metallschränke zieht Franz Schuhwerk einen Herbarbogen. Darauf klebt ein Briefumschlag. Vorsichtig öffnet er ihn.

"Ah, jetzt kommt nochmal ein Schächtelchen! Also jetzt sieht man dieses kleine Erdbröckchen und darauf dann die Flechte als unscheinbaren bräunlichen Überzug. Das ist ganz diffizil und fragil, deswegen in diesem Schächtelchen und nochmal in diesem Papiertütchen."

Weiter geht’s. Schuhwerk weist die Treppen hinauf. Ein Stockwerk höher, direkt unterm Dach, ist die größte Pilzsammlung Deutschlands untergebracht, erklärt er. Doch wir machen uns auf den Weg nach unten, zu einem Schatz, auf den die Botanische Staatssammlung besonders stolz ist. Franz Schuhwerk öffnet einen extra breiten und tiefen Schrank.

"Hier unten liegen jetzt zum Beispiel diese Großformate von den Palmen. Also da sieht man schon auf den ersten Blick, dass sie dreimal so groß sind wie unsere normalen Herbarbögen."

Viele Stücke aus der Palmensammlung stammen vom Botaniker Carl Friedrich Philipp von Martius, einem der ersten Kuratoren der Botanischen Staatssammlung. Gemeinsam mit dem Zoologen Johann Baptist Spix unternahm er im Jahr 1817 im Auftrag des bayerischen Königs eine Expedition nach Brasilien. Von seiner vierjährigen Reise brachte Martius 20.000 Belege zurück, darunter viele bis dato unbekannte Pflanzen.

"Diese Belege von Martius sind einer der größten Schätze, die dieses Herbar hat. Jeder Brasilienforscher muss zu uns, wenn er über brasilianische Flora arbeiten will."

Martius und Spix haben ihre Expedition in dem über 1000 Seiten starken Werk "Die Reise in Brasilien" beschrieben:

"Seine Majestät der König von Baiern, dieser Grossinnige Beförderer der Wissenschaften, überzeugt von den Vortheilen, welche aus der nähern Kenntniss Amerika's hervorgehen, ertheilte zu diesem Ende der Akademie der Wissenschaften zu München den Befehl, über eine ins Innere von Südamerika zu machende litterärische Reise Bericht zu erstatten. Hauptsächlich machte man es uns zur Obliegenheit, die akademischen Sammlungen durch Uebersendung aller Naturproducte aus sämmtlichen Reichen möglichst zu vervollständigen."

Als sich die österreichische Erzherzogin mit dem späteren Kaiser von Brasilien vermählte, nutzte König Maximilian I. die Gelegenheit: Er ließ Martius und Spix auf einer der beiden Fregatten mitfahren, die die Erzherzogin und ihr Gefolge nach Brasilien brachten. Die fremde Flora, die Martius dort zu sehen bekam, ließ sein Botaniker-Herz höher schlagen:

"Die Urwälder nennt man in Brasilien jungfräuliche Wälder. In ihnen weht den Wanderer europäische Kühle an, und zugleich tritt ihm das Bild der üppigsten Fülle entgegen; eine ewig junge Vegetation treibt die Bäume zu majestätischer Grösse empor, und einzig und unvergleichbar ragen die schlanken Palmen mit ihren wogenden Wipfeln in die Höhe, eine Zierde der Wälder, deren Schönheit und Majestät jede Beschreibung übertreffen.

Wendet sich das Auge von den erhabenen Formen jener ältesten Urbewohner zu den bescheideneren und niedrigeren, so wird es von dem Glanze der Blumen entzückt, die hier in bunter Mannichfaltigkeit unter einander stehen. Die prachtvollen Orchideen, die das Regenwasser aufbewahrenden Stauden der Bromelien, die gleich Baumwollflechten herabhängenden Tillandsien und eine Vielzahl von wunderlich geformten Farnkräutern, alle diese Producte einer so jungen Erde vereinigen sich zu einem Bilde, das den europäischen Naturfreund in stetem Wechsel von Erstaunen und Entzücken hält."

Im Laufe der Jahrhunderte waren es immer wieder Kuratoren wie Martius, die mit ihren jeweiligen Forschungsinteressen bestimmten, in welche Richtung sich die Sammlung entwickelte.

Damit das Herbar auf dem neuesten Stand bleibt, zieht auch Kurator Franz Schuhwerk regelmäßig los, um neue Belege zu sammeln. Mit Plastiktüte und Pflanzenausstecher ausgerüstet marschiert er in Richtung einer Neubausiedlung, direkt gegenüber der Staatssammlung. Nur wenn eine Pflanze kontinuierlich gesammelt wird, lassen sich langfristige Veränderungen nachweisen, erklärt er.

"Was wir jetzt da ansteuern, ist eine so genannte Ausgleichsfläche. Hier wurde ein Wohngebiet neu errichtet, und die ist für uns besonders interessant."

