November 11, 2021

Wissenschaft: Aspirin hilft dem Garten wachsen

Von Paul Simons

Popping ein Aspirin in eine Vase mit Wasser angeblich hält Schnittblumen
frisch. Jetzt gibt es wissenschaftliche Unterstützung für die Idee. Zwei unabhängig voneinander arbeitende Wissenschaftlerteams
haben herausgefunden, dass Salicylsäure – die aktive Komponente
von Aspirin – die Abwehrkräfte einer Pflanze gegen Krankheiten auslöst.

Die Entdeckung eröffnet die Möglichkeit, Pflanzen vor Pilz-,
bakteriellen und viralen Infektionen zu schützen, indem die natürlichen Abwehrkräfte einer Pflanze aktiviert werden.
Es deutet auch darauf hin, dass sich Salicylsäure wie ein Hormon verhält und
andere Prozesse in Pflanzen auslösen kann.

Es ist seit langem bekannt, dass Pflanzen ihr eigenes Aspirin herstellen. Der Name Salicylsäure
kommt vom Weidenbaum Salix, mit dem nordamerikanische Indianer
Kopfschmerzmittel herstellten. Aber bis vor kurzem wusste niemand, wofür Pflanzen
ihr natürliches Aspirin verwendeten.

In den letzten 20 Jahren haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Pflanzen gegenüber synthetischem Aspirin empfindlich sind
. Die Substanz kann unter anderem dazu führen, dass Pflanzen
Poren in ihren Blättern öffnen, Nährstoffe aus ihren Wurzeln austreten, Blätter wachsen lassen,
und manchmal blühen.

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Der erste Durchbruch beim Verständnis der Wirkung von Aspirin in Pflanzen kam
mit einer sehr ungewöhnlichen Pflanze: der Voodoo-Lilie, Sauromatum guttatum. Seine kornettförmigen
Blüten erwärmen sich schnell, wenn sie fruchtbar werden. Die Hitze verdampft Verbindungen
, die das stechende Aroma von verrottendem Fleisch abgeben, und dies lockt Aas
Fliegen an, die die Blüten bestäuben. Dieser botanische Ofen hängt davon ab, dass die
Voodoo–Lilie eine phänomenale Atmungsrate durchläuft – so schnell wie die
eines Kolibris im Flug (New Scientist, 9. Mai 1985, S. 22).

Vor drei Jahren entdeckte eine Gruppe von Pflanzenwissenschaftlern unter der Leitung von Ilya Raskin im landwirtschaftlichen Labor von
Du Pont in Delaware am Tag vor der Blüte einen Anstieg von Salicylsäure
in der Voodoo-Lilie. Mit einer sensitiven analytischen
-Technik entdeckten sie, dass der Salicylsäurespiegel in der Pflanze
fast 100-mal sprang und die Atmungsexplosion auslöste (Science,
vol 237, p 1601).

Dies etablierte Salicylsäure als starkes chemisches Signal, wenn auch
in einer eher skurrilen Pflanze. Aber welche Rolle könnte Salicylsäure bei weniger
exotischen Pflanzen spielen?

Pflanzen haben eine Art ‚Immunsystem‘, mit dem sie Krankheiten bekämpfen.
Wenn Pilze, Bakterien oder Viren eine Pflanze infizieren, lösen sie oft ein Signal
aus, das zu nicht infizierten Blättern wandert, wo es die Produktion von
krankheitsbekämpfenden Proteinen stimuliert. Dieser Mechanismus der Krankheitsresistenz und das
-Signal, das die Abwehrkräfte der Pflanze vorbereitet, waren Biologen ein Rätsel gewesen.

Ein vielversprechender Hinweis kam jedoch 1979 ans Licht. Raymond White von der britischen
Rothamsted Research Station konnte verhindern, dass sich Tabakmosaikviren
vermehren, indem er den infizierten Pflanzen Aspirin injizierte. Das Aspirin schien
die Produktion einer Gruppe von krankheitsbekämpfenden Proteinen auszulösen (Virology,
vol 99, p 410).

