Biologie Pflanzen erkennen ihre Geschwister


Auch im Pflanzenreich gibt es Nächstenliebe. Zumindest unter Geschwistern. Teilen Abkömmlinge derselben Mutter die Erde, verhalten sie sich freundlicher, haben Forscher jetzt herausgefunden. Dabei erkennen die Sprösslinge ganz leicht, ob die Chemie stimmt.

Geschwisterliebe gibt es auch im Pflanzenreich: Wenn eine Pflanze neben einem Abkömmling derselben Mutter wächst, gibt sie sich deutlich freundlicher als einem Fremden gegenüber. US-Forscher haben herausgefunden, dass Pflanzen über das Wurzelsekret erkennen, ob ihr Nachbar ein Verwandter ist. Ist dies nicht der Fall, versuchen sie, den Konkurrenten durch erhöhtes Wurzelwachstum auszubremsen. Bei Geschwistern wird dagegen eher eine "Win-Win-Situation" hergestellt, indem sie ihre Wurzeln nur so weit ausbreiten, dass auch der Nachbarn noch genügend Platz hat, wie Harsh Bais von der Universität von Delaware in Newark und seine Kollegen im Fachjournal "Communicative and Integrative Biology" berichten.

Für ihre Studie zogen die Wissenschaftler wilde Arabidopsis-Pflanzen. Bais erklärt dieses unübliche Vorgehen: "Laborpflanzen haben immer irgendwo einen Cousin herumschwirren." Arabidopsis, auf Deutsch Acker-Schmalwand, ist für botanische Studien meist das Gewächs der Wahl - ähnlich wie Fruchtfliegen für Genetiker. Eine Doktorandin aus Bais Team überwachte und protokollierte eine Woche lang jeden Tag das Wurzelwachstum der über 3000 Testpflanzen. Diese mühselige Arbeit hat sich offenbar gelohnt: Die Forscher konnten nicht nur bestätigen, dass Pflanzen ihre Geschwister von fremden Individuen unterscheiden können, sie konnten auch die Stoffe identifizieren, die ein anderes Gewächs als fremd kennzeichnen.

Fremden wird das Wasser abgegraben

Demnach verraten chemische Komponenten von Wurzelausscheidungen einer Pflanze, ob der Nachbar aus einem Samen von der eigenen Mutter gekeimt ist oder dem einer fremden. Ist letzteres der Fall, versuchen die Pflanzen, dem Fremdling buchstäblich das Wasser abzugraben: Sie setzen einen großen Teil ihrer Energie ins Wurzelwachstum, um ihm möglichst viel Wasser und Nährstoffe wegzuschnappen. Keimt hingegen nebenan eine Geschwisterpflanze, fällt dieser Konkurrenzkampf deutlich milder aus und die beiden teilen die Ressourcen untereinander auf. Über der Erdoberfläche vermeiden die Pflanzen zudem offenbar Berührungen mit Fremden, während ihnen dies bei Geschwistern nichts ausmacht.

Diese Entdeckung könnten für Hobbygärtner genauso Folgen haben wie für industrielle Agrarbetriebe. "Oft wird ja das Gartencenter beschuldigt, wenn zwei Pflanzen nebeneinander nicht richtig gedeihen wollen", meint Bais. Doch möglicherweise ist die Erklärung nicht ganz so einfach. Die Forscher wollen aber vor allem erforschen, wie Pflanzen, die auf großen Ackerflächen als Monokulturen gezogen werden, auf ihre Geschwister-Nachbarn reagieren. Noch offen seien beispielsweise die Fragen, wie solche Pflanzen trotz der Rücksichtnahme auf die Verwandten wachsen können und ob Monokulturen auch deshalb anfälliger für Krankheitserreger sind.

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