Der "Gesichtssinn" der Pflanzen

Für Mensch und Tier ist das Licht die Voraussetzung ihres Gesichtssinnes. Weil Pflanzen keine Augen haben, lag es nahe, zu vermuten, dass sie das Licht nur als Energiequelle nutzen. Doch das ist nicht richtig, denn Pflanzen besitzen spezielle Lichtrezeptoren, die die jeweiligen Eigenschaften des Lichtes wahrnehmen und diese Informationen in ein Signalleitungssystem einspeisen, das bis in die Zellkerne vordringt. Auf diesen Wegen nimmt das Licht indirekt Einfluss auf die Genexpression und die Biosynthese der Pflanze.

Wie die "Zapfen" in der Netzhaut des Auges nehmen die Phytochrome die Wellenlänge und die Intensität des Lichtes wahr. Die Pflanze erkennt ferner die Richtung der Lichtquelle und die Dauer der Strahlung. Alle diese Informationen werden biochemisch umgesetzt und bestimmen mit, wie die Pflanze wächst und sich weiterentwickelt.

Andreas Hiltbrunner, Professor für Botanik an der Universität Freiburg, erhält nun vom internationalen Human Frontier Science Program (HFSP) den besagten Geldbetrag, mit dessen Hilfe er die Lichtsignalsysteme bei verschiedenen Pflanzen vergleichend untersuchen will, um aus den Ergebnissen Schlüsse auf deren Evolution zu ziehen. Schon niedere Pflanzen wie Moose besitzen Lichtrezeptoren (Phytochrome); als niederer Modellorganismus dient dem Team von Hiltbrunner u. a. das Kleine Blasenmützenmoos (Physcomitrella patens). Als Repräsentanten der höheren Pflanzen erforschen sie u. a. die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana, Cruciferae), eine Pionierpflanze der Genetik. Hypothetisch haben die verschiedenen Lichtsignalsysteme einen gemeinsamen Ursprung, von dem aus sie sich im Laufe der Evolution mehr oder weniger weit entfernt haben.

Hier will Hiltbrunner in Kooperation mit Forschungsgruppen in Wageningen (Niederlande) und Austin (Texas) zu neuen Erkenntnissen kommen.