Posted in: Biologie 19. März 2007 17:09 Weiter lesen →

Pflanzen im Abwehrrausch

Bei Gefahr bereitet Adrenalin den menschlichen Körper auf eine Abwehrreaktion vor. Nicht anders ergeht es Pflanzen, demonstrieren Untersuchungen einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe. Von einem verletzten Blatt produziert, breitet sich ein Alarmhormon im gesamten Pflanzenkörper aus und mobilisiert die Zuckerreserven.

Positronen-Autoradiogramme von Tabakblättern nach lokaler Gabe von C-11-markiertem Kohlenstoff bzw. Methyljasmonat; farblich codiert die Verteilung von Zucker bzw. Jasmonat; im ersten Fall nur die zur mittleren Blattader und durch den Stiel führenden Gefäße erkennbar, im zweiten Fall auch Teile der übrigen Blattspreite

Während Zucker im Blatt nur „abwärts“ transportiert wird, kann das Alarmhormon Methyljasmonat auch in die „aufwärts“ führenden Gefäße wechseln. Bilder: Brookhaven National Laboratory

„Das ist wie ein Adrenalinrausch“, erläutert Richard Ferrieri vom Brookhaven National Laboratory im US-Bundesstaat New York. Auslöser der Reaktion seien etwa gefräßige Raupen, Krankheitserreger oder Schadstoffe. Indem verstärkt Zucker in das Gefäßsystem der Pflanze gelange, stehe er andernorts als Treibstoff für Abwehrmaßnahmen zur Verfügung.

Als Alarmhormon fungiert in der Pflanze das Methyljasmonat, berichten Ferrieri und Kollegen im Fachblatt „Planta“. Bei ihren Versuchen gaben die Forscher mit radioaktivem Kohlenstoff-11 markiertes Methyljasmonat auf Tabakblätter. Mit Hilfe eines PET-Scanners konnten sie beobachten, wie die Verbindung aus dem Blatt in Richtung Stängel verfrachtet wurde. Erstaunlicherweise gelangte ein Teil aber auch in andere Teile des Blattes und zur Blattspitze.

Aus dieser Beobachtung schließen die Forscher, dass das Methyljasmonat beide Gefäßsysteme der Pflanze nutzen kann, das eher für den Zuckertransport aus den Blättern zuständige Phloem und das für den Wassertransport aus der Wurzel verantwortliche Xylem. Wurden die Blätter mit radioaktiv markiertem Kohlendioxid begast, wurde der daraus produzierte Zucker erwartungsgemäß nur in Richtung Stängel transportiert.

Die erstaunliche Mobilität des Methyljasmonats werfe ein völlig neues Licht auf das Signalsystem der Pflanzen, so Ferrieri weiter. „Die Fähigkeit des Jasmonats, rasch zwischen Phloem und Xylem zu wechseln und so an Stellen in der Pflanze zu gelangen, die es mit einem System allein nicht erreichen könnte, unterstreicht seine Funktion als allgemeines Alarmsignal.“

Forschung: Michael R. Thorpe, Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre III, Forschungszentrum Jülich; Richard A. Ferrieri, Brookhaven National Laboratory, Upton, New York

Veröffentlichung Planta, DOI 10.1007/s00425-007-0503-5

WWW:
Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre, FZ Jülich
Brookhaven National Laboratory
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