Erstmals ist es möglich, die Alterung einer Pflanze durch eine leuchtende Substanz optisch wahrzunehmen. Das haben Innsbrucker Forscher in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) berichtet. Sie entdeckten in ihrer neuen Studie, dass in Bananen Abbauprodukte des Chlorophylls einen hellblau leuchtenden Ring um abgestorbene Zellen bilden.
Vor knapp einem Jahr hatte das Wissenschaftlerteam um Professor Bernhard Kräutler vom Institut für Organische Chemie der Universität Innsbruck international für Aussehen gesorgt: Die Forscher berichteten damals zum ersten Mal über ein bläuliches Fluoreszieren von reifen Bananen. Werden die Südfrüchte mit UV-Licht angestrahlt, beginnen sie tiefblau zu leuchten.
Chemische Abbauprodukte des Blattgrüns
Ursache dafür sind chemische Abbauprodukte des Blattgrüns. Kräutler erforscht mit seinem Team schon seit Jahren den Chlorophyllhaushalt in Pflanzen. „Auf der Erde werden jedes Jahr 1.000 Millionen Tonnen Chlorophyll abgebaut“, erzählt Kräutler. „Uns interessiert, welchen biologischen Nutzen diese Abbauprodukte haben.“ Im Vorjahr konnten die Innsbrucker Chemiker nachweisen, dass in Bananen ein vergleichsweise stabiles Abbauprodukt entsteht, das für das blaue Leuchten verantwortlich ist. In höheren Pflanzen waren bisher nur sehr kurzlebige, fluoreszierende Abbauprodukte des Chlorophylls bekannt.
Alterung von Bananen wird beobachtbar
Nun haben die Chemiker gemeinsam mit den Innsbrucker Botanikern Andreas Holzinger und Cornelius Lütz sowie dem amerikanischen Fotochemiker Nicholas Turro die Flecken auf reifen Bananen genauer unter die Lupe genommen. Dabei haben sie festgestellt, dass die braunen Stellen auf der Bananenhaut jeweils um Stomata, kleine Spaltöffnungen für die Kontrolle des Gasaustausches, entstehen.
Sterben die ersten Zellen ab, beginnen die sie umgebenden, noch lebenden Zellen hellblau zu leuchten. Ursache dafür sind die lumineszierenden Abbauprodukte des Chlorophylls. Der biologische Nutzen dieses Vorgangs gibt den Forschern noch Rätsel auf. Für die Beobachtung der Alterung von Früchten steht damit aber erstmals ein optisches Merkmal zur Verfügung. Während absterbende Blätter zunächst Gelb und dann Braun werden, lieferten reife Früchte bisher kein sichtbares Zeichen für den beginnenden Zelltod.
Weit verbreitetes Phänomen
Die Entdeckung von Kräutler und seinem Team macht es nun erstmals möglich, den beginnenden Zelltod in Früchten auch direkt zu beobachten. „Wir haben das für die Bananen und einige andere Pflanzen nachgewiesen“, sagt Kräutler. „Ich bin aber überzeugt davon, dass es sich dabei um ein weit verbreitetes Phänomen handelt.“
Über die natürliche Rolle der fluoreszierenden Chlorophyll-Kataboliten (FCC) könne man bisher nur spekulieren: „Affen und andere Tiere sehen Farben anders als wir Menschen. Das blaue Leuchten könnten ihnen helfen, die reifen Früchte in der üppigen Vegetation besser zu finden“, so Kräutler abschließend.
(Universität Innsbruck, 08.09.2009 – DLO)
