Wie Pflanzen Nickel und Co den Garaus machen - wissenschaft.de
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Umwelt+Natur

Wie Pflanzen Nickel und Co den Garaus machen

Antioxidantien schützen nicht nur Menschen und Tiere, sondern auch Pflanzen vor aggressiven freien Radikalen. So können bestimmte Pflanzen nur deswegen auf schwermetallreichen Böden wachsen, weil sie ungewöhnlich große Mengen der Schutzstoffe enthalten. Die Antioxidantien fangen die freien Radikale ab, die in Anwesenheit von Metallen verstärkt gebildet werden, und schützen die Pflanze so vor der zerstörerischen Wirkung der aggressiven Teilchen. Über diese Entdeckung berichtet ein Wissenschaftlerteam um David Salt von der Purdue-Universität in West Lafayette in der Fachzeitschrift The Plant Cell (Bd. 16, S. 2176).

Die Forscher untersuchten verschiedene Pflanzenarten, von denen einige sehr gut auf schwermetallhaltigen Böden wachsen und andere überhaupt nicht. Dabei fanden sie einen Zusammenhang zwischen der Menge des Antioxidans Glutathion und der Fähigkeit der Pflanzen, das Schwermetall Nickel zu tolerieren: Je mehr Nickel die Pflanzen in ihren Zellen speichern konnten, desto mehr Glutathion enthielten sie. Dieser Stoff reagiert mit den freien Radikalen, die in Anwesenheit von Nickel in den Zellen entstehen, und macht die Teilchen so unschädlich.

Einen weiteren Hinweis darauf, dass Glutathion tatsächlich die Schlüsselsubstanz beim Schutz vor Schäden durch die Schwermetalle ist, brachte ein weiteres Experiment: Die Forscher übertrugen ein bestimmtes Gen auf einige Exemplare der Acker-Schmalwand, einer Pflanze, die normalerweise in Anwesenheit von Nickel praktisch nicht wächst. Dieses Gen enthielt den Bauplan für ein Enzym, das Glutathion aus in der Zelle vorhandenen Bausteinen herstellen kann. Nach dieser Veränderung tolerierten die Acker-Schmalwand-Exemplare das Schwermetall genauso gut wie Pflanzen, die von Natur aus auf nickelhaltigen Böden wachsen.

Die Mechanismen der Schwermetalltoleranz bei Pflanzen sind deswegen interessant, weil solche Pflanzen dazu eingesetzt werden können, Schwermetalle aus belasteten Böden zu entfernen oder auch wertvolle Metalle aus der Erde zu gewinnen. Die Entdeckung der Forscher ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg, Pflanzen speziell für solche Aufgaben zu entwickeln.

ddp/bdw ? Ilka Lehnen-Beyel
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