Die Spaltöffnungen (Stomata) einer Pflanze dienen dem Gasaustausch. Kohlendioxid, der Rohstoff für die Photosynthese, wird aufgenommen und Sauerstoff abgegeben. Bei diesem Prozess geht der Pflanze immer etwas Wasser verloren. Sie muss ein Gleichgewicht zwischen CO₂-Aufnahme und Wasserverlust finden. Ist reichlich Kohlendioxid in der umgebenden Atmosphäre, so reduzieren die meisten Pflanzen die Anzahl ihrer Spaltöffnungen, um Wasser zu sparen.

Alistair Hetherington und seine Kollegen von der Lancaster University berichten nun, dass bei der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) die Anzahl der Spaltöffnungen bei erhöhtem Kohlendioxid-Gehalt zunehmen kann (Nature vom 7. Dezember 2000). Bei diesem kleinen Pflänzchen wird die Anzahl der Stomata durch das High Carbon Dioxide-Gen (HIC) gesteuert. Dieses Gen wird normalerweise nur in jenen Zellen abgelesen, welche die Spaltöffnungen umgeben. Mutationen am HIC-Gen führen zu Blättern, die unter dem Einfluss eines erhöhten Kohlendioxid-Gehaltes eine absurd hohe Zahl von Stomata ausbilden. Beim Sequenzieren des HIC-Gens stellten die Wissenschaftler eine große Ähnlichkeit mit dem KCS1-Gen fest, welches für ein Enzym codiert, das an der Herstellung von Wachsen in den Zellzwischenräumen beteiligt ist. Daraufhin untersuchten die Wissenschaftler weitere solcher Gene, und stellten fest, dass darin auftretende Mutationen ebenfalls die Dichte der Stomata beeinflussen.

Manche Forscher nehmen an, dass die Spaltöffnungen einen Stoff produzieren, der die Bildung von weiteren Spaltöffnungen in der unmittelbaren Umgebung unterdrückt. Ein funktionierendes HIC-Gen könnte die extrazelluläre Matrix durchlässiger machen und so den Einflussbereich dieser hemmenden Verbindung erweitern. Pflanzen mit dem mutierten HIC-Gen dagegen können mehr Stomata ausbilden und das steigende Kohlendioxid-Angebot besser nutzen. Zumindest die Pflanzen sind für die Zunahme des Treibhausgases CO₂ gewappnet – sofern sie keine Probleme mit Wassermangel haben.

Siehe auch

• Spektrum Ticker vom 5. 7. 2000
  "Ein bißchen Reis und ein bißchen Ackerschmalwand"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
  
• Spektrum Ticker vom 6. 7. 1999
  "Was Ackerschmalwand so in sich hat"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)
  
• Spektrum Ticker vom 16. 12. 1999
  "Sequenzen am laufenden Band"
  (nur für Ticker-Abonnenten zugänglich)