Forscher auf der Spur des Wurzelwachstums

Im Gegensatz zu Tieren bilden Pflanzen ihr Leben lang neue Organe: Wurzeln, Äste, Blätter, Blüten und Früchte. Frankfurter Forscher wollten wissen, inwiefern Pflanzen dabei einem festgelegten Bauplan folgen. In der renommierten Fachzeitschrift "Current Biology" beschreiben sie das Wachstum von Seitenwurzeln der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana). Sie haben es Zelle für Zelle in einem High-Tech-Lichtmikroskop beobachtet und mithilfe von Computersimulationen analysiert. Ihr Fazit: die Wurzelform entsteht durch eine Kombination von genetischen Vorgaben und der Selbstorganisation von Zellen.

"Unsere Arbeit zeigt die Entstehung des komplexen Organs der Seitenwurzel in einer bislang noch nicht dagewesenen zeitlichen und räumlichen Auflösung", so Prof. Ernst H. K. Stelzer vom Buchmann Institut für Molekulare Lebenswissenschaften an der Goethe-Universität. Er ist der Erfinder der hochauflösenden und schonenden Lichtscheiben-Fluoreszenzmikroskopie, mit der die Forscher die Entstehung von Seitenwurzeln von der ersten Zellteilung bis zu ihrem Herauswachsen aus der Hauptwurzel erfassten. Über 64 Stunden lang zeichneten sie alle fünf Minuten die Fluoreszenz-Signale aus Zellkernen und der Plasmamembran auf, so dass sie alle an der Entstehung beteiligten Zellen erkennen und verfolgen konnten. Die Seitenwurzeln entstammen einer variablen Anzahl von "Gründerzellen", von denen manche entscheidend zur Entwicklung beitragen. "Wir haben die Zellteilungen aufgrund ihrer räumlichen Ausrichtung klassifiziert, um herauszufinden, wann neue Zellreihen und Zellschichten entstehen", erklärt Daniel von Wangenheim, Erstautor der Studie. "Erstaunlicherweise konnten wir anhand der anfänglichen räumlichen Anordnung nicht vorhersagen, wo exakt das zukünftige Zentrum der Seitenwurzel liegen würde." Offenbar ist nur die erste Teilung der Gründerzellen stark reguliert, während die darauffolgenden Zellteilungen keinem festgelegten Muster folgen. Sie verhalten sich eher adaptiv. Das ist in der Natur auch sinnvoll, beispielsweise, wenn die Wurzeln auf ein Hindernis stoßen.

Die Entwicklung der Seitenwurzel beruht auf einer begrenzten Anzahl von Regeln, die Wachstum und Orientierung von Zellen ausmachen. Dass es dennoch zur Entwicklung einer charakteristischen Seitenwurzel kommt ist dem in der Natur weit verbreiteten Prinzip der Selbstorganisation zu verdanken. Alexander Schmitz, Ko-Autor der Studie, erklärt den nicht-deterministischen Anteil damit, dass die Organentwicklung dadurch robuster wird: "So können die Wurzeln sich trotz unterschiedlicher Anordnung der Zellen und mechanischer Gegebenheiten des umgebenden Gewebes flexibel und dennoch kontrolliert entwickeln." Annre Hardy

NL-Stellenmarkt

Relevante Stellenangebote
Landschaftsarchitekt/-in (w/m/d), Wiesbaden  ansehen
Forstamtsrat*rätin (m/w/d) beim Amt für..., Köln  ansehen
Fachkraft für Baumkontrolle (m/w/d), Stuttgart  ansehen
Alle Stellenangebote ansehen

NULL

NULL

NULL

NULL

Ausgewählte Unternehmen
LLVZ - Leistungs- und Lieferverzeichnis

Die Anbieterprofile sind ein Angebot von llvz.de

Redaktions-Newsletter

Aktuelle GaLaBau Nachrichten direkt aus der Redaktion.

Jetzt bestellen