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Pflanzen spüren die Wurzeltemperatur und reagieren darauf

23.07.2023

Wissenschaftler der Universität Halle-Wittenberg in Deutschland haben herausgefunden, dass Pflanzenwurzeln unabhängig vom Rest der Pflanze die Fähigkeit haben, Bodentemperaturen wahrzunehmen und darauf zu reagieren. Diese Entdeckung verdeutlicht, dass Wurzeln nicht nur Signale den Stamm hinauf übertragen, sondern auch selbst auf Veränderungen in der Umgebung reagieren können.

Bisher ging man davon aus, dass die Wurzeln von Pflanzen nicht in der Lage sind, selbstständig auf die Umwelt zu reagieren und ausschließlich den Signalen des Stammes gehorchen. Neue Experimente mit Pflanzen wie der Raupe, Tomaten und Kohl, die bei einer kontrollierten Temperaturerhöhung von 20 auf 28 Grad Celsius durchgeführt wurden, widerlegten diese Vorstellungen jedoch.

Mit steigender Bodentemperatur beginnen sich die Zellen an den Wurzelenden aktiver zu teilen, was zu einer Verlängerung der Wurzeln führt. Das Schneiden der Stängel hat auf diesen Vorgang keinen Einfluss. Darüber hinaus führten Wissenschaftler Experimente mit gentechnisch veränderten Pflanzen durch, deren System zur Reaktion auf hohe Temperaturen im Stamm gestört war. Selbst bei diesen „defekten“ Pflanzen reagierten die Wurzeln immer noch auf die Temperatur, was ihre unabhängige Reaktion bestätigte.

Biochemische Analysen haben gezeigt, dass Wurzeln mit steigender Bodentemperatur beginnen, mehr Wachstumshormon namens Auxin zu produzieren. Dieses Hormon wandert zur Wurzelspitze, wo es die Zellteilung stimuliert und die Zellverlängerung fördert, sodass Wurzeln in kühlere, feuchtere Bodenschichten eindringen können. „Hohe Temperaturen und Trockenheit gehen normalerweise Hand in Hand, daher ist es ganz natürlich, dass Pflanzen dazu neigen, tiefer zu gehen, wo es mehr Feuchtigkeit gibt“, erklärt Prof. Quint. Es ist möglich, dass Pflanzen über ihre Wurzeln auch chemische Signale austauschen und so Veränderungen mit benachbarten Pflanzen kommunizieren.

Bei steigender Temperatur werden im Stamm auch Auxine synthetisiert, die Reaktion der Pflanzen darauf ist jedoch völlig anders. Als Reaktion auf das Hormon verlängern Pflanzen ihre Zellen, wodurch Stängel und Blätter dünner und schmaler werden, um den Feuchtigkeitsverlust zu minimieren. Das Verständnis dieser Mechanismen wird es ermöglichen, besser vorherzusagen, wie sich der Klimawandel auf die Pflanzenwelt auswirken könnte, insbesondere auf die Landwirtschaft, von der die Produktivität der Nutzpflanzen und damit die Ernährungssicherheit der Menschheit abhängt.

Das Verständnis der Mechanismen, mit denen Pflanzen auf Temperaturänderungen reagieren, ist für die Entwicklung nachhaltiger agronomischer Praktiken und Pflanzensorten, die sich effektiv an den Klimawandel anpassen können, von großer Bedeutung. Beispielsweise können Pflanzen mit einer verbesserten Fähigkeit, Temperaturen wahrzunehmen und darauf zu reagieren, die verfügbaren Ressourcen wie Wasser und Nährstoffe effizienter nutzen, was dazu beitragen kann, die negativen Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft zu reduzieren.

Eine genauere Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Pflanzenwurzeln und Temperatur wird dazu beitragen, unser Wissen über Pflanzenphysiologie und Anpassungsfähigkeiten zu erweitern. Dies wird die Entwicklung innovativer Methoden der Bodenbearbeitung, des Bewässerungsmanagements und der Pflanzenzüchtung ermöglichen, die dem Klimawandel standhalten und zur Entwicklung einer nachhaltigen und produktiven Landwirtschaft in der Zukunft beitragen.

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Der Roboter überwacht die Vorfälle in der Stadt 26.07.2009

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Eine solche Drohne wird von einem internationalen Team von Ingenieuren unter der Leitung von Christophe Leroy von der französischen Atomenergiekommission entwickelt. Der neue Roboter ist einen halben Meter groß, wiegt nicht mehr als ein Kilogramm plus 200 Gramm Nutzlast und fliegt mit Hilfe von vier Schrauben, vorsichtshalber durch Gehäuse geschützt.

Der Roboter kann im Weltraum navigieren, sich bewegende Hindernisse erkennen und umfliegen und sich sogar den Heimweg merken. Er fliegt eine vorgegebene Route ab oder ändert sie auf Anweisung des Betreibers. Dadurch ist ein Flugroboter in der Lage, viel schneller als ein Mensch oder ein Bodenroboter in eine Gefahrenzone einzudringen und von dort Informationen zu übermitteln.

„Jetzt schließen wir das Design ab und werden im November 2009 mit dem Testen der microdrone beginnen. Und es gehen bereits Bestellungen von potenziellen Käufern für solche Geräte ein“, sagt Christophe Leroy.

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