Standort: science.ORF.at / Meldung: "Pflanzen blasen sich auf, um schnell zu wachsen"

Pflanzenblätter, die aus dem Wasser ragen.

Pflanzen blasen sich auf, um schnell zu wachsen

Pflanzenzellen können sich sehr rasch strecken, bestimmte Bambusarten etwa wachsen bis zu einen Meter pro Tag. Die Pflanzen greifen dabei zu einem Trick: Sie nehmen einen Bestandteil der Zelle und blasen ihn wie einen Ballon auf, berichten Wiener Forscher.

Biologie 11.01.2016

Es ist verblüffend, dass ein so fundamentaler Prozess wie das Wachstum von Pflanzenzellen noch nicht verstanden ist und selbst der Zellaufbau noch Überraschungen zu bieten hat. So dachte man bisher, dass sich in Pflanzenzellen nicht nur ein zentraler, mit Wasser gefüllter Raum findet, sondern mehrere kleinere solcher Vakuolen. Wissenschaftler der Universität für Bodenkultur (BOKU) Wien haben in den von ihnen untersuchten Zellen - Wurzelzellen des Modellorganismus Arabidopsis - dagegen nur eine große Vakuole nachgewiesen.

Eng gefaltet

Die Studie:

"Actin-dependent vacuolar occupancy of the cell determines auxin-induced growth repression" ist in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" erschienen.

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"Meistens schaut man sich die Sachen nur zweidimensional an, und da sieht es so aus, als wären da mehrere kleine Vakuolen. Wenn man das aber hochauflösend in 3D untersucht, sieht man, dass die Strukturen zusammenhängen und nur sehr komplex gefaltet sind", sagte Jürgen Kleine-Vehn vom Institut für Angewandte Genetik und Zellbiologie der BOKU gegenüber der APA.

Die Forscher konnten nicht nur diese überraschende Zellanatomie nachweisen, sondern auch zeigen, dass das starke Zellwachstum durch das Aufblasen der Vakuole erfolgt. Eine besondere Rolle spielt dabei Aktin, ein Baustein des Zellskeletts.

"Wir denken, dass Aktin eine Art Netz um die Vakuole herum bildet und ihr dadurch Stabilität gibt", sagte Kleine-Vehn. Die Aktin-Menge in der Zelle wird dabei vom bereits von Charles Darwin (1809-1882) entdeckten Botenstoff Auxin reguliert, der in praktisch allen Pflanzenteilen für Wachstum verantwortlich ist. "Je mehr Aktin da ist, desto schwieriger ist es für die Vakuole sich aufzublasen", so der Wissenschaftler.

Länge verzehnfachen

Die Zelle erspart sich laut Kleine-Vehn durch das Aufblasen sehr viel Energie: "Kleine Zellen müssen nicht unbedingt neue Strukturen bilden, um groß zu werden, weil dieser wassergefüllte Ballon einfach den Platz einnimmt."

Die untersuchten Wurzelzellen sind üblicherweise mit einer Größe von rund 15 mal 15 Mikrometer ungefähr quadratisch. "Wenn sie dann wachsen, können sie ihre Länge verzehnfachen", sagte Kleine-Vehn. Mit diesem "Trick" dürfte es auch bestimmte Bambusarten schaffen, mehr als einen Meter pro Tag zu wachsen.

science.ORF.at/APA

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