Marburger Physiker nutzen die Terahertz-Spektroskopie, um den Wasserhaushalt von Bl\u00e4ttern sichtbar zu machen. So k\u00f6nnen sie Pflanzen beim Atmen zusehen.
\nWie atmen Pflanzen? Wann \u00f6ffnen und schlie\u00dfen sie die winzigen Poren auf ihren Bl\u00e4ttern und was bedeutet das f\u00fcr ihren Wasserhaushalt? Ein Forschungsteam um den Marburger Physiker Prof. Dr. Martin Koch hat eine Methode entwickelt, um diesen Vorgang sichtbar zu machen: Mit Hilfe von Terahertz-Spektroskopie k\u00f6nnen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beobachten, wann Pflanzen ihre Blatt\u00f6ffnungen (Stomata) \u00f6ffnen oder schlie\u00dfen. Ihre Ergebnisse sind im Fachmagazin „Scientific Reports“ erschienen.
\nPflanzen nehmen \u00fcber kleine Strukturen an der Blattunterseite Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und geben Sauerstoff ab. Mit Sonnenlicht wandelt die Pflanze CO2 in Glukose und verliert Wasser. Um Austrocknung zu vermeiden, schlie\u00dfen sich die winzigen \u00d6ffnungen nachts, oder auch tags\u00fcber, wenn Trockenstress herrscht. Wie gut Pflanzen diesen Balanceakt meistern, ist entscheidend f\u00fcr ihr \u00dcberleben, besonders im Klimawandel.
\nWissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Philipps-Universit\u00e4t Marburg haben Bl\u00e4tter von Pflanzen mit sogenannten „Terahertz-Wellen“ durchstrahlt. Terahertz-Wellen k\u00f6nnen als sehr langwelliges Licht oder sehr hochfrequente Mikrowellen angesehen werden und werden von Wasser stark absorbiert. Aus der Signalschw\u00e4chung beim Durchtritt durch das Blatt k\u00f6nnen die Forschenden auf den Wassergehalt der Bl\u00e4tter schlie\u00dfen. Beim Vergleich der Messdaten mit einem mathematischen Modell k\u00f6nnen sie \u00fcber den Wasserverlust der Bl\u00e4tter darauf schlie\u00dfen, wann und wie weit die Stomata ge\u00f6ffnet sind.
\nUm die Methode zu erproben, verglichen die Forschenden gew\u00f6hnliche Arabidopsis-Pflanzen mit Varianten, die wegen einer bestimmten Genmutation ihren Wasserhaushalt schlechter regulieren k\u00f6nnen. Die Mutation beeinflusst einen spezifischen Signalweg in der Trockenstressreaktion der Pflanze.
\n„Wir konnten mit dem Einsatz von Terahertz-Spektroskopie zeigen, wie sich die Manipulation dieses Signalwegs auf den Wasserhaushalt auswirkt , erl\u00e4uterte Jochen Taiber
\nDie Pflanzen mit Gendefekt trocknen schneller aus, da sie ihre Stomata\u00f6ffnung schlechter an die zur Verf\u00fcgung stehende Wasserversorgung anpassen k\u00f6nnen.“ Taiber ist der Hauptautor der Studie.
\nDas Verfahren erm\u00f6glicht die Untersuchung von Regulierungsmechanismen und k\u00f6nnte k\u00fcnftig dabei helfen, Kulturen zu identifizieren, die widerstandsf\u00e4higer gegen den Klimawandel sind. Damit die Methode auch in anderen Laboren eingesetzt werden kann, arbeitet die Gruppe gerade daran, diese Messtechnik portabel und preisg\u00fcnstiger zu gestalten.
\nKoch lehrt Physik an der Philipps-Universit\u00e4t Marburg und leitet die Arbeitsgruppe „Halbleiterphotonik“. Die Pflanzen lieferte die Gruppe um Prof. Dr. Rainer Hedrich von der Julius-Maximilians-Universit\u00e4t W\u00fcrzburg.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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