Botanik: Zahlenspiele im Reich der Pflanzen

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Botanik: Zahlenspiele im Reich der Pflanzen

Ästhetische gekreuzte Spiralmuster, regelmäßig angeordnete Blätter entlang des Stängels, die geometrische Struktur eines Tannenzapfens – Pflanzen weisen oft komplizierte Formen auf, die Biologen schon lange faszinieren. Nach und nach entschlüsseln Forscher nun dank biophysikalischer Modelle die Mechanismen, die zu diesen erstaunlichen Konstruktionen führen.

Teva Vernoux, Christophe Godin und Fabrice Besnard

Echeveria elegans — © iStock / sultancicekgil (Ausschnitt)

Wen hat die Schönheit von Pflanzen nicht schon einmal berührt? Seit Jahrtausenden faszinieren die oft symmetrisch wirkenden Regelmäßigkeiten viele Menschen. Wie die Blätter – und etwas weiter gefasst jedes andere Organ – einer Pflanze angeordnet sind, beschreibt die so genannte Phyllotaxis.

Die außergewöhnlich vielfältigen Blattstellungen inspirierten etliche Künstler, wie etwa Werke der islamischen Kunst oder des Jugendstils belegen. Aber das ist noch lange nicht alles: Die botanischen Muster weisen auch erstaunliche mathematische Eigenschaften auf, deren biologischen Ursprung Wissenschaftler jetzt allmählich entschlüsseln …

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Quellen

Besnard, F. et al.: Cytokinin signalling inhibitory fields provide robustness to phyllotaxis. Nature 505, 2014

Brunoud, G. et al.: A novel sensor to map auxin response and distribution at high spatio-temporal resolution. Nature 482, 2012

Golé, C. et al.: Fibonacci or quasi-symmetric phyllotaxis. Part I: Why? Acta Societatis Botanicorum Poloniae 85(4), 2016

Refahi, Y. et al.: A stochastic multicellular model identifies biological watermarks from disorders in self-organized patterns of phyllotaxis. eLife 5, 2016

Vernoux, T. et al.: The auxin signalling network translates dynamic input into robust patterning at the shoot apex. Molecular Systems Biology 7, 2011

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