Sie erhellen unsere Tage mit ihrem sonnigen, lebendigen und sommerlichen Flair.
Aber wie sich herausstellt, sind Sonnenblumen nicht nur hübsch anzusehen, sie haben auch ein verstecktes Merkmal, das Hinweise darauf geben könnte, wie sich Pflanzen an den Klimawandel anpassen können.
Das liegt daran, dass ein ultraviolettes (UV) Bullseye-Muster – das für Menschen unsichtbar ist – nicht nur dazu beiträgt, dass ihre Blüten Bestäuber anziehen, sondern es der Pflanze auch ermöglicht, auf Stress wie Dürre oder extreme Temperaturen zu reagieren.
Experten der University of British Columbia (UBC) fanden heraus, dass die gleichen Moleküle, die diese UV-Muster in Sonnenblumen erzeugen, auch daran beteiligt sind, der Pflanze zu helfen, den Wasserverlust zu regulieren.
Ihre Entdeckung liefert möglicherweise einen Einblick, wie sich Pflanzen an unterschiedliche Klimazonen anpassen können.
Entdeckung: Sonnenblumen sind nicht nur hübsch anzusehen, sie haben auch ein UV-Bullseye-Muster (im Bild), das Hinweise darauf geben könnte, wie sich Pflanzen an den Klimawandel anpassen können, hat eine Studie ergeben
Das liegt daran, dass ein ultraviolettes Bullseye-Muster (Bild Mitte) – das für den Menschen unsichtbar ist – nicht nur dazu beiträgt, dass ihre Blüten Bestäuber anziehen, sondern es der Pflanze auch ermöglicht, auf Stress wie Dürre oder extreme Temperaturen zu reagieren
„Unerwarteterweise bemerkten wir, dass Sonnenblumen, die in trockeneren Klimazonen wachsen, Blüten mit größeren UV-Bullseyes hatten, und stellten fest, dass diese Blüten Wasser effizienter speichern können“, sagte Hauptautor Dr. Marco Todesco, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Biodiversitätsforschungszentrum und -abteilung der UBC der Botanik.
“Dies deutet darauf hin, dass diese größeren UV-Bullseyes den Pflanzen helfen, sich an diese trockeneren Umgebungen anzupassen.”
Dr. Todesco und seine Kollegen bauten 2016 und 2019 fast 2.000 wilde Sonnenblumen zweier Arten an der Universität an.
Durch die Messung der UV-Muster der Pflanzen und die Analyse ihrer Genome fanden die Forscher heraus, dass wilde Sonnenblumen aus verschiedenen Teilen Nordamerikas UV-Bullseyes von sehr unterschiedlicher Größe hatten.
Bei einigen war das Bullseye ein dünner Ring, während es bei anderen die ganze Blume bedeckte.
Größere Bullseyes wurden häufiger von Bienen besucht, was frühere Forschungen an anderen Pflanzenarten unterstützte.
Die Forscher fanden heraus, dass ein einzelnes Gen, HaMYB111, für den größten Teil der Vielfalt der floralen UV-Muster verantwortlich war.
Dieses Gen steuert die Produktion von UV-absorbierenden Flavonolverbindungen, von denen bekannt ist, dass sie Pflanzen helfen, unter verschiedenen Umweltbelastungen wie Dürre oder extremen Temperaturen zu überleben.
Größere florale UV-Muster, die mehr dieser Verbindungen enthalten, könnten dazu beitragen, die Verdunstungsmenge einer Sonnenblume in Umgebungen mit geringerer Luftfeuchtigkeit zu reduzieren und übermäßigen Wasserverlust zu verhindern.
In feuchten, heißen Umgebungen würden kleinere UV-Muster stattdessen diese Verdunstung fördern, die Pflanze kühl halten und eine Überhitzung vermeiden, sagten die Autoren.
Durch die Messung der UV-Muster der Pflanzen und die Analyse ihrer Genome fanden die Forscher heraus, dass wilde Sonnenblumen aus verschiedenen Teilen Nordamerikas UV-Bullseyes sehr unterschiedlicher Größe hatten
Größere Bullseyes wurden häufiger von Bienen besucht, was frühere Forschungen an anderen Pflanzenarten unterstützte
Größere Bullseyes wurden häufiger von Bienen besucht, was frühere Forschungen zu anderen Pflanzenarten unterstützt (Archivbild)
„Florale UV-Muster scheinen daher mindestens eine doppelte Rolle bei der Anpassung zu spielen; Neben ihrer wohlbekannten Wirkung auf die Verbesserung der Bestäubung regulieren sie auch den Wasserverlust der Blumen“, sagte der Autor Dr. Loren Rieseberg, Professor an der Abteilung für Botanik und am Biodiversitätsforschungszentrum.
„Das würde man nicht unbedingt von einer Blütenfarbe erwarten, und es veranschaulicht die Komplexität und Effizienz der Anpassung – die Lösung zweier Probleme mit einem einzigen Merkmal.“
Sonnenblumen werden für verschiedene Zwecke angebaut, darunter die Sonnenblumenölproduktion, eine Industrie mit einem Umsatz von rund 20 Milliarden US-Dollar (14 Milliarden Pfund) im Jahr 2020.
Diese Forschung könnte laut Dr. Todesco dazu beitragen, das Wissen darüber zu erweitern, wie Bestäuber angezogen werden können, wodurch möglicherweise die Ernteerträge gesteigert werden können.
Er sagte: “Diese Arbeit hilft uns auch zu verstehen, wie sich Sonnenblumen und möglicherweise andere Pflanzen besser an verschiedene Gebiete oder Temperaturen anpassen, was in einem sich erwärmenden Klima wichtig sein könnte.”
Die Forscher wollen auch besser verstehen, wie HaMYB111 die Größe von UV-Bullseyes reguliert, sowie untersuchen, wie genau Flavonolverbindungen den Wasserverlust beeinflussen.