STARTSEITE
Max Planck Gesellschaft e.V
zur Startseite  
Thema 4: Überschwemmung

Thema 4: Überschwemmung

Rund zehn Prozent der Ackerfläche weltweit ist von zeitweiser Überschwemmung betroffen. Meist führt das zu großen Ernteverlusten für die Landwirte. (© Bild: Ole Pedersen)

Zu viel Wasser, zu wenig Sauerstoff

Nachdem wir uns im April dem Einfluss von Trockenheit auf die Entwicklung von Pflanzen gewidmet haben, steht der Mai ganz im Zeichen vom gegensätzlichen Phänomen: der Überschwemmung. Wenn man Pflanzen zu reichhaltig gießt, tut man ihnen keinen Gefallen. Das Motto „Viel hilft viel“ stellt sich auch hier als grundlegend falsch heraus. Der Überschuss an Wasser füllt die vielen kleinen luftgefüllten Hohlräume in der Erde aus und versperrt den Wurzeln den Zugang zum Sauerstoff aus der Luft, den die Pflanzen – wie alle anderen Lebewesen auch – für ihre Zellatmung benötigen. Noch drastischer sieht es aus, wenn in Folge von Überschwemmung nicht nur die Wurzeln sondern die kompletten Pflanzen von Wasser bedeckt sind.

Reis ist eine der wenigen Kulturpflanzen, die auf überschwemmten Feldern ein gutes Wachstum zeigt. Die Pflanzen haben sich durch eine lange Selektion und Evolution an diese Lebensbedingungen angepasst. Die meisten anderen wichtigen Grundnahrungspflanzen wie Mais, Weizen oder Gerste kommen mit Staunässe gar nicht gut zurecht. Werden ihre Wurzelzellen längere Zeit vom Luftsauerstoff abgeschnitten, startet in den Zellen ein Stressprogramm um die schädlichen Auswirkungen des Sauerstoffmangels zu minimieren.

Pflanzen detektieren den Sauerstoffmangel und starten sofort ein Notprogramm

Bisher ist jedoch noch weitgehend unbekannt, wie Pflanzen den Sauerstoffgehalt ihrer Umgebung überhaupt messen. Joost van Dongen und seine Arbeitsgruppe identifizierte im vergangenen Jahr ein Protein, das aufgrund seiner Struktur tatsächlich den Sauerstoffgehalt in der Umgebung messen und diese Information auch an den Zellkern weiterleiten kann. Fällt der Sauerstoffgehalt unter ein bestimmtes Niveau, reagiert der Zellkern mit der Aktivierung bestimmter Gene, deren Proteinprodukte die Pflanze am Leben halten sollen. Jetzt, da dieser molekulare Schalter bekannt ist, könnte man damit beginnen, durch geeignete Züchtungen die Überschwemmungstoleranz zahlreicher Feldfrüchte zu erhöhen.




Mai
/mpg/websiteMolek_pflanzen ... nschaftsjahr_2012/Mai.pdf
drucken Druckversion topPfeil  Top