Seattle/Wien. Zu welchem Zeitpunkt Pflanzen jedes Jahr ihre Blüten zeigen, ist kein triviales Unterfangen. Denn um diese hervorzubringen und damit auch die Entwicklung der nächsten Generation sicherzustellen, stoppen Pflanzen kurzfristig ihr Wachstum. Den Impuls dafür liefert ihnen ein genetischer Kick.

Forscher der University of Washington studierten die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) - sie gilt als Modellorganismus in der Biologie - sowohl unter Laborkonditionen als auch im Freien. Hierbei zeigten sich Unterschiede in der genetischen Aktivität, wie das Team um Takato Imaizumi im Fachblatt "Nature Plants" berichtet. Sie entdeckten, dass sich das Gen namens FT (Flowering Locus T), das die Pflanzen Jahr für Jahr im Frühjahr zum Blütenwachstum antreibt, in natürlicher Umgebung anders verhält als in künstlicher.

Um die Transformierung voranzutreiben, zeigt FT im Freien nämlich seine besonders aktive Zeit am Morgen. Bisher war die besonders intensive genetische Aktivität vor allem abends festgestellt worden. Der frühmorgendliche Peak bleibt im Labor unter Kunstlicht aus.

Konditionen anpassen

Das Wissen um diese Prozesse sei wichtig, um zu verstehen, wie Pflanzen ihre Ressourcen einteilen, um die sowohl für den Menschen als auch Tiere lebenswichtigen Produkte hervorzubringen - nämlich Körner, Wurzeln, Blätter, Nüsse und Früchte. In der Ernährung von Tier und Mensch spielen diese eine große Rolle.

Das Forscherteam pflanzte insgesamt fünf Sommer lang die Ackerschmalwand unter natürlichem Sonnenlicht sowie Vergleichspflanzen unter künstlichen Konditionen im Labor. Sowohl draußen als auch drinnen waren die Gewächse rund 16 Stunden lang Licht und 8 Stunden lang der Dunkelheit ausgesetzt. Zwar produzierten die Pflanzen in freier Natur insgesamt weniger Blätter, doch setzte die Blüte früher ein als bei ihren Pendants in Quarantäne. Sowohl die Outdoor- als auch die Indoor-Gewächse zeigten eine hohe Genaktivität am Abend. Unter natürlichem Sonnenlicht kam es allerdings auch zu einem solchen Peak am Morgen.

In der Aktivitätsphase produziert FT ein bestimmtes Protein, das die teilungsfreudigen Zellen im sogenannten Meristem - Gewebe, das am Wachstum beteiligt ist - zur Bildung von Blüten anregt. Dabei wird das vegetative Wachstum von Blättern und Co. praktisch eingestellt.

Die Forscher wollen in weiterer Folge versuchen, die Konditionen im Labor jenen in freier Natur noch weiter anzupassen. Damit würden die Indoor-Prozesse eher mit den biologischen Prozessen draußen vergleichbar gemacht, heißt es in der Publikation.