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Ab in die Botanik : Das Gespür für Frühling

Was singen die Vögel da droben, und jauchzen und toben? – Das fragt sich eine Blumenzwiebel im Kindergedicht von Josef Guggenmoos. Bild: Charlotte Wagner

Warum blühen Pflanzen? Wie erwachen sie aus ihrem Winterschlaf? Wie kommen die unterschiedlichen Bedürfnisse von Pflanzen zustande? Mit diesen Fragen beschäftigt sich eine britische Molekularbiologin, der unserer Autorin gerne einen Blütenkranz aufsetzen würde.

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          Müsste ich eine Frühlingskönigin krönen, fiele meine Wahl sofort – einstimmig, voller Respekt und ohne dieses schmucke Ehrenamt durch dubiose Parteifraktionen oder Inselwitze zu gefährden – auf die britische Molekularbiologin Caroline Dean. Sie hat schon so einige Auszeichnungen erhalten, zuletzt etwa den Preis der israelischen Wolf Foundation für Agrarwissenschaft, zuvor auch mal einen der L’Oréal-Unesco-Preise für Frauen in der Wissenschaft, und seit 2004 trägt sie den Titel „Dame Commander“ des Order of the British Empire und gehört als Fellow der Royal Society an.

          Sonja Kastilan

          Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Ihr Beruf samt öffentlichen Aufgaben und Mitgliedschaften scheint sie mit Stolz zu erfüllen, und ein Krönchen würde sich gut auf ihrem silbern ergrauten Haupt machen, wobei die Wissenschaftlerin vielleicht einen Blütenkranz vorziehen würde. Schließlich dreht sich für Dean und ihre Abteilung am John Innes Centre in Norwich fast alles nur um das eine: Welche Mechanismen lassen Pflanzen erblühen? Was ist nach einem Winterschlaf für ihr Frühlingserwachen notwendig? Wie verhindern sie, dass sich die Blüten nicht im Winterdunkel entwickeln oder bei tiefem Frost entfalten? Warum brauchen manche eine Kälteperiode, die auf welche Weise überhaupt zu spüren ist, und warum genügt anderen allein mehr Tageslicht? Was der Lyriker Josef Guggenmoos für die Tulpe einmal hübsch in Worte gefasst hat, treibt die Pflanzenbiologen um:

          In der Erde tief

          die Zwiebel schlief, die braune.

          Was ist das für ein Gemunkel,

          was ist das für ein Geraune,

          dachte die Zwiebel, plötzlich erwacht.

          Was singen die Vögel da droben

          und jauchzen und toben?

          Von Neugier gepackt, macht die Zwiebel einen langen Hals – im Kindergedicht gibt es auch so etwas wie ein Tulpengesicht. In der Natur ist das Geschehen komplexer, mal ist Licht, mal Temperatur entscheidend, und es sind etliche Gene im Spiel, die Caroline Dean am Modell der Arabidopsis thaliana erforscht, manche ihrer Kollegen bevorzugen ein Wildgras oder Weizen, der je nach Sorte verschieden tickt.

          Die Molekularbiologin Caroline Dean trägt seit 2004 den Titel „Dame Commander“ des Order of the British Empire.
          Die Molekularbiologin Caroline Dean trägt seit 2004 den Titel „Dame Commander“ des Order of the British Empire. : Bild: John Innes Centre

          Oder Allium sativum, Knoblauch, der aus Zentralasien stammt und zu bestimmten Zeiten eine Trugdolde mit zig Blüten bildet oder Geophyten, sprich Zwiebeln. Lässt man ihn vorm Einpflanzen zwölf Wochen bei 4 Grad Celsius frieren, treibt er selbst im schmalen Lichte kurzer Wintertage Blüten, erblüht früher und setzt auch früher mehr Zehen an, stellten israelische Forscher in BMC Plant Biology fest: Ihre Kältebehandlung hatte Einfluss auf mehr als 14.000 Gene, wie Vergleiche zeigten, und was im Fachjargon Vernalisation heißt, versucht Dean seit Jahrzehnten an Arabidopsis zu ergründen. Einige der beteiligten Gene sind nun besser bekannt, „Coolair“, „Frigida“ oder etwa „Flowering Locus C“, der die Biologen zu einem Protein führte, das als Blühbremse wirkt. Solange FLC aktiv ist, sammelt sich dieses an, und die Pflanze bildet zwar Blätter, aber keine Blüten.

          Im Winter sorgen epigenetische Veränderungen dafür, dass die Bremse in allen Zellen gelockert wird: Kälte legt allmählich den Genschalter um, die Pflanze kann dann auf den Frühling reagieren. Graduelle Änderungen werden berücksichtigt, zudem Höchst- und Tiefstwerte eines Tages. So tilgen warme Nachmittage über 15 Grad das Kältegedächtnis von Arabidopsis, während andere Arten sich mehr Hitze wünschen. Für ihre Vernalisation brauchen es aber auch nicht alle richtig bitterkalt.

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