Reagiert Mais so schnell wie ein Pilz auf Schwerkraftänderungen?



Ausgangspunkt des Experiments unter Schwerelosigkeit ist die Frage, warum Pflanzen nahezu "kerzengerade" in den Himmel wachsen. Die Antwort darauf lautet: Sie nehmen die Schwerkraft der Erde wahr, und Hauptspross und Wurzel wachsen parallel in oder gegen die Richtung der Erdanziehungskraft. Diesen Vorgang bezeichnet man als Gravitropismus. Zunächst wird die Anziehungskraft der Erde in Richtung und Stärke erkannt und dann in ein erstes physikalisches und biochemisches Signal übersetzt.

Bei den Parabelflügen wollen die Wissenschaftler untersuchen, wie schnell Pflanzen auf Änderungen des Schwerkraftvektors reagieren und welche biophysikalischen Signale dabei auftreten. Als biologische Modellorganismen werden der schnell wachsende Pilz Phycomyces und Maiskeimlinge verwendet. Die mit dem Auge sichtbare Reaktion ist eine Krümmung der Pilz- oder Pflanzenstängel. Diese Wachstumsreaktionen erkennt man nach Minuten oder Stunden. Die ersten physikalischen Reaktionen in einzelnen Zellen laufen jedoch bereits in wenigen Millisekunden ab. Dies konnte bereits bei früheren Parabelflugexperimenten und im Fallturm gezeigt werden.

Um diese sehr schnellen gravitropen Erstreaktionen beobachten zu können, wurden spezielle Geräte neu entwickelt. Mit drei verschiedenen, hoch empfindlichen Spektrometern (Zweiwellenlängen-Spektrometer, Rapid Scan Spectrometer, Diode Array Spectrometer) werden die Pilze und Maiskeimlinge während der Parabeln untersucht. Die Reaktionen der Pflanzen während der verschiedenen Phasen der Parabeln - normale Erdbeschleunigung, Hyperschwerkraft und Schwerelosigkeit - werden beobachtet. Bisher hat man diese Reaktionen in den verschiedenen Wellenlängenbereichen des sichtbaren Lichts, im nahen UV- und im nahen Infrarotbereich betrachtet.

Um genügend Messwerte für eine verlässliche Analyse zu erhalten, müssen beim Parabelflug im Herbst 2006 einige Messungen wiederholt und ergänzt werden. Zusätzlich lässt sich mit dem neu entwickelten Spezialspektrometer (Single Wavelength Space Discriminator) feststellen, an welcher Stelle genau im Pflanzenstängel die Reaktion stattfindet. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, die detaillierten Mechanismen aufzuklären, wie Pflanzen und Pilze die Erdschwerkraft wahrnehmen.


Kontakt
Prof. Dr. Werner Schmidt
Universität Konstanz

Fakultät für Biologie

Tel: +49 7531 44150

Fax: +49 7531 88 3898

E-Mail: w.2.schmidt@surfeu.de
Professor Dr. Paul Galland
Universität Marburg

Fachbereich Biologie/Botanik

Tel: +49 6421 282 2061/2

Fax: +49 6421 282 2057

E-Mail: galland@staff.uni-marburg.de
URL dieses Artikels
http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-4316/6960_read-10175/