Pflanzen im Winter: Die Wachstumshormone schlafen

Das Wachstum ist bei Pflanzen alles, auch im Winter. Entscheidend für das Gedeihen sind zwei Hormone, welche Wachstum und Formgebung steuern.
06. Dezember 2017, 04:39

An den Bäumen hängen schlaff die letzten Blätter, nichts mehr wächst. Man könnte die Bäume für tot halten. Sind sie aber nicht, auch wenn ihr Wachstum stillsteht. Denn Pflanzen müssen immer wachsen – ihr Ursprung liegt in den Tropen, wo sie dank der dortigen Verhältnisse das ganze Jahr über spriessen. Bei uns ist es nun aber kalt und dunkel, so dass sich die Pflanze eine Winterstrategie zurechtlegen musste.

In der Pflanze sind zwei Hormone für das Wachstum und die Fortpflanzung verantwortlich: die Pflanzenhormone Auxin und Zytokinin. «Ihre Wirkung ist so mächtig, dass die Pflanze ausgeklügelte Mechanismen entwickelt hat, um diese Hormone präzise an ihren Bestimmungsort zu lenken», sagt Bruno Müller vom Leibnitz-Institut für Pflanzen­genetik und Kulturpflanzenforschung im deutschen Gatersleben. Zytokinine stimulieren vor allem die Zellteilung der Pflanzen. Und auch das Phy­tohormon Auxin, oft als Streckungshormon bezeichnet, fehlt bei kaum einem pflanzlichen Entwicklungsprozess. Das Auxin schafft es zum Beispiel, dass die Pflanzen nicht einfach der Schwerkraft folgen, sondern horizontal oder vertikal wachsen. Entscheidend ist dabei die Konzentration des Auxins in der Wurzel und im Spross. Je nach Verteilung des Pflanzenhormons strecken sich die Zellen stärker in einer Richtung und ermöglichen unter Umständen, dass das Organ von der Schwerkraft wegwächst, wie Müller erklärt.

Analogie zum Winterschlaf der Tiere

Wie wissen diese aktiven Hormone vom Wachstumsstopp? Die Wirkung der kalten Jahreszeit dominiere gegenüber der Wirkung der Pflanzenhormone, erklärt Müller. Die Produktion der Hormone werde auf vielfältige Weise unterdrückt. «Es gibt jedoch noch kein detailliertes Verständnis der molekularen Mechanismen. Ein analoges Phänomen bei Tieren wäre vielleicht der Winterschlaf, bei dem die ganze Physiologie heruntergefahren wird», sagt der Pflanzenforscher.

Zur Überbrückung des Winters dient die Knospe. In dieser sind die Blätter umfunktioniert in kleine, schützende Organe. Als Knospe haben sie eine neue Funktion erhalten. Wird es Frühling, wissen sie, wann sie austreiben müssen. Damit sie das nicht zu früh tun, nur weil es mal einen Tag warm ist, baut die Pflanze Hemmstoffe auf – Phytohormone für die Regulierung, die sich nach einer genug langen Kälteperiode gebildet haben. Im Frühling werden diese Stoffe abgebaut. Das sichtbare Wachstum beginnt.

Wachstum ist entscheidend und beeinflusst den Ertrag. Wird künstlich versucht, die Wirkung der Pflanzenhormone zu verbessern? «Ja, diese Forschung existiert. Wobei sich aufgrund der bisherigen Erfahrungen zeigt, dass künstliche Strategien auf dem Feld oft nicht den erhofften Mehrertrag bringen», sagt Müller. Veränderungen müssten deshalb subtil sein, damit die Pflanze nicht aus dem Gleichgewicht gerate. «Erfolgversprechend scheint mir der Ansatz, in ertragreichen lokalen Sorten diejenigen mit guter Zytokinin-Antwort zu identifizieren, und diese Eigenschaften gezielt in andere Sorten der gleichen Art zu überführen, ‹Smart Breeding› genannt.»

Bruno Knellwolf

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