Wenn die kalten Tage vorbei sind und die ersten Sonnenstrahlen im Frühling scheinen, spriessen die ersten Blüten. Doch woher „wissen“ Pflanzen, wann die richtige Zeit zum Blühen ist? Und wie kann sich eine Pflanze auf den richtigen Tag-Nacht-Rhythmus einstellen? „Das Verständnis, wie Pflanzen das Licht erkennen, um die innere Uhr einzustellen, ist von grosser landwirtschaftlicher Bedeutung“, so Seth Davis vom Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung, Köln. Fast alle Lebewesen haben einen bestimmten Mechanismus zur Zeitmessung – so wie Singvögel, die mit dem Gesang zur Partnersuche stets zur gleichen Zeit beginnen oder Eichhörnchen, die zu einer bestimmten Zeit ihren Winterschlaf beenden. „Pflanzen vergleichen ständig die Lichtbedingungen ihrer Umgebung mit den Erwartungen der inneren Uhr, um ihre Entwicklung massgeblich zu steuern. Alle Aspekte der Pflanzenentwicklung werden hierdurch kontrolliert, einschliesslich Keimung, Blatt- und Stengelwachstum, Blütenbildung sowie das Absterben“, beschreibt Davis die Vorgänge. Die Wissenschaftler des Kölner Instituts verschrieben sich bereits vor einigen Jahren der Grundlagenforschung zur Untersuchung des Mechanismus von Licht-Wahrnehmung und Wirkungsweise der inneren Uhr, weil sie glauben, dass dies für die Verbesserung von Nutzpflanzen von grosser Bedeutung sei. Dabei fanden sie heraus, dass der Takt der Natur von Pflanzengenen gesteuert wird, die bestimmte Eiweissmoleküle (Proteine) produzieren und so den Stoffwechsel in Gang setzen. Innere Uhrwerke helfen den Pflanzen dabei, sich auf die Bedingungen ihres Standortes perfekt einzustellen. Die Proteine fungieren als eine Art Pendel im inneren Uhrwerk, indem sie in höheren Konzentrationen selbst die Produktion des eigenen Nachschubs blockieren. „Um Licht wahrzunehmen, besitzen Pflanzen Photorezeptoren sowohl für rotes und blaues als auch für ultraviolettes Licht. Pflanzen sind zudem in der Lage, die Morgen- und Abenddämmerung vorherzusehen, um ihre Stoffwechselprozesse entsprechend anzupassen. Für eine optimale physiologische Reaktion sind diese Prozesse in Form einer inneren Uhr miteinander verknüpft“, so Davis. So regelt beispielsweise auch die Ackerschmalwand ihren Blühzeitpunkt mit Hilfe der inneren Uhr: Rund 12 Stunden nach Tagesanbruch wird ein bestimmtes Protein produziert, das durch einen zweiten Stoff gleich wieder abgebaut wird, falls dann schon wieder Dunkelheit herrscht. Erst wenn die Tage lang genug sind, wird eine weitere Kettenreaktion in Gang gesetzt. Die Pflanze blüht – und es ist endlich Frühling.

Quellen:   aid