Auf der brachliegenden Fläche ist nichts als Erde und Kies – ideale Bedingungen, damit sich Pflanzen ansiedeln. Franz Schuhwerk sucht mit den Augen den Boden ab.

"Da haben wir, wenn auch sehr klein, das Pflänzchen, das ich eigentlich sammeln wollte, nämlich hier die Felsennelke."

Die unscheinbare Blume mit den kleinen, violetten Blüten interessiert Schuhwerk vor allem im Rahmen seines Projekts "München Flora". Seit sieben Jahren arbeiten Botaniker unter seiner Leitung daran, die Pflanzen im Raum München zu dokumentieren. Das letzte Mal ist das vor über 100 Jahren passiert. Wie hat sich der Pflanzenbestand seitdem verändert? Und wie verteilen sich die verschiedenen Arten im Stadtgebiet? Diese Fragen will das Projekt beantworten. Die Felsennelke wuchs vor 150 Jahren an den Ufern der Isar, das beweisen alte Herbarbelege. Dann war sie plötzlich verschwunden.

"Und wir finden sie jetzt im Zuge der Arbeiten zur München Flora und waren zunächst natürlich hellauf begeistert, weil wir dachten: Rote Liste-Art und wir finden die. Das ist ja nett!"

Schuhwerks Gesicht strahlt, wenn er von diesem Fund berichtet. Doch die Begeisterung währte nicht lange. Schon bald erfuhren die Forscher, dass die neue Felsennelke in den Saatmischungen für Dachbegrünungen enthalten ist und sich von den Dächern aus in den Städten ausbreitet.

"Um dieses Problem zu klären – ob es sich nun um die alten Vorkommen der Felsennelke handelt oder um die neuen von den Dächern –, da helfen uns sowohl die alten Herbarbelege wie auch der neue, den ich jetzt sammle, weil man die dann untersuchen kann, ob sie identisch sind oder nicht."

Eine wichtige Information: Denn die alte Felsennelke steht unter Naturschutz, die neue Art nicht. Franz Schuhwerk gräbt die kleine Felsennelke aus und packt sie in eine Plastiktüte.

"Ja, die Wurzel möchte ich eigentlich schon mithaben, weil die zum kompletten Herbarbeleg dazugehört. Ah ja, jetzt haben wir sie. So."

Zurück in die Staatssammlung, ins Labor, in dem die Pflanzen analysiert werden. Zusammen mit zwei anderen Doktorandinnen hat Fernanda Antunes Carvalho Blattmaterial in kleine Döschen gefüllt. In der so genannten Schwingmühle wird das Ganze pulverisiert, damit aus den Blättern später das Erbgut der Pflanzen extrahiert werden kann. Fernanda ist 32 Jahre alt und stammt aus Brasilien. Nach München gekommen ist sie wegen der vielen Belege aus Südamerika, die die Staatssammlung dank Martius besitzt.

"Ich erforsche, wie sich die Familie der Papaya-Pflanzen in den letzten 65 Millionen Jahren entwickelt hat. Um die Verwandtschaftsverhältnisse zwischen den einzelnen Arten zu klären, extrahiere ich die DNA aus Papayapflanzen, die in den 1950er und 1960er Jahren in Süd- und Zentralamerika gesammelt worden sind."

Um eine Typologie der Papaya-Familie zu erarbeiten, untersucht Fernanda Carvalho nicht nur die DNA der Pflanzen. Oft vergleicht sie auch einfach das Aussehen der verschiedenen Sammlungsobjekte. Ein weiterer Vorteil des umfangreichen Herbars, sagt Professorin Susanne Renner, Direktorin der Botanischen Staatssammlung und Inhaberin des Lehrstuhls für systematische Botanik an der Ludwig-Maximilians-Universität:

"Die Wichtigkeit von getrockneten Pflanzen ist auch die, dass es oft viel preiswerter und einfacher ist, morphologische Unterschiede zu benutzen, um zwei oder drei Arten auseinanderzuhalten, als genetische."

Kleine, aber markante Unterschiede, wie etwa Härchen an der Unterseite eines Blattes, reichen oft aus, um zwei Arten oder Unterarten voneinander zu unterscheiden. Welche Pflanzen wie miteinander verwandt sind, ist unter anderem für die Landwirtschaft interessant: Denn die wilden Verwandten von Nutzpflanzen besitzen oft nützliche Eigenschaften: zum Beispiel sind sie häufig resistenter als ihre hochgezüchteten Artgenossen. Und je enger zwei Pflanzen miteinander verwandt sind, desto leichter lassen sie sich miteinander kreuzen.

Andere Forschungen an der Staatssammlung dienen vor allem dem Umweltmonitoring. Wie das funktioniert, erklärt Dr. Andreas Beck, Kurator für Flechten und Moose, bei einem Spaziergang durch das nahe gelegene Kapuzinerhölzl. Schon vor 150 Jahren wurden hier Flechten gesammelt – die sich nun mit denen vergleichen lassen, die heute hier wachsen.

