Pflanzen haben ein Gedächtnis
Pflanzen verfügen zwar über kein Nervensystem, sie sind jedoch in der Lage, Umweltveränderungen auf zellularer Ebene festzustellen, zu erinnern und zu antizipieren. Unter Berücksichtigung der Auswirkungen des Klimawandels ist es von Bedeutung, zu verstehen, wie Pflanzen auf Umweltbelastungen reagieren und sich an diese anpassen. Im Zuge des Projekts PLANT-MEMORY (Role of Pc-G and Trx-G genes in the cellular memory of extrinsic signals in plants) wurde untersucht, wie Pflanzen auf ultraviolette (UV) Strahlung, Krankheiten und Wirkstoffbelastungen reagieren und wie diese Informationen gespeichert werden. Zwei der zentralen Mechanismen des Zellgedächtnisses sind die Erbanlage und die epigenetische Chromatinmodifikation. Epigenetische Mechanismen werden über die Umwelt induziert, um Änderungen in der Chromosomenstruktur ohne DNA-Änderungen zu verursachen. Epigenetische Veränderungen werden während der Zellausbildung und -replikation kopiert. Dies trägt letztlich dazu bei, dass die Pflanzen Reaktionen auf Umweltereignisse im „Gedächtnis“ behalten. Im Zuge der PLANT-MEMORY-Untersuchung wurde festgestellt, dass Pflanzen nach der erstmaligen Exposition gegenüber Stress eine Resistenz gegenüber Krankheiten und Wirkstoffen erwerben. Bei einer zweiten Stressexposition maßen die Forscher eine schnellere und effektivere Pflanzenreaktion im Vergleich zu der vorhergehenden Stressbelastung. Auch wenn die ursprüngliche Infektion lokalisiert worden war, konnten die Pflanzen eine systemische Immunität gegenüber entfernten Infektionen erwerben, die abseits der ursprünglichen Infektionsstelle auftraten. Im Rahmen des Projekts wurden mehrere Gene identifiziert, die gewappnet sind, auf UV-Strahlung zu reagieren. Im Laufe der Untersuchung wurde zudem die Bedeutung verschiedener epigenetischer Merkmale als Reaktion auf Krankheiten und Wirkstoffe identifiziert. PLANT-MEMORY löste mehrerer Spinoff-Projekte aus, deren Ergebnisse sich direkt auf die Landwirtschaft, das Gesundheitswesen und eine nachhaltige Entwicklung auswirken.
Schlüsselbegriffe
Pflanzen, Umweltbelastung, Zellgedächtnis, UV-Strahlung, epigenetisch, Chromatin
