Wie Pflanzen schillern
In Pflanzen und Tiere können Oberflächennanostrukturen mit Licht wechselwirken und dabei Farben erzeugen, die je nach Beobachtungswinkel variieren. Das als Schillern bezeichnete Phänomen kann bei den Blüten vieler Pflanzenarten beobachtet werden und gilt als Einflussfaktor für Bestäuber. Die Wissenschaft weiß sehr wenig über Genetik und Entwicklung des Schillerns bei Pflanzen und Tieren. Diesen Mangel an Wissen wollte das EU-finanzierte Projekt NANOPETALS ("Molecular mechanisms of petal iridescence: How do structural colours arise in flowers?") beheben. Zu Beginn schufen die Forscher in Zusammenarbeit mit Mathematikern ein Modell der Nanostrukturentwicklung bei Pflanzen. Dem Modell zufolge werden nanoskopische Muster auf der Oberfläche von Blütenblättern durch eine Kombination von Abläufen der Kutikula-Produktion (die wachsartige Beschichtung von Pflanzenorganen) und der Zellexpansion gebildet. Um dieses Modell zu testen, wurden an der Stundenblume (Hibiscus trionum) als Modellpflanze Gene untersucht, die an beiden Abläufen beteiligt sind. Die Ergebnisse zeigten, dass das Zellwachstum und die Kutikula-Produktion zentrale Faktoren bei der Bildung von Nanostrukturen sind, dass aber auch andere Parameter wie die Polymerisation der Kutikula und die Wachszusammensetzung wichtig sind, um ein bestimmtes Muster zu erzielen. Schließlich ergab eine Erhebung von lebenden Pflanzen in mehreren botanischen Gärten in Großbritannien, dass alle Hauptgruppen von Blütenpflanzen auch schillernde Arten umfassen. Daher stellten die Forscher die Behauptung auf, dass das Blütenblatt-Schillern in der Evolution wahrscheinlich mehr als einmal entstanden ist. Diese bahnbrechende Arbeit zum Blütenschillern kann zu einer verbesserten Steuerung der Reproduktion bei Kulturpflanzen führen und unser Wissen zu der biologischen Musterbildung im Allgemeinen erweitern.
Schlüsselbegriffe
Schillern, Blumen, Oberflächennanostrukturen, Genetik, Blütenblatt-Schillern