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Das Gedächtnis der Pflanzen
Ein für die Blütezeit verantwortliches Gen registriert die Temperatur der vergangenen sechs Wochen – und steuert damit das Blühverhalten.
(fa.) Nach der Winterzeit ist es wichtig für Pflanzen zu wissen, wie die Temperatur in den vergangenen Wochen war. Ohne ein Langzeitgedächtnis für vorangegangene Temperaturen wäre es für die Pflanze schwierig, die richtige Saison für die Blüte zu erkennen. Die Forschungsgruppe des Pflanzenbiologen Prof. Kentaro Shimizu von der Universität Zürich konnte in Zusammenarbeit mit einem japanischen Forscherteam zeigen, dass ein für die Blütezeit verantwortliches Gen als Gedächtnis fungiert. Dieses Gen registriert die Temperatur der letzten sechs Wochen und beeinflusst die pflanzliche Entwicklung entsprechend.
Nach der Winterzeit wird die Temperatur nicht kontinuierlich und gleichmässig wärmer. Vielmehr sind dem saisonalen Trend entgegenlaufende Temperaturschwankungen und Phasen der Abkühlung über Tage oder auch Wochen typisch. Für die blühbereiten Pflanzen ist es wichtig, im Frühling diese Rückfälle in winterliche Temperaturen als solche zu erkennen. Das ist aber nur möglich, wenn die Pflanzen das Wetter über mehrere Wochen hinweg registrieren und «erkennen» können. Das regulatorische System des betreffenden Gens speichert Informationen über vorherrschende Temperaturen der vorangegangenen sechs Wochen und ermöglicht damit eine Erinnerung.
Die Forscher konnten ihre Annahmen im Experiment bestätigen. Dazu setzten sie Pflanzen künstlich unterschiedlichen Temperaturbedingungen aus. Die Expression des zuständigen Gens variierte entsprechend den modellbasierten Vorhersagen. Über einen Zeitraum von zwei Jahren hinweg entnahmen die Biologen von in der Natur wachsenden Individuen der mehrjährig blühenden Spezies Arabidopsis halleri (Hallersche Schaumkresse) Gewebeproben. Solche Proben wurden jede Woche entnommen, auch unter extremen Wetterbedingungen wie Schnee, Gewitter oder Sturm.
Bislang war unklar, wie unter natürlichen Bedingungen die Blütezeit geregelt wird. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift «PNAS» veröffentlicht.
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