homeoviskös
Der Begriff homeoviskös beschreibt die Fähigkeit von Zellen, insbesondere bei Pflanzen und wechselwarmen Tieren (Poikilothermen), die Viskosität ihrer Zellmembranen konstant zu halten, auch wenn sich Umweltbedingungen wie Temperatur oder Wasserverfügbarkeit stark verändern. Der Ausdruck leitet sich vom englischen homeoviscous ab und setzt sich aus dem griechischen „homoios“ (ähnlich) und „viskos“ (zähflüssig) zusammen.
Zellmembranen bestehen aus Lipiden, die nicht nur strukturelle Funktionen erfüllen, sondern auch für Transportprozesse, Signalweiterleitung und die Interaktion mit der Umwelt entscheidend sind. Die physikalischen Eigenschaften dieser Membranen – insbesondere ihre Fluidität, also ihre Beweglichkeit und Flexibilität – hängen stark von äußeren Faktoren ab. Sinkt beispielsweise die Temperatur, werden Membranen starrer; steigt sie oder nimmt der Wassergehalt ab, drohen Instabilität oder Leckagen.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, besitzen viele Organismen die Fähigkeit zur homeoviskösen Anpassung (homeoviscous adaptation). Dabei wird die Zusammensetzung der Membranlipide gezielt verändert – etwa durch einen höheren Anteil ungesättigter Fettsäuren oder durch stark hydroxylierte Lipidkomponenten, die den Zustand der Membran stabilisieren. Ziel ist es, die biophysikalischen Eigenschaften der Membran unter verschiedenen Bedingungen möglichst konstant zu halten.
Ein aktuelles Beispiel für homeovisköse Anpassung findet sich in der Pflanzenforschung: Während der Kornreifung oder unter Hitzestress verändern sich in Gerste spezifische Membranlipide, sogenannte GIPC (Glycosyl Inositol Phospho Ceramides). Besonders Vertreter der B-Serie mit komplexen Zuckerstrukturen und stark hydroxylierten Lipidanteilen nehmen bei sinkender Feuchtigkeit zu. Sie tragen dazu bei, die Zellmembranen trotz Trockenheit geschmeidig und funktionsfähig zu halten – ein typischer Mechanismus homeovisköser Stabilisierung.
Insgesamt stellt die homeovisköse Regulation einen wichtigen Bestandteil pflanzlicher Stressresilienz dar – mit zunehmender Bedeutung in Zeiten des Klimawandels und der Trockenheitszunahme in vielen Anbauregionen.