"Man sieht hier an dieser älteren Eiche, am unteren Bereich der Stammbasis, diese etwas orange gefärbte Krustenflechte, die, wenn man ganz genau hinschaut, Strukturen ausbildet, die wie ganz feine Stecknadeln aussehen."

Die rostfarbene Stecknadelflechte kam vor 150 Jahren an diesem Standort noch nicht vor. Sie kam erst später, als sich andere Flechten von hier zurückzogen, erklärt Beck. Flechten sind kleine Sensibelchen: Sie reagieren auf den Stickstoffgehalt in der Luft, der heute unter anderem durch Autoabgase weit höher ist als damals. Der rostfarbenen Stecknadelflechte macht der Stickstoff nichts aus. Den ursprünglich heimischen Arten hingegen schon. Welche Flechten wo wachsen, sagt deshalb viel über die Luftqualität aus:

"Hier sind Flechten sehr gut geeignet, weil sie zwar im Gegensatz zu Messgeräten keine exakten, quantitativen Aussagen zunächst ermöglichen, aber aufgrund dessen, dass sie längere Zeit am gleichen Standort wachsen, integrieren sie die Einflüsse über diesen Zeitraum und führen dann zu guten Aussagen über die Luftqualität in längeren Zeiträumen."

Flechten sind merkwürdige Pflanzen, halb Alge, halb Pilz. Sie saugen Schadstoffe auf wie ein Schwamm. Für die Wissenschaft sind die unscheinbaren Gewächse deshalb überaus nützlich. Ähnlich wie Moose und Pilze speichern sie sogar radioaktive Isotope, so dass Forscher mit ihrer Hilfe nachvollziehen können, wie hoch die radioaktive Verschmutzung in einer bestimmten Gegend ist.

Andreas Beck läuft weiter in Richtung Waldrand, wo er ein anderes Flechtenexemplar vermutet.

"Hier an diesem Ahorn finden wir nun sehr schöne, gut erhaltene Exemplare der gewöhnlichen Gelbflechte, die aufgrund des gelb-orangenen Farbtons sehr auffällig ist und sofort ins Auge springt."

Die gewöhnliche Gelbflechte gehört zu den Flechtenarten, die Stickstoff mögen. Deswegen taucht sie heute auch viel öfter auf als früher, erklärt Beck. Er hat die Pflanze untersucht und dabei festgestellt, dass Exemplare von heute durchschnittlich 50 Prozent mehr Stickstoff enthalten als die von vor 150 Jahren. Bei den Untersuchungen ließ sich auch die Ursache des Stickstoffanstiegs bestimmen, mit dem Ergebnis: Nicht Ölheizungen oder Düngung, sondern Autoabgase sind dafür verantwortlich.

Andreas Beck bestimmt auch die DNA der herbarisierten Flechten und stellt die Ergebnisse der Datenbank GBOL zur Verfügung. GBOL steht für "German Barcode of Life" – das Projekt hat es sich zum Ziel gemacht, die Gene von Tieren und Pflanzen in Deutschland zu inventarisieren.

"Das ist wie eine Art Strichcode bei den Waren im Kaufhaus. Wenn man den Genbereich kennt, dann kann diese Sequenz eindeutig einem Organismus zugeordnet werden."

Auch andere Daten stellt die Staatssammlung der internationalen Forschergemeinde zur Verfügung, zum Beispiel über die Biodiversitätsinitiative GBIF. Die Datenbank lässt Wissenschaftler nachvollziehen, welche Arten weltweit wann und wo vorgekommen sind. Dr. Dagmar Triebel leitet das IT-Zentrum der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns. Für die Forscher, sagt sie, bedeutet das Portal eine enorme Erleichterung:

"Für die Wissenschaftler ist wichtig: Sie können diese Daten nicht nur anschauen, hineinklicken oder sich die Bilder dazu anschauen, sondern sie können sich diese gesamten Datensätze runterladen."

Und zwar von naturwissenschaftlichen Sammlungen weltweit. Seit 15 Jahren digitalisiert die Staatssammlung ihren Bestand. Bislang stehen gerade einmal vier Prozent der Sammlung im Netz. Doch selbst wenn die Staatssammlung irgendwann ihr Ziel erreicht und alles digitalisiert hat: Überflüssig wird das Herbar auch dann nie werden, sagt Direktorin Susanne Renner:

"Also die Digitalisierung das klingt ganz toll. Es ist aber keinesfalls so, dass ein Bild die Pflanze ersetzt. Nur aus der echten Pflanze können wir genetische Informationen rausholen, können wir chemische Informationen rausholen und können wir mikroskopische Details, die man in so groben Bildern nicht sehen kann, rausholen. Und deswegen ist diese Sammlung für die Forschung bedeutender denn je."