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Messen, wie gut Pflanzen der Trockenheit widerstehen können

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Messverfahren zur Bestimmung der Trockentoleranz

Die Toleranz von Pflanzen gegenüber Trockenheit ist eines der wichtigsten Themen der Zukunft, denn durch den Klimawandel sind viele Arten von der Vernichtung durch Dehydrierung bedroht. Einem Team amerikanischer und chinesischer Wissenschaftler gelang es durch ein neues Verfahren, deutlich schneller als bisher zu ermitteln, wie gut eine Pflanze Trockenheit widerstehen kann. Das Potenzial der Entdeckung ist enorm.

Die Suche nach dem "Turgor-Verlust-Punkt"

Wenn eine Pflanze austrocknet, so geschieht dies in der Regel bei der Photosynthese. Den Zellen werden durch die Wärme ihre Salzkristalle entzogen, die ihrerseits das Wasser mit sich ziehen. Irgendwann ist der Verlust des kühlen Nass so groß, dass die Zelle nicht mehr die nötige Spannung aufrechterhalten kann, um die Zellwände und sonstigen Bausteine stabil zu halten. Die Zelle implodiert. Die Pflanze verwelkt. Der Moment, an dem die Pflanze die nötige Spannung verliert, wird als "Turgor-Verlust-Punkt" bezeichnet. "Turgor" beschreibt den jeweils notwendigen Spannungszustand einer Zelle, um überleben zu können. Bislang wurde dieser Punkt durch die Erstellung einer Pv-Kurve ermittelt: Der langatmige Prozess, der fünf bis sechs Stunden in Anspruch nimmt, sieht eine langsame Austrocknung der Pflanze vor.

Das neue Verfahren

Ein Team amerikanischer und chinesischer Wissenschaftler publizierte in der Fachzeitschrift "Methods in Ecology and Evolution" einen neuen Ansatz, durch den sich das Verfahren deutlich abkürzen lässt und im Idealfall auf zehn Minuten gedrückt wird. Die Forscher schnitten aus den Blättern kleinere Schichten heraus und ließen die Zellwände durch flüssigen Stickstoff implodieren. Sie erzeugten den Tudor-Verlust-Punkt also künstlich. Mithilfe eines Osmometers konnten Sie den Salzgehalt, der sich exakt so veränderte, als wäre die Pflanze gewöhnlich ausgetrocknet, messen. Mit dieser Information ist es möglich, den Salzgehalt einer Pflanze der gleichen Art in der Natur zu messen und zu wissen, wie weit sie noch von dem kritischen Punkt entfernt ist und wie hoch deshalb ihre verbleibende Trockentoleranz ist.

Ein gewaltiger Durchbruch

Die Forscher sind der Überzeugung, dass ihr neues Verfahren einen gewaltigen Durchbruch bedeutet, denn nunmehr sei es möglich, für alle Pflanzenarten sehr schnell die Trockentoleranz zu ermitteln. Vor dem Hintergrund des Klimawandels sei dies sehr bedeutsam, denn auf diese Weise könne man in Erfahrung bringen, welche Arten besonders bedroht seien und was man tun müsse, um diese zu erhalten. Im Idealfall lässt sich das neue Messverfahren auf alle Pflanzengattungen anwenden. Das Team, das an der Universität von Kalifornien arbeitet, ist zumindest fest davon überzeugt, so die Trockentoleranz von "Tausenden von Arten feststellen" zu können.

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