Klettverschluss am Blütenblatt

Neue Funktion von pflanzlichen Trichomen entdeckt

07.07.2016 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Bei Malvengewächsen und zahlreichen anderen Pflanzen sorgen Klettverschlüsse aus Trichomen dafür, dass die Blütenblätter eine schützende Hülle um die Fortpflanzungsorgane der Pflanze bilden. (Bildquelle: © Kurt Stüber / wikimedia.org / GFDL)
Bei Malvengewächsen und zahlreichen anderen Pflanzen sorgen Klettverschlüsse aus Trichomen dafür, dass die Blütenblätter eine schützende Hülle um die Fortpflanzungsorgane der Pflanze bilden. (Bildquelle: © Kurt Stüber / wikimedia.org / GFDL)

Die Fortpflanzungsorgane zu schützen ist eine der wichtigsten Aufgaben jedes Organismus, auch von Pflanzen. Gelingt das nicht, ist die Pflanze nach kurzer Zeit vom Aussterben bedroht. Wissenschaftler konnten zeigen, dass Trichome neben vielen anderen Aufgaben auch beim Schutz der Geschlechtsorgane wichtige Funktionen übernehmen. Bei Baumwolle formen Trichome winzige klettverschlussartige Strukturen, um die Blütenknospen in Form zu halten, was die Fortpflanzungsorgane optimal vorm Austrocknen schützt.

Die Natur überzeugt oft mit derart genialen Erfindungen, dass der Mensch gerne von ihr abschaut: Die Libelle war Vorbild für den Hubschrauber, Pusteblumen für den Fallschirm und auch die Idee mit dem Klettverschluss stammt eigentlich von Pflanzen: Die Klettpflanze hat kleine Haken an der Blüte, die an bestimmten Gegenständen haften – auf diesem Grundprinzip bauen auch die menschlichen Klettverschlüsse auf.

Trichome übernehmen unterschiedliche Aufgaben

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Elektronenmikroskopische Aufnahme der Epidermis mit Trichom.

Bildquelle: © Emmanuel Boutet / wikimedia.org/ CC-BY-SA-2.5

Dass dieser geniale Verschluss auch für die pflanzliche Entwicklung von großer Bedeutung ist, konnten Wissenschaftler nun in einer aktuellen Studie zeigen. Besagter Klettverschluss besteht aus Trichomen, den haarähnliche Strukturen auf den Oberflächen von Pflanzen. Trichome kommen in unterschiedlichen Ausführungen vor und übernehmen dementsprechend verschiedene Funktionen bei Pflanzen, wie beispielsweise Schutz-, Stütz- und Drüsenhaare und absorbierende Haare im Wurzelbereich.

Korrekte Blütenform schützt Fortpflanzungsorgane

Forscher konnten nun zeigen: Bei Baumwolle (Gossypium hirsutum) sorgen die Trichome dafür, dass die Blütenknospe immer in Form bleibt. Dieser Effekt hat natürlich nichts mit dem optimierten äußeren Erscheinungsbild der Baumwollpflanze zu tun, er sichert vielmehr ihr Überleben, weil er die Samenproduktion sicherstellt. Indem die Trichomere die angrenzenden Blütenblätter festkletten, verankern sie die asymmetrisch wachsenden Blütenblätter derart, dass die Blüte stets in Form bleibt und die heranwachsenden Samen optimal geschützt sind.

Gen-Knock-Out verdeutlicht Trichom Funktion

Das fanden die Wissenschaftler heraus, indem sie den Hauptregulator der Blütenblatt-Trichome GhMYB-MIXTA-Like10 mittels RNA-Interferenz stilllegten. Als keine Blütenblatt-Trichome mehr wuchsen, wuchsen auch die Blütenknospen nicht mehr in ihrer ursprünglichen Form heran, sondern bildeten eine Korkenzieher-artige Struktur aus. Die Trichom-losen Blütenblätter waren relativ zueinander verdreht und die Spitzen der Blütenblätter konnten sich gegenseitig keinen Halt mehr geben. So entstand an der Blütenspitze ein großes Loch. In dieser Blüte waren die Fortpflanzungsorgane der Pflanze nicht ausreichend geschützt und trockneten aus.

Blütenblätter mit Klebstoff fixiert

Um diesen Effekt zu überprüfen, klebten die Forscher die Ränder der Blütenblätter manuell mit einem Klebstoff zusammen. Wie erwartet konnten sie dadurch die natürliche Blütenform und die Fruchtbarkeit der Pflanze teilweise wiederherstellen.

Pflanzen-Klettverschluss verbindet verschiedene Gewebe miteinander

Das Besondere an diesem Mechanismus ist nicht nur, dass er einem vom Menschen häufig benutzten Verschluss gleicht, sondern dass er nicht wie sonst üblich über die Kommunikation von Zelle zu Zelle und unterschiedliche Zellexpansion im Blütengewebe stattfindet. Der Pflanzen-Klettverschluss ist eine Alternative, um verschiedene Gewebe aneinander zu heften und so komplexe Strukturen wie Blüten zu bilden. Das Phänomen scheint zudem weiter verbreitet zu sein als bisher angenommen: „Der pflanzliche Klettverschluss aus Trichomen ist zwar nicht ubiquitär, kommt aber in anderen Malvengewächsen (Malvaceae) und möglicherweise auch bei anderen Pflanzenfamilien vor“, schreiben die Wissenschaftler. Auch bei Hibiscus, Pseudobombax, Salvia, Pandorea, Solanum, Abelia und Rosa findet man haarige Blütenblätter – ein untrügliches Indiz für Trichome.

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