Biologie Wie sich Pflanzen vor Frost schützen
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01. Februar 2023, 11:34 Uhr
Forschende vom Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben mittels hochauflösender Bilder eines Kryo-Rasterelektronenmikroskops herausgefunden, dass sich winterharte Grünpflanzen durch winzige Strukturen auf der Blattoberfläche vor dem Frost schützen.
Fallen die Temperaturen unter null Grad Celsius, bilden sich Eiskristalle auf den Blättern der Pflanzen. Dennoch überstehen die winterharten Arten diese Frostphasen in der Regel unbeschadet. Die Forschenden untersuchten diese Vereisungsprozesse auf heimischen Wildpflanzen und Pflanzen in der Antarktis. Bisher konzentrierte sich die Forschung in Sachen Pflanzenfrostschutz vor allem auf den Zuckergehalt und chemische Prozesse in den Pflanzenzellen. Das Kieler Forschungsteam stellte aber nun fest, dass auch die Oberflächenstruktur der Blätter eine wichtige Schutzfunktion hat. Die Pflanzen können zum Beispiel durch Härchen oder eine wachsartige Schicht eine Vereisung ihrer direkten Blattoberfläche steuern oder sogar verhindern. Pflanzen mit Wachsschichten fanden die Forschenden nicht nur in Norddeutschland, sondern auch im Polarkreis. Deschampsia antarctica, eine der beiden einzigen blühenden Pflanzen, die in der Antarktis beheimatet sind, hat sogar zwei Wachsschichten, die vermutlich die Widerstandsfähigkeit gegen Kälte, Vereisung, schädliche UV-Strahlung und Austrocknung erhöhen und damit zur Anpassung der Pflanze an die harten Umweltbedingungen in der Antarktis beitragen.
Diese Erkenntnisse könnten für die Entwicklung von technischen „Anti-Eis“-Oberflächen, etwa in der Luftfahrt, genutzt werden. An geeigneten Beschichtungen für Flugzeuge forschen Wissenschaft und Wirtschaft weltweit.
