Gerade bei Hitze müssen Pflanzen mit ihrem Wasser haushalten. Über verschließbare Poren, so genannte Spaltöffnungen, an der Blattunterseite wird Wasserdampf kontrolliert nach außen abgegeben. In der Early Edition des Fachjournals „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) berichtet ein internationales Forscherteam nun, wie die Spaltöffnungen auf Reize der Umwelt reagieren.
„Wir haben einen der zentralen Mechanismen untersucht, wie die Pflanze mit ihrer Umwelt in Wechselwirkung tritt“, sagt Roland Pieruschka vom Jülicher Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre. „Zusammen mit Kollegen der Carnegie Institution in Stanford haben wir nun festgestellt, dass ein direkter biophysikalischer Prozess den Wasserhaushalt steuert, der von Photosynthese oder Sensorzellen unabhängig ist.“
Blattwasser verdunstet
Fällt Sonnenstrahlung auf eine Pflanze, wird die Energie der Strahlung im Blattinneren absorbiert und auf das Blattwasser übertragen, so dass dieses verdunstet. Der Wasserdampf verteilt sich im hochporösen Blattinneren und kann an der Innenseite der Blatthaut oder Epidermis kondensieren und einen Mechanismus anstoßen, der die in der Epidermis befindlichen Poren öffnet und schließt.
Spaltöffnungen als Tore nach außen
„Bislang ging man davon aus, dass Wasser vor allem direkt in der Kammer unter der Spaltöffnung verdunstet“, erklärt Pieruschka. „Unser Ergebnis zeigt, dass das ganze Blatt die Energie aufnimmt, somit mehr Wasserdampf entsteht und die Spaltöffnungen wirklich nur die Tore nach außen sind.“
Blätter von Sonnenblumen untersucht
Im Experiment haben die Forscher die Blätter von Sonnenblumen im Labor analysiert. Dabei untersuchten sie deren Reaktion auf Infrarot-Licht, also Wärmestrahlung, im Vergleich zum sichtbaren Licht, das die Pflanze auch für die Photosynthese nutzt. Für die Funktion der Spaltöffnungen war der Gesamtenergieeintrag des eingestrahlten Lichtes entscheidend.
(idw – Forschungszentrum Jülich, 14.07.2010 – DLO)
