Samen des Zweifels: Es bleibt ein Rätsel darüber, wie Sonnenblumen dem Licht folgen | Wilde Blumen

Wilde Blumen

Forscher haben herausgefunden, dass die Pflanzen keine herkömmlichen Verfahren nutzen, um der Sonne am Himmel zu folgen

Mit ihren leuchtend gelben Mähnen und kräftigen Stängeln wirken Sonnenblumen vielleicht wie ein einfaches Sommervergnügen. Forscher sagen jedoch, dass die Pflanzen überraschend rätselhaft seien, nachdem sie herausgefunden hatten, dass sie keine konventionellen Prozesse nutzen, um der Sonne am Himmel zu folgen.

Im Laufe eines Tages folgen Sonnenblumen dem Lauf der Sonne über ihrem Kopf – ein Vorgang, der als Heliotropismus bekannt ist –, wobei ihre Köpfe zunehmend nach Westen geneigt werden, da sich die Zellen auf der Ostseite des Stängels verlängern.

Nachts verlängern sich die Zellen auf der gegenüberliegenden Seite des Stängels, was dazu führt, dass sich die Köpfe nach Osten ausrichten.

Allerdings halten Forscher die Prozesse hinter der Sonnenverfolgung für ein unerwartetes Rätsel.

„Viele unserer Ergebnisse waren anders als erwartet“, sagte Prof. Stacey Harmer, eine Autorin der Studie an der University of California, Davis.

Viele Pflanzen wachsen in Richtung einer Lichtquelle – denn wenn Blaulichtrezeptoren, sogenannte Phototropine, auf der beleuchteten Seite des Stängels aktiviert werden, bewirken sie, dass sich Hormone, sogenannte Auxine, auf der anderen „dunklen“ Seite konzentrieren.

Diese Auxine stimulieren eine Verlängerung der Zellen, was dazu führt, dass sich der Stamm dem Licht zu neigt.

Während neue Forschungsergebnisse darauf hindeuten, dass dieser Mechanismus erklärt, wie sich Sonnenblumen in Innenräumen dem künstlichen Licht zuwenden, scheint er nicht die Art und Weise zu erklären, wie Sonnenblumen auf natürliche Weise dem Weg der Sonne folgen.

Harmer und Kollegen berichteten in der Fachzeitschrift Plos One, dass sie zunächst analysierten, welche Gene in den Stängeln von in Innenräumen angebauten Sonnenblumen aktiviert wurden, wenn künstliches blaues Licht aus einer Richtung schien.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Gene, die mit Phototropinen in Zusammenhang stehen, hauptsächlich auf der beleuchteten Seite des Stängels „angeschaltet“ wurden, während diejenigen, die mit Auxinen und Zellwachstum in Verbindung stehen, auf der Schattenseite angeschaltet wurden, was darauf hindeutet, dass sich in Innenräumen angebaute Sonnenblumen durch herkömmliches Licht dem blauen Licht zuwenden Prozesse.

Doch als sich das Team den Stängeln von Freiland-Sonnenblumen zuwandte, fanden sie etwas anderes. Die Ostseite des Stammes, die Seite im Sonnenlicht, und die Westseite, die Seite im Schatten, zeigten kaum Unterschiede darin, welche dieser Gene eingeschaltet waren.

Die Forscher versuchten dann, allein blaues und ultraviolettes oder rotes und fernrotes Licht zu blockieren. Sie fanden heraus, dass keiner der beiden Versuche allein den Heliotropismus in den Freilandpflanzen beeinflusste, was darauf hindeutet, dass wahrscheinlich mehrere Lichtsignalwege gleichzeitig im Spiel sind.

In einer anderen Wendung stellte das Team fest, dass die Pflanzen sofort der Sonne folgten, wenn in Innenräumen angebaute Sonnenblumen nach draußen gebracht wurden.

An ihrem ersten Tag im Freien wurde jedoch ein anderes Muster von Genen in ihren Stämmen aktiviert, als wenn sie drinnen oder an den darauffolgenden Tagen im Freien waren – was darauf hindeutet, dass eine Art Anpassungsmechanismus im Spiel war.

Harmer sagte, die Arbeit lege nahe, dass in kontrollierten Umgebungen gewonnene Erkenntnisse nicht unbedingt das widerspiegeln, was in freier Wildbahn geschieht.

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sowohl die Sonnenverfolgung als auch der Phototropismus unter realen Bedingungen viel komplizierter sind, als wir erwartet hatten“, sagte sie.