Pflanzen haben mikroskopisch kleine Poren auf der Blattoberfläche, Stomata. Mit ihrer Hilfe sie
Die Stomataporen sind von zwei Schließzellen umgeben. Sinkt der Innendruck dieser Zellen, entspannen sie sich und schließen die Poren. Steigt der Druck, bewegen sich die Zellen auseinander und die Poren erweitern sich.
Dadurch werden die Stomata-Bewegungen reguliertSchließzellen. Die Signalwege in diesen Zellen sind so komplex, dass es für den Menschen schwierig ist, direkt in sie einzugreifen. Doch Forscher der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in Bayern haben dennoch einen Weg gefunden, Stomata-Bewegungen aus der Ferne zu steuern – mithilfe von Lichtimpulsen.
Forscher haben ein lichtempfindlichesin die Schließzellen von Tabakpflanzen wechseln. Diese Technologie wurde der Optogenetik entlehnt. Es wurde erfolgreich in tierischen Zellen eingesetzt, aber seine Verwendung in Pflanzenzellen steckt noch in den Kinderschuhen.
Wissenschaftler verwendeten ein lichtempfindliches Protein ausAlge Guillardia theta als Lichtschalter - nämlich der anionische Kanal ACR1 aus der Gruppe der Kanalrhodopsine. Als Reaktion auf die Lichtimpulse sorgt der Schalter dafür, dass Chlorid aus den sich schließenden Zellen abfließt und Kalium zugeführt wird. Die Schutzzellen verlieren ihren Innendruck, entspannen sich und die Poren schließen sich innerhalb von 15 Minuten. „Der Lichtpuls ist wie eine Fernbedienung der stomatalen Bewegung“, stellen die Studienautoren fest.
Lichteinwirkung verhinderte die Transpiration der Pflanzen fast vollständig.
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