Wurzeln, die im Dunkeln wachsen, ist es möglich, Licht zu sehen. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie Jena und der Nationalen Universität Seoul in Korea haben herausgefunden, dass es den Wurzeln der Ackerschmalwand ( Arabidopsis thaliana ) möglich ist, direkt auf Licht zu reagieren. Die Übertragung erfolgt vom überirdischen Spross direkt an die unterirdischen Pflanzenteile.

Somit ermöglichen die Wurzeln die Anpassung des Wachstums der Pflanze an die Lichtbedingungen des jeweiligen Standortes.

Licht ins Dunkle bringen

Mehr als drei Jahrzehnte spekulieren Forscher bereits darüber, inwiefern Pflanzenwurzeln Licht wahrnehmen. „Physiker aus Korea und Biologen aus Jena haben jetzt das Wissen aus beiden Bereichen kombiniert , um zu untersuchen, ob die Leitgefäße im Spross wie eine Art Faser Licht vom Spross in die Wurzel leiten“, so Sang-Gyu Kim, Mitinitiator des Projekts.

Bisherige Studien zeigen, dass in den Wurzeln ein Lichtrezeptor vorkommt, der das Licht der rot und infrarot Wellenlängen wahrnimmt. Wie er dort aktiviert wird, war bis dato allerdings unklar.

Anhand der Ergebnisse der aktuellen Studie stellten die Forscher fest, dass Licht durch die Leitbündel der Wurzel geleitet wird. Im Spross wird das Licht zunächst von sogenannten Lichtrezeptoren erkannt. Eigens für die Untersuchungen entwickelten nun Molekularbiologen und Spezialisten für angewandte Optik einen hochsensitiven Lichtdetektor. Das optische Detektorensystem setzen sie ein, um das vom Stamm in die Wurzeln übertragene Licht zu messen.

„Diese Ergebnisse sind entscheidend für die weitere Forschung. Unsere Arbeit belegt, dass Wurzeln auch im Boden Licht wahrnehmen können. Dies wiederum aktiviert eine Signalkette, die das Pflanzenwachstum, insbesondere die Wurzelarchitektur, beeinflusst“, sagt Ian Baldwin, Studienleiter am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie Jena. „In den Wurzeln gibt es noch weitere Lichtrezeptoren. Deren Aufgabe in den Wurzeln und ihr Zusammenspiel mit Lichtsignalen, die aus dem Spross in die Wurzel geleitet werden, ist noch weitgehend unbekannt.“

Da die Wissenschaftler vermuten, dass die Fähigkeit der Wurzeln Licht zu sehen entscheidend zur Überlebensfähigkeit von Pflanzen in der Natur beiträgt, sollen weitere ökologische Forschungen folgen. CDC

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