Wie die innere Uhr den Pflanzenstoffwechsel reguliert
Pflanzen verfügen über Mechanismen zur Zeitmessung, die ihre Entwicklung steuern. Diese innere Uhr ermöglicht es ihnen, auf die Lichtverhältnisse ihrer Umgebung zu reagieren und Prozesse wie Keimung, Wachstum, Blütenbildung und das Absterben zu regulieren.
„Das Verständnis, wie Pflanzen das Licht erkennen, um die innere Uhr einzustellen, ist von großer landwirtschaftlicher Bedeutung“, so Seth Davis vom Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung, Köln.
Die innere Uhr der Pflanzen hilft ihnen, sich an die Bedingungen ihres Standortes anzupassen. Wissenschaftler des Kölner Instituts erforschen die Mechanismen der Lichtwahrnehmung und der inneren Uhr, um Nutzpflanzen zu verbessern. Sie fanden heraus, dass Pflanzengene bestimmte Proteine produzieren, die den Stoffwechsel steuern.
Funktionsweise der inneren Uhr
Die Proteine wirken als eine Art Pendel in der inneren Uhr. In höheren Konzentrationen blockieren sie die Produktion ihres eigenen Nachschubs.
„Um Licht wahrzunehmen, besitzen Pflanzen Photorezeptoren sowohl für rotes und blaues als auch für ultraviolettes Licht. Pflanzen sind zudem in der Lage, die Morgen- und Abenddämmerung vorherzusehen, um ihre Stoffwechselprozesse entsprechend anzupassen. Für eine optimale physiologische Reaktion sind diese Prozesse in Form einer inneren Uhr miteinander verknüpft“, so Davis.
Ein Beispiel hierfür ist die Ackerschmalwand. Sie reguliert ihren Blühzeitpunkt mithilfe der inneren Uhr. Etwa zwölf Stunden nach Tagesanbruch wird ein spezifisches Protein gebildet. Dieses Protein wird durch einen weiteren Stoff abgebaut, falls bereits Dunkelheit herrscht. Erst wenn die Tage ausreichend lang sind, wird eine Kettenreaktion ausgelöst, die zur Blütenbildung führt.