Aufbauend auf dieser und seiner eigenen Entdeckung mit der Voodoo-Lilie setzte Raskin
die Arbeit mit der Doktorandin Jocelyn Malamy und ihren Kollegen
an der Rutgers University, New Jersey, fort. Sie maßen den Gehalt an Salicylsäure
in Tabakpflanzen, die mit dem Tabakmosaikvirus infiziert waren. Bevor
Anzeichen einer Infektion oder Resistenz festgestellt wurden, stiegen die Salicylsäurespiegel
in den Pflanzen fast um das Fünffache. Dieser Anstieg löste dann die
Herstellung der krankheitsbekämpfenden Proteine aus.

Raskin und seine Kollegen fanden einen weiteren Beweis für die Bedeutung von Salicylsäure
Säure in der pflanzlichen Immunantwort. Der Salicyl-Punch trat nur bei
Tabaksorten auf, die von Natur aus gegen das Mosaikvirus resistent sind.
Der Gehalt an Salicylsäure änderte sich bei den Sorten, die
der Krankheit erlegen waren, kaum (Science, Bd. 260, S. 1002).

Eine andere Gruppe von Biologen unter der Leitung von Jean Pierre Metraux aus den
Labors von Ciba-Geigy in Basel, Schweiz, kam zu ähnlichen Schlussfolgerungen, als sie
nach den natürlichen Signalen suchten, die in
Gurkenpflanzen Krankheitsresistenzen auslösen. ‚Wir haben nur in das Pflanzenphloem geschaut (zuckerführende
Kanäle) und versehentlich Salicylsäure gefunden – wir hatten keine vorgefasste Idee
, was das Signal sein könnte‘, sagt Metraux.

Die Gruppe identifizierte das Salicylsäure-Signal in infizierten Gurken
-Pflanzen, indem sie nach einem Anstieg einer Chemikalie suchte, bevor sie Anzeichen einer Krankheit
oder einer Resistenz sahen (Science, vol 250, p 1004).

Metraux sagt, dass, obwohl die Arbeit noch Grundlagenforschung ist, es
potenzielle kommerzielle Spin-offs gibt: ‚Ciba-Geigy möchte eine neue
Strategie für den Pflanzenschutz entwickeln. Die Idee wäre, Chemikalien zu entwickeln, um
die natürliche Krankheitsresistenz in Pflanzen von außen auszulösen.‘

Alternativ sieht Raskin vor, dass Pflanzen gezüchtet werden, um hohe Konzentrationen
Salicylsäure zu produzieren: ‚Wir könnten die Enzyme finden, die Salicylsäure
synthetisieren und in anfälligen Pflanzen exprimieren.‘ Oder Bakterien könnten stattdessen
verwendet werden. Die Bakterien, die um die Pflanzenwurzeln herum lebten und ihnen helfen, sie zu ernähren,
machen ziemlich große Mengen ihrer eigenen Salicylsäure. Durch die Förderung von
Wurzelfütterungsbakterien können Forscher die Krankheitsresistenz der Pflanze unterstützen.

Raskin sieht in dieser Arbeit den ersten Schritt zur Entdeckung der Rolle der Salicylsäure
in Pflanzen. Unser Ziel ist es zu zeigen, dass es ein wichtiger Regulator in
Pflanzen in einer Reihe von verschiedenen Effekten ist. Er fügt hinzu, dass er bereits vorläufige
Beweise dafür hat, dass Salicylsäure die Pflanzenabwehr gegen körperliche Belastungen vorbereitet.

Diese außergewöhnlichen Entdeckungen haben nun Salicylsäure
als Pflanzenhormon mit Kräften hervorgehoben, die wir gerade erst zu schätzen gelernt haben.

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