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Hormon- und Druckveränderung als Platzanweiser bei Pflanzenheilung

15.06.2020

Ein österreichisches Forscherteam hat etwas Licht in die Frage gebracht, wie es die gemeinhin als statisch geltenden Pflanzen schaffen, bei Verletzungen ihre Wunden wieder punktgenau mit Gewebe aufzufüllen. Im Fachblatt "PNAS" zeigt es, dass die Konzentration eines Wachstumshormons und die veränderte Druckverteilung in den Zellen um die Verletzung sozusagen als Platzanweiser fungieren.

Im Gegensatz zu Tieren und Menschen verfügen Pflanzen nicht über frei bewegliche Zellen im Blut, die bei einer Verletzung gezielt und rasch dort zum Einsatz gebracht werden können, wo die Wunde liegt. Ein Team um Jiri Friml und Lukas Hoermayer vom Institute of Science and Technology Austria (IST) Austria Klosterneuburg (NÖ) hat im Rahmen einer Untersuchung beobachtet, wie Wurzeln der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) die Reparatur von Verletzungen organisieren, nachdem die Wissenschafter ihnen diese mit einem Laser beigebracht hatten.

Unter dem Mikroskop konnten sie nachvollziehen, wie sich jede der an die Wunde angrenzenden Pflanzenzellen quasi entscheiden muss, sich entweder auszudehnen oder zu teilen. Nach welchen Kriterien sie das tun, war bisher nicht klar, heißt es in einer Aussendung des IST.

Konzentration von Auxin steigt an

Die Forscher fanden heraus, dass die Konzentration des Pflanzenwachstumshormons Auxin in jenen Zellen ansteigt, die die Wunde direkt berühren. Das erleichtere die Reaktion auf die Verletzung. Manipulierten die Wissenschafter nämlich die Auxin-Menge künstlich, entgleiste auch die Regeneration: So schlossen bei wenig Auxin zu wenige Zellen die Wunde, war mehr von dem Hormon im Spiel, kam es dagegen sogar zu tumorähnlichen, übermäßigen Wucherungen. "Nur die Koordination vieler Zellen im gesamten Gewebe führt zu so einer präzisen und lokalisierten Wundreaktion", so Hoermayer.

Als weiteren wichtigen Anhaltspunkt für die Heilung erwies sich die starke Veränderung der Druckverteilung im Gewebe durch das Fehlen der verletzen Zellen. Sorgten die Forscher nämlich trotz einer Wunde künstlich für Druckausgleich, schritt die Heilung nicht mehr so effizient voran.

Service: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2003346117

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