Wie das Schaumkraut Sprengkraft aufbaut

Das Behaarte Schaumkraut gehört zu den Pflanzen, die ihre Samen zur effektiven Verbreitung wie Geschosse in alle Richtungen schleudern. Nun hat ein Forschungsteam entdeckt, dass diese Art dafür einen bisher unbekannten Mechanismus verwendet, der wie eine Art Muskel wirkt und in den Schoten für die Kontraktion und Explosion verantwortlich ist. Dr. Gabriella Mosca vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen der Universität Tübingen war eine Hauptautorin der Studie, die unter der Leitung von Dr. Angela Hay vom Max-Planck-Institut (MPI) für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln stand. Sie wurde im Fachmagazin Current Biology veröffentlicht.

Das Behaarte Schaumkraut (Cardamine hirsuta) ist eine einjährige Pflanze, die bis zu 30 Zentimeter groß wird. „Die Samen sitzen in Schoten, die aus zwei langen Klappen bestehen. Wenn die Samen reif sind, rollen sich die Klappen blitzschnell ein und beschleunigen die Samen auf erstaunliche Geschwindigkeiten – bis zu zehn Meter pro Sekunde“, berichtet Angela Hay.

Druckaufbau in den Zellen

Dr. Gabriella Mosca und Dr. Ryan Eng, die Erstautoren der Studie, entdeckten, dass die Schoten den Wachstumsprozess ihrer eigenen Zellen nutzen, um das ganze Gewebe zusammenzuziehen und dabei ausreichend Druck für die Explosion aufzubauen. „Dass das Dehnungswachstum zu einer Kontraktion des Gewebes führen soll, wirkt widersprüchlich, doch unter bestimmten Bedingungen kann das eine zum anderen führen“, sagt Mosca.

Während des Wachstums verändert sich nicht nur die Größe der Zellen in der Schote, sondern auch ihre Form, abhängig von der Anordnung der winzigen Zellulosefasern in der Zellwand. „Diese Fasern sind wie Stahlkabel, die sich kaum strecken lassen. So bleibt der Zelle nichts weiter übrig, als rechtwinklig zu den Zellulosefasern weiterzuwachsen“, erklärt Mosca. „In den explosiven Schoten sind die Zellulosefasern in den Zellen so angeordnet, dass diese beim Wachsen eine spezifische Form annehmen, die durch den Zellinnendruck eine Kontraktion des ganzen Gewebes bewirken. Das ist ähnlich wie bei einem Muskel von Mensch oder Tier, der sich kontrahiert.“