Bereits 1987 konnte der Wissenschaftler Ian Woodward nachweisen, dass seit dem Beginn der industriellen Revolution mit der Zunahme der Kohlendioxid-Konzentration die Stomata-Zahlen (Blattporen zur Kohlendioxid-Aufnahme) zurückgingen. Jetzt haben britische Forscher der Universität Lancaster entdeckt, welches Gen dafür mitverantwortlich ist.
Über die Stomata, kleine porenartige Gebilde auf der Blattoberfläche, nehmen Pflanzen Kohlendioxid (CO2) für die Photosynthese auf. Gleichzeitig verlieren sie dabei auch kostbares Wasser. Pflanzen begegnen dieser Zwickmühle mit einem raffinierten System. Ist ausreichend CO2 vorhanden, dann bilden sie weniger Stomata und versuchen dadurch Wasser einzusparen. Wie der Biologe Alistair Hetherington und sein Team jetzt herausfanden, reguliert diesen Mechanismus das Gen HIC (High Carbon Dioxide), zumindest in der Pflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand).
Fehlt den Pflanzen das Gen HIC, bauen sie bei einer Erhöhung der CO2-Konzentration Stomatas auf anstatt sie zu reduzieren. Den Forschern zufolge stellt “HIC das erste identifizierte Gen dar, daß den Entwicklungsprozess der Pflanze in Abhängigkeit des globalen Wandels der Erdatmosphäre beeinflußt”, wie sie in der Fachzeitschrift Nature schreiben.
Auch über den Mechanismus der Stomata-Regulation haben die Forscher erste Anhaltspunkte: Das Gen HIC kommt ausschließlich in den Schließzellen der Stomata vor. Bei ausreichender CO2-Versorgung der Pflanze liefert das Gen die Informationen zur Bildung besonderer Wachse. Diese werden in der Cuticula (der ebenfalls aus Wachsen aufgebauten Schutzschicht der äußersten Blattzellen) eingebaut. Die Cuticula wird
dadurch für eine noch unbekannte Hemmsubstanz passierbar, die sich
nun ungehindert über große Areale der Blattfläche verbreiten und die Bildung neuer Stomata unterdrücken kann.
Ingo Ensminger
