Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie die Bewegungen der Spaltöffnungen im Blatt gesteuert werden

28.06.2001


Forschungsergebnisse von Tübinger Pflanzenphysiologin in ’Nature’

Die Oberfläche von Pflanzenblättern ist weitgehend dicht. Wasser zum Beispiel tropft einfach von der schützenden Schicht ab. Doch muss die Pflanze Gase mit ihrer Umgebung austauschen wie etwa Wasserdampf abgeben oder Kohlendioxid aus der Luft für die Fotosynthese aufnehmen. Dazu finden sich meistens an der Blattunterseite die so genannten Spaltöffnungen. Sie stellen die Verbindung zwischen der Außenluft und dem luftgefüllten Adersystem im Blatt her. Spaltöffnungen sind nicht einfach Löcher im Gewebe, sondern kompliziert gebaute Einrichtungen, deren Öffnen und Schließen von verschiedenen Faktoren wie Licht, Temperatur und Feuchtigkeit gesteuert wird. Dr. Karin Schumacher vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen der Universität Tübingen hat gemeinsam mit Kollegen von der University of California und der Technischen Universität München die Bewegungen der Spaltöffnungen an der Pflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) untersucht. Die Ergebnisse dieser Forschungen werden in der heutigen Ausgabe der Fachzeitschrift Nature (28. Juni 2001) veröffentlicht.

Auf einem Quadratmillimeter Blattfläche finden sich zwischen hundert und tausend Spaltöffnungen. Bei normaler Öffnung werden nur etwa ein bis zwei Prozent der Oberfläche freigelegt, doch findet der überwiegende Teil des Gasaustausches mit der Umgebung an den Spaltöffnungen statt. Hauptbestandteil des Spaltöffnungsapparats sind die eigentlichen Schließzellen, die sich bei Druckanstieg durch Flüssigkeitseinstrom wölben und dabei eine Öffnung freigeben. Bei hoher Temperatur zum Beispiel werden die Öffnungen geschlossen, damit die Pflanze nicht zu viel Wasser verliert. Die Schließzellen nehmen jedoch auch Signale aus der Pflanze selbst auf, um die Öffnung der Poren zu regulieren. Den Wissenschaftlern war bereits bekannt, dass Schwankungen im Calciumspiegel der Schließzellen eine wichtige Komponente bei der Regulation der Spaltöffnungen bilden.

In Experimenten haben die Forscher nun die Schwankungen im Calciumspiegel der Schließzellen simuliert und dabei zwei Mechanismen der von Calcium abhängigen Porenschließung festgestellt: Zum einen schlossen sich die Spaltöffnungen jedes Mal schnell und für kurze Zeit, wenn der Calciumspiegel erhöht wurde. Zum anderen wurde in Abhängigkeit von der Häufigkeit, der Dauer und Stärke der Schwankungen im Calciumspiegel auch der langfristige Schließungszustand der Poren gesteuert.

Die Forscher wollen mit den Untersuchungen an den Spaltöffnungen der Blätter die grundsätzlichen Mechanismen aufklären, die an der Regulation der Öffnung und Schließung beteiligt sind. Auf diesem Weg könnten sie einen besseren Einblick erhalten, warum zum Beispiel bei einigen Nutzpflanzen die Regulation der Spaltöffnungen nicht mehr optimal funktioniert und die Pflanzen besonders anfällig für Trockenschäden sind.

Nähere Informationen:

Dr. Karin Schumacher
Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen
Pflanzenphysiologie
Auf der Morgenstelle 1
72076 Tübingen
Tel. 0 70 71/2 97 88 82
Fax 0 70 71/29 32 87
E-Mail: karin.schumacher@zmbp.uni-tuebingen.de

Michael Seifert | idw

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Karte der Zellkraftwerke
18.08.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung
18.08.2017 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie