“Aspirin” für Pflanzen: So können wir Ernten vor den Folgen des Klimawandels schützen

Der Konsum von Aspirin bei Kopfschmerzen ist für Menschen quasi eine Alltäglichkeit. Ähnliche Wirkstoffe setzen auch Pflanzen ein, um Stress zu senken. Es handelt sich um Salicylsäure, eine organische Verbindung, die Pflanzen produzieren, wenn sie Events wie Dürren oder großer Hitze begegnen. Eine neue Studie zeigt, wie dieser Prozess genutzt werden kann, um Nutzpflanzen vor den Herausforderungen der globalen Erwärmung zu schützen.

Experimente der Forscher:innen zeigen, wie Pflanzen unter starker Lichteinstrahlung die Farbe ändern.
Bild: University of California, Berkeley

Kopfschmerztabletten für Pflanzen

Salicylsäure kommt natürlicherweise in Pflanzen vor und ist eine Vorstufe von Aspirin. Lange vor der Entwicklung des Medikaments wurden entsprechende Pflanzen als Analgetikum genutzt. So haben etwa die alten Ägypter die Pflanzen und die Rinde von Weiden, um Schmerzen in Gelenken zu behandeln. Der griechische Arzt Hippocrates stellte ebenfalls den Nutzen bestimmter Pflanzen zur Senkung von Fieber und der Behandlung von Schmerzen fest.

Die Autor:innen der neuen Studie wollten besser verstehen, wie Salicylsäure produziert wird und welche Bedingungen Pflanzen zu ihrer Produktion veranlassen. Ihre Suche führte sie zu Chemikalien namens reaktive Sauerstoffspezies (ROS), die von allen lebenden Organismen als Reaktion auf Stress produziert werden. So produziert etwa die menschliche Haut reaktive Sauerstoffspezies, wenn sie mit großen Mengen Sonnenlicht konfrontiert wird. „At non-lethal levels, ROS are like an emergency call to action, enabling the production of protective hormones such as salicylic acid. ROS are a double-edged sword„, erklärt Jin-Zheng Wang von der University of California, Riverside, einer der Autoren der Studie.

Besserer Schutz vor dem Klimawandel

Durch Experimente mit einer Modellpflanze namens Arabidopsis fanden die Wissenschaftler heraus, dass sowohl Hitze als auch starke Sonneneinstrahlung und Dürre dazu führt, dass Pflanzenzellen eine Art „Alarmmolekül“ namens MEcPP produzieren. Wenn die Konzentration dieses Moleküls ansteigt, löst dies die Produktion von Salicylsäure aus. Diese spielt dann eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, Chloroplasten zu beschützen, die Bestandteile der Pflanze, in denen Photosynthese stattfindet. „It’s like plants use a painkiller for aches and pains, just like we do„, erklärt Wilhelmina van de Ven, die an der Studie beteiligt war.

Die Forscher:innen hoffen, dass weitere Kenntnisse über Salicylsäure und den Mechanismus, mit dem sie produziert wird, dabei helfen können, Pflanzen vor den Folgen des Klimawandels zu schützen. Letztlich könnte das zu Nutzpflanzen führen, die höheren Temperaturen standhalten können. Die Vorteile könnten sich auch auf andere Aspekte beziehen.

„Because salicylic acid helps plants withstand stresses becoming more prevalent with climate change, being able to increase plants’ ability to produce it represents a step forward in challenging the impacts of climate change on everyday life. Those impacts go beyond our food. Plants clean our air by sequestering carbon dioxide, offer us shade, and provide habitat for numerous animals. The benefits of boosting their survival are exponential„, so Katayoon Dehesh, Seniorautorin der Studie.

via University of California, Riverside