Schweizer Wissenschaftler haben herausgefunden, dass Pflanzen mithilfe von Luftkanälen den Weg zum Sonnenlicht finden. Diese Kanäle erzeugen ein Lichtsignal, das von den Pflanzen interpretiert werden kann.

Schweizer Wissenschaftler haben entschlüsselt, wie Pflanzen den Weg zum Sonnenlicht finden. Luftkanäle in Pflanzenstängeln erzeugen laut einer neuen Studie ein Lichtsignal, das Pflanzen interpretieren können.

Das Forschungsteam der Universität Lausanne (Unil) und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) hat dafür den Mechanismus des sogenannten Phototropismus angeschaut. Die Resultate wurden am Donnerstag im Fachblatt «Science» veröffentlicht.

Als «Augen» fungieren bei Pflanzen spezielle Photorezeptoren, die sogenannten Phototropine, wie die Unil in einer Mitteilung erklärte. Diese Rezeptoren lösen Reaktionen aus, die als Phototropismus bekannt sind. Damit können Pflanzen ihr Wachstum in Richtung der Lichtquelle lenken. Obwohl der Photorezeptor, der den Phototropismus initiiert, schon lange bekannt ist, blieben die optischen Eigenschaften des photosensitiven Pflanzengewebes bisher ein Rätsel.

Entdeckung dank mutierter Pflanze

Die Entdeckung mit den Luftkanälen machten die Forschenden dank einer Mutante der Pflanzenart Arabidopsis thaliana, die es nicht schaffte, sich in Richtung Licht auszurichten. Die Forschenden verglichen darauf die spezifischen optischen Eigenschaften der Mutante im Vergleich zu Wildtyp-Proben. Dabei stellten sie fest, dass die normalerweise vorhandenen Luftkanäle im Pflanzenstängel der Mutante durch eine wässrige Flüssigkeit ersetzt waren.

Die luftgefüllten Kanäle ermöglichen es laut den Forschenden einen Lichtgradienten zu erzeugen, der von der Pflanze «gelesen» werden kann. Die Pflanze kann dann die Herkunft der Lichtquelle bestimmen.

Dieses Phänomen beruht auf den unterschiedlichen optischen Eigenschaften von Luft und Wasser, die den Grossteil des lebenden Gewebes ausmachen. «Genauer gesagt haben Luft und Wasser unterschiedliche Brechungsindizes. Dies führt zu Lichtstreuung, wenn es durch den Keimling hindurchtritt. Wir haben alle dieses Phänomen beobachtet, wenn wir einen Regenbogen bewundern», erklärt die Mitautorin Martina Legris in der Mitteilung der Unil. (sda/mav)