Professor Rainer HedrichDer Wissenschaftler und Biophysiker an der Julius-Maximilians-Universität (JMU) in Würzburg in Bayern untersucht seit über 35 Jahren Pflanzen.
Insbesondere untersucht Hedrich, wie Pflanzen ihren Wasserhaushalt regulieren: Und nun hat er eine der vielleicht überraschendsten Entdeckungen seines Lebens gemacht: Pflanzen scheinen sich an Dürretage zu „erinnern“.
Die Erinnerung an die Dürre
Pflanzen haben eine ganz neue und unerwartete Möglichkeit, Wasser zu sparen. Hedrichs Gruppe entdeckte diese neue Anti-Dürre-Strategie zusammen mit Forschern der University of Adelaide in Australien.
Die Ergebnisse waren veröffentlicht in der Zeitschrift Nature Communications.
Ein Schlüsselfaktor namens GABA
Aus der Zeitung habe ich gelesen, dass Pflanzen das Signalmolekül verwenden GABA (Gamma-Aminobuttersäure), um an die Tage der Dürre zu erinnern. Je trockener das Klima, desto mehr GABA reichert sich tagsüber im Pflanzengewebe an. Und am nächsten Morgen bestimmt die Menge an GABA, inwieweit die Pflanze die Poren der Blätter öffnet, um mehr oder weniger Wasser zu sparen.
Es ist, als würden die Pflanzen ihr Verhalten des Tages an die Dürre des Vortages anpassen.
Was ist GABA?
Wie bereits erwähnt, ist GABA ein Signalmolekül, das bei Mensch und Tier ein Botenstoff des Nervensystems ist. Pflanzen haben keine Nervenzellen und kein Gehirn: GABA kommt aber auch in ihnen vor, und zwar im Zusammenhang mit gedächtnisähnlichen Prozessen!
Rainer Hedrich nennt einen weiteren Zusammenhang. Es scheint, dass das "Kurzzeitgedächtnis", das die fleischfressende Pflanze Venusfliegenfalle (eine Pflanze sehr beliebt in Pflanzenversuchen) verwendet, um zu zählen, wie oft seine Beute es berührt, abhängig vom Kalziumspiegel in der Zelle. Der gleiche Kalziumspiegel, der die enzymatische Biosynthese von GABA in Pflanzen reguliert.
Geringer Wasserbedarf, hohe Trockenheitstoleranz
Der GABA-Effekt wurde in verschiedenen Kulturen nachgewiesen, wie Professor erklärt Matthäus Gilliham der University of Adelaide: „Unter dem Einfluss von GABA verschließen zum Beispiel Gerste, Bohnen und Soja die Poren der Blätter.“ Auch Laborpflanzen, die „mutiert“ sind, mehr GABA zu produzieren, reagieren auf diese Weise. In Experimenten benötigen sie weniger Wasser und überleben die Dürre länger.
Es gibt noch andere Signalstoffe in Pflanzen, die das Schließen der Blattporen bewirken, aber GABA setzt auf einen ganz anderen Wirkmechanismus
Bo Xu, Erstautor der Studie – Australian Research Council Centre of Excellence in Plant Energy Biology.
In der Zukunft? Trockenresistente Pflanzen
In Zeiten des Klimawandels spielen der Wassersparmechanismus und die Trockenheitstoleranz von Pflanzen eine immer wichtigere Rolle.
