30.3.2005, 16:39 Uhr
Bedrängte Pflanzen legen eiserne Reserve an
Wird ihr Blattwerk angefressen, schwingen Pflanzen nicht nur die chemische Keule. Amerikanische Wissenschaftler haben nun erstmals direkt verfolgen können, wie attackierte Pflanzen im großen Stil Nährstoffe aus den Blättern auslagern und in die Wurzeln leiten. Für ihre Beobachtungen nutzten die Forscher eine Technik, die normalerweise zum Kartieren der Gehirnaktivität und zur Früherkennung von Krebs genutzt wird.
"Wir wissen bereits, dass Pflanzen einen Angriff abzuwehren suchen, etwa indem sie chemische Verbindungen produzieren, die den Angreifer töten oder die Blätter weniger schmackhaft machen", erläutert Benjamin Babst von der Tufts University in Medford, Massachusetts. "Zudem scheinen sie auch Toleranz aufzubauen, indem sie mehr Kohlenstoff-Speicher anlegen und so nach der Attacke umso schneller neu aufblühen können."
Babst und seine Kollegen besprühten Blätter von Espen und anderen Pappelarten mit Jasmonsäure, einem Hormon, das in angefressenem Blattgewebe als Alarmsubstanz gebildet wird. Dann setzten sie die Blätter Kohlendioxid aus, der anstelle des "normalen" Kohlenstoff-12 den leichten Kohlenstoff-11 enthielt. Bei dessen Zerfall werden Positronen freigesetzt. Wo dies geschieht, kann mit Hilfe eines Positronen-Emissionstomographen (PET) ermittelt werden.
In den Blättern wird aus dem aufgenommenen Kohlendioxid Zucker gebildet. Wie die Forscher im Fachblatt "New Phytologist" berichten, tauchten nach der simulierten Attacke sehr viel mehr mit Kohlenstoff-11 markierte Kohlenhydrate in den Wurzeln der Baumschößlinge auf. Offenbar suchten diese, ihre Ressourcen dem Zugriff des vermeintlichen Pflanzenfressers zu entziehen und als eiserne Reserve zurückzulegen. Mit dieser Vermutung übereinstimmende Resultate lieferte eine zweite Studie, bei der die Forscher das von den Pflanzen ausgedünstete Isopren analysierten. Nach einem Scheinangriff enthielt dieses leicht flüchtige "Nebenprodukt" der Kohlenhydratsynthese ebenfalls mehr Kohlenstoff-11.
Bild: PET-Aufnahme eines Espenschößlings vor und nach der Jasmonsäure-Behandlung. Rote Farbtöne signalisieren viel Kohlenstoff-11. Grafik: Brookhaven National Laboratory.
Forschung: Richard A. Ferrieri, Chemistry Department, Brookhaven National Laboratory, Upton, New York; Dennis W. Gray, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Connecticut, Storrs; Benjamin A. Babst, Department of Biology, Tufts University, Medford, Massachusetts; und andere
Online-Veröffentlichungen Plant, Cell & Environment, DOI 10.1111/j.1365-3040.2004.01303.x, und New Phytologist, 10.1111/j.1469-8137.2005.01388.x
WWW:
Positronen-Emissionstomographie
Isopren
Künstliche Raupe provoziert Pflanzen
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