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Wenn Pflanzen wachsen

Die Wurzeln von Pflanzen können auch im Boden Licht wahrnehmen und auf diese Weise ihr Wachstum an die Lichtbedingungen der Umgebung anpassen.

(aid) – Die Wurzeln von Pflanzen können auch im Boden Licht wahrnehmen und auf diese Weise ihr Wachstum an die Lichtbedingungen der Umgebung anpassen. Das lässt eine Untersuchung des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und der Nationalen Universität Seoul in Korea vermuten. Die Studie wurde kürzlich in der Fachzeitschrift „Science Signaling“ veröffentlicht.

Für ihre Experimente verwendeten die Wissenschaftler eine Modellpflanze der botanischen Forschung, den Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Wie in der Natur wuchs der Spross im Licht und die Wurzeln im Dunkeln. Ein Teil der Pflanzen war gentechnisch verändert: Nur die Lichtrezeptoren im Spross, aber nicht in der Wurzel waren intakt. Mit einem optischen Detektorsystem wurde gemessen, ob das Licht in die Wurzeln übertragen wird.

Licht steuert nahezu alle Aspekte von Wachstum und Entwicklung bei Pflanzen. Verschiedene Photorezeptoren erkennen ein weites Spektrum an Wellenlängen, um die Umgebung wahrzunehmen. Offenbar beeinflusst das Licht nicht nur die oberirdischen Teile, sondern auch das Wurzelsystem im Boden. Das Licht gelangt durch die Leitbündel in die Wurzel, haben die Experimente gezeigt. Die gemessene Intensität war gering, aber ausreichend, um die Lichtrezeptoren (Phytochrom B) zu aktivieren – wenn sie intakt waren. Das löste eine Signalkette und physiologische Prozesse aus, die Einfluss auf das Wachstum der Pflanzen und vor allem die Wurzelarchitektur hatten. Generell wäre es auch möglich, dass Wurzeln das Licht direkt über die oberen Bodenschichten wahrnehmen.

In Folgeuntersuchungen möchten die Forscher weitere Lichtrezeptoren in der Wurzel und ihr Zusammenspiel mit Lichtsignalen aus dem Spross erforschen. Vermutlich spielt diese Fähigkeit eine entscheidende Rolle für das Überleben, da die Pflanze Energieressourcen für Wachstum, Fortpflanzung und Verteidigung effektiver verteilen kann.

Heike Kreutz, www.aid.de

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