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Wie Pflanzen sich abkühlen - Forscher entdecken neuen Mechanismus zur Kontrolle des Wasserhaushalts von Blättern

13.07.2010
Gerade bei sommerlicher Hitze müssen Pflanzen mit ihrem Wasser haushalten. Über verschließbare Poren, sogenannte Spaltöffnungen, an der Blattunterseite wird Wasserdampf kontrolliert nach außen abgegeben und der Wassertransport durch die Pflanze reguliert.

Im renommierten Fachjournal PNAS (Early Edition) berichten Jülicher Forscher nun, wie die Spaltöffnungen auf Reize der Umwelt reagieren.

„Wir haben einen zentralen Mechanismen untersucht, wie die Pflanze mit ihrer Umwelt in Wechselwirkung tritt“, sagt Dr. Roland Pieruschka vom Jülicher Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre. Zusammen mit Kollegen der Carnegie Institution in Stanford haben wir nun festgestellt, dass ein direkter biophysikalischer Prozess den Wasserhaushalt steuert, der von Photosynthese oder Sensorzellen unabhängig ist.

Fällt Sonnenstrahlung auf eine Pflanze, wird die Energie der Strahlung im Blattinneren absorbiert und auf das Blattwasser übertragen, so dass dieses verdunstet. Der Wasserdampf verteilt sich im hochporösen Blattinneren und kann an der Innenseite der Blatthaut (Epidermis) kondensieren und einen Mechanismus induzieren, der die in der Epidermis befindlichen Poren öffnet und schließt.

„Bislang ging man davon aus, dass Wasser vor allem direkt in der Kammer unter der Spaltöffnung verdunstet“, erklärt Pieruschka. „Unser Ergebnis zeigt, dass das ganze Blatt die Energie aufnimmt, somit mehr Wasserdampf entsteht und die Spaltöffnungen wirklich nur die Tore nach außen sind.“

Im Experiment haben die Forscher die Blätter von Sonnenblumen im Labor untersucht. Dabei untersuchten sie deren Reaktion auf Infrarot-Licht, also Wärmestrahlung, im Vergleich zum sichtbaren Licht, das die Pflanze auch für die Photosynthese nutzt. Für die Funktion der Spaltöffnungen war der Gesamtenergieeintrag des eingestrahlten Lichtes entscheidend.

Die Veröffentlichung bei PRL:
Pieruschka at al., Control of transpiration by radiation
http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0913177107
Webseite der Arbeitsgruppe:
http://www.fz-juelich.de/ibn/Ultra_High_Resolution
Pressemitteilung der Carnegie Institution for Science (englisch)
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2010-07/ci-pm070910.php
Ansprechpartner:
Dr. Roland Pieruschka
Tel. : +49 2461 61 6173
r.pieruschka@fz-juelich.de
Pressekontakt:
Kosta Schinarakis,
Tel.: 02461-61-4771
k.schinarakis@fz-juelich.de
Das Forschungszentrum Jülich…
… betreibt interdisziplinäre Spitzenforschung zur Lösung großer gesellschaftlicher Herausforderungen in den Bereichen Gesundheit, Energie und Umwelt sowie Informationstechnologie. Kombiniert mit den beiden Schlüsselkompetenzen Physik und Supercomputing werden in Jülich sowohl langfristige, grundlagenorientierte und fächerübergreifende Beiträge zu Naturwissenschaften und Technik erarbeitet als auch konkrete technologische Anwendungen. Mit rund 4 400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern gehört Jülich, Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, zu den größten Forschungszentren Europas.

Annette Stettien | Forschungszentrum Jülich
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

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