Pflanzen haben genau wie Menschen eine innere Uhr

Genf, Schweiz - Pflanzen besitzen ähnlich wie Menschen eine innere innere Uhr, die vorgibt, wann ihre Samen keimen sollen – ein entscheidender Faktor für ihr Überleben, wie neue Forschungsergebnisse zeigen. Das interne „Thermometer“ der Pflanzen ermöglicht es ihnen, in einem Ruhezustand zu bleiben, wenn die Temperatur zu hoch ist, sagen Wissenschaftler.

Diese Ergebnisse haben erhebliche Auswirkungen auf den Klimawandel, insbesondere angesichts der voraussichtlichen Notwendigkeit, bis 2050 fast 10 Milliarden Menschen zu ernähren.

„Es wird erwartet, dass dieses Merkmal einen Einfluss auf die Artenverteilung und den Pflanzenanbau haben wird, und dieser Einfluss wird größer sein, wenn die Temperaturen weltweit steigen“, sagt Professor Luis Lopez-Molina von der Universität Genf in der Schweiz (UNIGE), Mitautor der Studie. in einer Medienmitteilung.

Die Studie liefert neue Erkenntnisse darüber, wie das Wetter das Pflanzenwachstum beeinflusst und könnte möglicherweise den Klimawandel durch eine Optimierung der Produktion von Obst und Gemüse abmildern.

Wenn sich Samen neu bilden, ruhen sie. Während einige Arten innerhalb von Tagen erwachen, benötigen andere Monate. Die Wahl des richtigen Zeitpunkts zum Keimen ist entscheidend für ihr Überleben, da bereits ein Temperaturunterschied von 1,8 bis 3,6 °F das Ergebnis erheblich beeinflussen kann.

Die Forscher stützten ihre Erkenntnisse auf Experimente mit Arabidopsis thaliana, einem Mitglied der Kohlfamilie, auch bekannt als Ackerschmalwand. Diese Pflanze, die weiße Blüten trägt und etwa zwanzig Zentimeter hoch wird, enthält ein Protein namens Phytochrom B, das als Entwicklungsbremse wirkt.

Die Wissenschaftler zerlegten die Samen, um den Embryo vom Endosperm zu trennen – dem Nährgewebe, das auch die Keimung reguliert. Sie fanden heraus, dass Embryonen, denen ihr Endosperm entzogen war, das Wachstum bei übermäßigen Temperaturen nicht stoppen konnten, was zu ihrem Tod führte.

„Wir haben herausgefunden, dass die Thermohemmung bei Arabidopsis nicht autonom vom Embryo gesteuert wird, sondern vom Endosperm umgesetzt wird, was eine neue wesentliche Funktion für dieses Gewebe offenbart“, sagt Erstautorin Dr. Urszula Piskurewicz. „Mit anderen Worten: Ohne Endosperm würde der Embryo im Samen die zu hohen Temperaturen nicht bemerken und mit der Keimung beginnen, was tödlich wäre.“

Diese Entdeckung ist ein weiteres Beispiel dafür, wie sich Klimaschwankungen auf die Pflanzenbiologie auswirken und Faktoren wie Keimung und Blüte beeinflussen können.

Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Mark Waghorn, Autor des South West News Service, hat zu diesem Bericht beigetragen.

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