Pflanzen erkennen am Wurzelsekret ihre Geschwister

Auch in der Pflanzenwelt gilt: Blut ist dicker als Wasser. Mithilfe ihres Wurzelsekrets scheinen Pflanzen verwandte Gewächse zu erkennen, wie Wissenschaftler um den US-Forscher Harsh Bais von der University of Delaware in einem großangelegten Experiment jetzt herausfanden.

Stammten zwei nebeneinander stehende Pflanzen von derselben Mutter, breiteten sie ihre Wurzeln nur so weit aus, dass auch der Nachbar genügend Platz hatte. Mit fremden Pflanzen traten sie dagegen über ein verstärktes Wurzelwachstum in Konkurrenz.

Für das Experiment wurden 3000 Keimlinge der Modellpflanze Arabidopsis thaliana gezogen und eine Woche lang deren Wurzelwachstum protokolliert. Die Pflanzen erkennen offenbar an chemischen Komponenten der Wurzelausscheidungen, ob die benachbarte Pflanze aus dem Samen der eigenen Mutter oder von einem fremden gekeimt ist. Entsprechend wachsen die Wurzeln bei nicht-verwandten Keimlingen stark und nehmen dem fremden Nachbarn lebensnotwendiges Wasser und Nährstoffe weg. Bei verwandten Keimlingen ist der Konkurrenzkampf dagegen deutlich geringer. Die Wurzeln wachsen weniger stark und die beiden Pflanzen teilen sich die Nährstoffe für ihr Wachstum. Die Pflanze über der Erdoberfläche scheint zudem die Berührung mit Fremden zu vermeiden, was Geschwistern gegenüber dagegen nicht der Fall ist.

Die Forscher konnten nicht nur nachweisen, dass die Pflanzen verwandte von fremden Individuen unterscheiden können. Sie identifizierten auch die Stoffe, die als fremd erkannt werden.

Die Ergebnisse lassen sich eventuell sowohl im Hobbygartenbereich wie auch für industrielle Agrarbetriebe anwenden. Denn möglicherweise ist nicht wie bisher angenommen eine schlechte Pflanzenqualität dafür verantwortlich, wenn eine Pflanze nicht gut wächst. Vielleicht stehen einfach zwei fremde Pflanzen nebeneinander.

Weitere Studien auf diesem Gebiet sind geplant. Die Forscher wollen beispielsweise die Auswirkungen von verwandtschaftlichen Beziehungen auf Pflanzen, die in Monokulturen gezogen werden, erforschen. Auch ist nicht geklärt, warum verwandte Pflanzen trotz vermindertem Wurzelwachstum nebeneinander gut wachsen können.