Pflanzen nutzen die Sonnenenergie, um sie durch Fotosynthese in chemische Energie umzuwandeln. Die empfindliche Maschinerie dafür müssen sie aber auch vor zu viel Sonne schützen. Forschende der Uni Genf haben aufgeklärt, wie die Pflanzen überschüssige Energie in Form von Wärme abgeben.
Ohne Fotosynthese wäre das Leben auf der Erde nicht möglich. Diesem Mechanismus verdanken wir Sauerstoff und Biomasse, die an der Basis der Nahrungskette steht. Eine ausgeklügelte Maschinerie in Pflanzenzellen verwandelt dabei Sonnenenergie in chemische Energie, mit der Pflanzen dann vor allem Zucker produzieren, den sie zum Wachsen brauchen.
Zu viel Sonne kann schädlich sein, nicht nur für die Zellen der menschlichen Haut, die dann Sonnenbrand entwickelt. Auch die Fotosynthese-Maschinerie in Pflanzen kann Schaden nehmen. Die Wissenschaftler um Michel Goldschmidt-Clermont und Roman Ulm von der Uni Genf haben entschlüsselt, wie die einzellige Alge Chlamydomonas reinhardtii sich davor schützt.
«UV-B-Strahlen schädigen die Fotosynthese-Maschinerie wahrscheinlich am meisten und wir wollten wissen, ob und, wenn ja, wie UV-Licht daran beteiligt ist, den Schutzmechanismus zu aktivieren», sagten die Studienleiter Goldschmidt-Clermont und Ulm gemäss der Mitteilung.
Dabei spielen bestimmte UV-Sensoren – Rezeptoren mit dem Namen «UVR8» – eine zentrale Rolle, wie die Hochschule am Montag mitteilte. Diese Rezeptoren werden durch UV-B-Licht aktiviert und werfen dabei ein Programm an, wodurch Pflanzen quasi ihre eigene Sonnencrème produzieren. Letzteres hatten die Genfer Forschenden bereits 2011 herausgefunden.
Nun berichten die Forschenden im Fachblatt «PNAS», dass UVR8-Rezeptoren auch noch einen zweiten Schutzmechanismus aktiviert: Sie sorgen dafür, dass bestimmte Proteine produziert und in die Fotosynthese-Maschinerie eingebaut werden. Diese Proteine helfen dabei, überschüssige Energie in Wärme umzuwandeln und abzugeben.
Für mehrzellige Pflanzen an Land seien UVR8-Rezeptoren ebenfalls wichtig für den UV-Schutz, der genaue Mechanismus sei aber noch unklar, schrieb die Uni Genf. Das Wissen um den UV-Schutz von Pflanzen sei auch für die Landwirtschaft und für biotechnologische Anwendungen nützlich. Die Genfer Forschenden wollen der genauen Wirkungsweise des pflanzlichen Sonnenschutzes daher weiter auf den Grund gehen.
(sda)
