Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Haar um Haar - Auch Pflanzen haben Glatzen

13.02.2003


Botaniker erforscht Form und Funktion von Pflanzenhärchen





Menschen haben sie, Tiere haben sie, und Pflanzen haben sie: Haare. Blumennesseln haben sogar unterschiedliche Haartypen, deren Formen und Funktionen bisher weitgehend unbekannt waren. Im Rahmen eines DFG-Projektes an der Freien Universität konnten einige Haarformen identifiziert werden: Die unterschiedlichen Haartypen dienen dem Verdunstungsschutz, der Wasseraufnahme aus der Luft, der Ausbreitung der Früchte und dem Schutz vor Fressfeinden. Je nach Lebenssituation der Pflanze und je nach Organ sind die Haare unterschiedlich ausgebildet.



Die Blumennesselgewächse bilden mit ihren rund 300 Arten eine kleine Pflanzenfamilie, die vorwiegend in Südamerika vorkommt. Sie wächst in unterschiedlichen Lebensräumen, in der extrem trockenen Atacama-Wüste in Südperu und Nordchile bis hin zu den außerordentlich feuchten Nebelwäldern Nordwestkolumbiens, der zu einem der nässesten Lebensräume zählt. Wie kleine Kunstwerke wirken die spektakulären Blüten der Blumennesselgewächse - bei genauer Betrachtung entdeckt man ein dichtes Haarfeld, das die Pflanze bedeckt.

Der Botaniker Maximilian Weigend von der Freien Universität Berlin hat nun - im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit 120.000 Euro geförderten Projekts "Die Evolution der Blumennesselgewächse" - die vielfältige Behaarung der Blumennesselgewächse analysiert und nach deren Funktion gefragt.

Das Haarkleid der Blumennesseln besteht aus mindestens drei unterschiedlichen Haartypen. Die auffallendsten Haare sind die Brennhaare. Wie kleine Injektionsnadeln dringen sie bei jeder Berührung tief in die Haut und führen zu einem schmerzhaften Ausschlag. Daneben treten Drüsenhaare auf. Für Botaniker am spannendsten sind jedoch die so genannten glochidiaten Haare (frei übersetzt: Hakenhaare) und die scabriden Haare (ebenfalls frei übersetzt: rauhe Haare). Beide Haartypen sind nur zwischen 0,1 und fünf Millimeter lang und erheblich kürzer als die Brennhaare. Die Hakenhaare haben lange, hakenförmige Auswüchse auf der Oberfläche, während sie bei den rauhen Haaren sehr kurz sind. Eine genaue Untersuchung der Haare ist nur unter dem Rasterelektronenmikroskop möglich. Die rauhen und Hakenhaare kommen in dieser speziellen Form nur bei den Blumenesseln und einer ihr verwandten Pflanzenfamilie, den Hartriegelgewächsen, vor.

Wie in einem Kaleidoskop variiert das Haarkleid der Blumennessel. Einzelne Arten besitzen fast nur Brenn- und Hakenhaare, andere schmücken sich mit zahlreichen Drüsenhaare. Wieder andere besitzen nahezu keine Brennhaare, dafür aber wenige und sehr kurze rauhe Haare. "Auf den ersten Blick erscheint die Verteilung der Haartypen willkürlich", sagt Maximilian Weigend. "Im Rahmen von umfangreichen Untersuchungen, insbesondere an der erst im Jahr 1997 beschriebenen Gattung Nasa, haben wir zahlreiche Beobachtungen machen können, die ein noch vorläufiges, aber dennoch recht komplexes Bild ergeben." Auf insgesamt zehn Forschungsreisen in sieben Ländern hat das FU-Team zwischen 1992 und 2003 die Pflanzen in ihrem natürlichen Lebensraum in Südamerika untersucht. "Bereits bei einem oberflächlichen Studium der Haarspektren zeigt sich, dass die Haardichte und -länge der verschiedenen Blumennesseln deutlich mit dem Lebensraum korreliert und dass unterschiedliche Organe der Pflanzen sehr unterschiedliche Haarspektren haben", erklärt der Botaniker.

So fand Weigend heraus, dass Blumennesseln aus trockenen Lebensräumen ein relativ dichtes Haarkleid haben. Pflanzen, die in feuchten Lebensräumen wachsen, neigen zu "Glatzen" und haben nur kleine und kaum ausgebildete Haare. "In trockenen Lebensräumen finden wir vorwiegend Haken- und rauhe Haare auf den Pflanzen, die zum Teil so dicht stehen, dass die ganze Pflanze weiß erscheint", erzählt Weigend. "Hierbei handelt es sich offensichtlich um einen Sonnen- und Verdunstungsschutz."

Dichte Haarpracht mit rauhen Haaren schmückt Pflanzen, die in Regionen der Küstenwüste mit häufigem Nebel wachsen. "Wir gehen davon aus, dass die Haare den Nebel aus der Luft auskämmen, der dann über die Blätter aufgenommen werden kann." Diese zusätzliche Wasserquelle in den extrem niederschlagsarmen Gebieten erlaubt den Pflanzen ein Vordringen in sonst nahezu vegetationsfreie Bereiche. Je feuchter die Lebensräume der einzelnen Arten sind, desto kürzer und spärlicher wird der Haarwuchs. Einige Arten aus sehr feuchten Bergwäldern sind auf den ersten Blick fast kahl - erst unter dem Rasterelektronenmikroskop finden sich stark zurückgebildete, kleine Härchen.

"Auffallend ist", meint Weigend, "dass selbst die Fruchtknoten von fast kahlen Pflanzenarten sehr dicht mit Haaren bedeckt sind, wobei vor allem Brennhaare auftreten, aber auch viele rauhe und Hakenhaare." Der Fruchtknoten ist der wichtigste Teil einer Pflanze. Hier werden die Samen gebildet; sie müssen vor Fressfeinden geschützt werden. "Die dichte Bedeckung der Knoten mit harten und zum Teil brennenden Haaren dient wahrscheinlich dem Schutz der sich entwickelnden Samen", schlußfolgert Weigend. Darüber hinaus bleiben bei einigen Arten die Samen zunächst in der Frucht eingeschlossen, und die Fruchtkapsel wird als ganzes ausgebreitet. "In diesen Fällen soll die Frucht an vorüber kommenden Tieren befestigt werden. Dazu muss sichergestellt werden, dass die Tiere die Fruchtknoten berühren und sie sicher im Fell oder in den Federn der Tiere haften bleiben." Das klettenhafte Prinzip erfordert eine Haarform, die es den Fruchtknoten ermöglicht, möglichst gut an Fell oder Federn zu haften. Dazu dienen Haare mit besonders ausgebildeten ankerförmigen Spitzen.

Abbildungen finden Sie im Internet unter:
http://www.fu-berlin.de/presse/fup (Pressedienst Wissenschaft 2003, Nr. 9/03)

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Dr. Maximilian Weigend, Institut für Biologie (Systematische Botanik und Pflanzengeographie) der Freien Universität Berlin, Altensteinstr. 6, 14195 Berlin, Tel.: 030 / 838-56511, E-Mail: weigend@zedat.fu-berlin.de , http://www.biologie.fu-berlin.de/sysbot/weigend/index.html

Ilka Seer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fu-berlin.de/presse/fup
http://www.biologie.fu-berlin.de/sysbot/weigend/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zirkuläre RNA wird in Proteine übersetzt
24.03.2017 | Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft

nachricht Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen
24.03.2017 | Universität Bayreuth

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise