Die entscheidende Rolle der Epidermis bei der Blattentwicklung
Die Blätter von Pflanzen variieren stark in Form und Größe, was auf eine Vielzahl von Faktoren zurückzuführen ist. Neben äußeren Einflüssen wie Lichtverfügbarkeit und Nährstoffversorgung der Pflanze spielen auch die Anzahl und Größe der Zellen sowie die Zwischenzellräume eine Rolle bei der Bestimmung der Blattgröße.
Ein entscheidender Faktor ist die Epidermis, die äußerste Abschlussschicht auf der Ober- und Unterseite eines Blattes. Dies wurde durch Versuche an Tabakpflanzen an der Universität Massachusetts, USA, nachgewiesen. Ein Forscher kombinierte mittels Pfropfung die Epidermis großblättriger Sorten mit den Blattzellen kleinblättriger Sorten.
Dabei entstanden Hybrid-Pflanzen, deren Epidermiszellen eine andere genetische Ausstattung aufwiesen als das darunterliegende Blattgewebe, das sogenannte Mesophyll. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigten, dass die Epidermis die Blattgröße maßgeblich beeinflusst. Wurde die Epidermis großblättriger Tabaksorten mit dem Mesophyll kleinblättriger Sorten kombiniert, resultierten größere Blätter. Umgekehrt führte die Epidermis kleinblättriger Sorten zu kleineren Blättern, selbst wenn das Mesophyll von großblättrigen Sorten stammte.
Zellwachstum und die Kommunikation zwischen Gewebeschichten
Das verstärkte Größenwachstum beruhte nicht auf einer Vergrößerung der Mesophyllzellen; deren durchschnittliche Größe blieb in allen Versuchsanordnungen konstant. Stattdessen erhöhte sich die Anzahl der Mesophyllzellen deutlich.
Die Epidermisschicht ist demnach in der Lage, die Zellteilung des Mesophyllgewebes zu beeinflussen. Die Experimente belegen, dass die Kommunikation zwischen den verschiedenen Zell- und Gewebeschichten eine entscheidende Rolle beim Blattwachstum spielt. Die genauen Botenstoffe, die diese Kommunikation vermitteln, sind Gegenstand weiterer Forschung.