Schad-Signale werden über weite Strecken durch die Wurzel weitergeleitet
Wenn Pflanzenwurzeln verletzt werden, breitet sich eine Druckwelle mit hoher Geschwindigkeit im gesamten Wurzelsystem aus. Benachbarte Proteine erkennen die Veränderung und erzeugen elektrische Signale. Sie lösen damit die Synthese von Stresshormonen aus. Grafik und (c): Angel Baudon
Pflanzen geben Verletzungen an ihren Wurzeln innerhalb von Millisekunden über mechanische Signale weiter. Ein Abfall des hydraulischen Drucks dient dabei als schnelles Alarmsystem für benachbarte Wurzeln, wie ein Forschungsteam von der Universität Würzburg in der Fachzeitschrift Science Advances zeigt. Demnach bricht der hydraulische Druck in der Wurzel zusammen, wenn Pflanzenwurzeln etwa durch Insekten verletzt werden. Diese Druckwelle breitet sich in Arabidopsis thaliana mit hoher Geschwindigkeit im gesamten Wurzelsystem aus. In benachbarten Wurzeln erkennen winzige Proteine, die wie kleine mechanische Drucksensoren funktionieren, die Veränderung und erzeugen elektrische sowie Ca²⁺-Signale. Letztendlich löst die Verletzung in den benachbarten Wurzeln so die Synthese von Stresshormonen aus, wodurch diese sich auf den bevorstehenden Angriff vorbereiten. Das zentrale Ergebnis der Studie zeigt, dass Pflanzen physikalische Prinzipien nutzen, um Gefahrensignale extrem schnell weiterzuleiten. „Sobald eine Wurzelzelle verletzt wird, kommt es zu einem sofortigen Abfall des intrazellulären Drucks, der in Pflanzen sehr hoch ist“, erklärt Erstautor Dr. Angel Baudon.