Pflanzen: Wurzeln können Wärme messen
Bisher ist die Fachwelt davon ausgegangen, dass das Wurzelwachstum vom Pflanzenspross gesteuert wird und die Wurzel dabei über eine Art Langstreckensender ein Signal erhält. Eine Forschungsgruppe hat nun aber eine Studie veröffentlicht(öffnet im neuen Fenster) , wonach Pflanzenwurzeln über ein eigenes Thermometer verfügen. Damit können sie die Temperaturen im Boden messen und ihr Wachstum entsprechend anpassen.
Für seine Studie nutzte das Forschungsteam Klimakammern und untersuchte, wie Gemüsekohl, Tomaten und Ackerschmalwand (auch Schotenkresse oder Gänserauke genannt) auf steigende Umgebungstemperaturen reagieren. Dafür erhöhten sie die Temperatur in der Kammer von 20 auf 28 Grad Celsius. Für den Versuch wurde bei einigen Pflanzen der Spross abgeschnitten.
Trotz fehlendem Spross wuchsen die Wurzeln bei erhöhten Temperaturen genauso wie bei Pflanzen mit intaktem Spross. Das Team kam zu dem Schluss, dass die erhöhte Temperatur ihre Zellteilung ankurbelte und die Wurzeln dadurch deutlich länger wurden.
Ein Wachstumshormon, das alles steuert
Bei allen Versuchen stellte das Team fest, dass das Wachstumshormon Auxin in den Wurzelzellen produziert und schließlich in die Wurzelspitzen transportiert wurde. Auxin regt dort die Zellteilung an und ist letztendlich dafür verantwortlich, dass die Wurzeln weiter in die Tiefe wachsen.
Auch im Pflanzenspross ist Auxin für einen ähnlichen Vorgang verantwortlich. Hier werden die Zellen jedoch gestreckt, wodurch der Spross länger wird, die Blätter schmaler werden und weiter voneinander abstehen.
Da Wärme und Trockenheit oft gemeinsam auftreten, sei es für die Pflanzen besonders wichtig, ihre Wurzeln tief in den Boden zu graben, wo es auch weitere Wasservorräte gibt, heißt es in der Studie. Die Forschungsergebnisse könnten beispielsweise bei der Entwicklung neuer Ansätze für die Pflanzenzüchtung helfen . Dadurch könnten Pflanzen besser an den Klimawandel angepasst werden.
Die Forschungsgruppe und ihre Studie
Die Forschungsgruppe setzte sich aus Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB), dem Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln und der ETH Zürich zusammen. Ihre Studie wurde in der Fachzeitschrift The Embo Journal unter dem Titel Auxin-dependent regulation of cell division rates governs root thermomorphogenesis(öffnet im neuen Fenster) (Auxin-abhängige Regulierung der Zellteilungsrate steuert die Thermomorphogenese der Wurzeln) publiziert.