Vom geheimen Leuchten der Pflanzen

Vom geheimen Leuchten der Pflanzen

Von Andreas Sträter

Wussten Sie, dass Pflanzen rot leuchten? Zu sehen ist dieses Phänomen allerdings nur mit einem Trick. In Düsseldorf lassen Forscher nicht nur Basilkum und Efeu leuchten.

Ausstellung leuchtende Pflanzen

Das Phänomen Chlorophyllfluoreszenz
Im Botanischen Garten der Universität Düsseldorf machen Forscher Geheimnisse sichtbar. In der Ausstellung "Das Leuchten der Pflanzen" und in Abendspaziergängen wird erklärt, warum von allen Pflanzen ein rotes Leuchten ausgeht, das wir mit unseren Augen gar nicht wahrnehmen können. Das Phänomen heißt Chlorophyllfluoreszenz und wird in Lehrbüchern zumeist übergangen: "Selbst an der Uni wird es nur selten vermittelt", sagt Dr. Andreas Burkart, der als Biologe am Forschungszentrum Jülich an der Ausstellung ebenso beteiligt ist wie Studenten des Studiengangs Exhibition Design der Hochschule Düsseldorf.

Das Phänomen Chlorophyllfluoreszenz
Im Botanischen Garten der Universität Düsseldorf machen Forscher Geheimnisse sichtbar. In der Ausstellung "Das Leuchten der Pflanzen" und in Abendspaziergängen wird erklärt, warum von allen Pflanzen ein rotes Leuchten ausgeht, das wir mit unseren Augen gar nicht wahrnehmen können. Das Phänomen heißt Chlorophyllfluoreszenz und wird in Lehrbüchern zumeist übergangen: "Selbst an der Uni wird es nur selten vermittelt", sagt Dr. Andreas Burkart, der als Biologe am Forschungszentrum Jülich an der Ausstellung ebenso beteiligt ist wie Studenten des Studiengangs Exhibition Design der Hochschule Düsseldorf.

Durch gelbe Brille wird Geheimnis sichtbar
Um das Leuchten der Pflanzen sichtbar zu machen, benötigen Besucher eine gelbe Brille. "Damit wir das rote Leuchten der Pflanzen sehen können, müssen andere Lichtfarben für das menschliche Auge blockiert werden", sagt Burkart dem WDR. "Licht ist ja nicht weiß, sondern besteht aus vielen Wellenlängen." Durch die gelbe Folie bleibt die Farbe Rot jedoch unverfälscht sichtbar, so dass die Besucher in Düsseldorf das rote Pflanzenleuchten sehen können.

Trick: Licht wird künstlich hinzugefügt
Die Magie passiert in einem abgedunkelten Bereich. Normalerweise verwandeln Pflanzen das Licht der Sonne und das Kohlendioxid aus der Atmosphäre mit Hilfe von Wasser in Sauerstoff und Energie, um zu wachsen. Dieser Vorgang nennt sich Fotosynthese. In der Dunkelkammer funktioniert das aber nur, wenn künstlich Licht hinzugefügt wird. Auf dem Bild zu sehen ist eine Pflanze mit dem Namen Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana), die in der Forschung häufig als Modellpflanze benutzt wird.

Grüne Blätter senden rotes Licht aus
Werden die Blätter mit blauem Licht beleuchtet, können die Blätter Fotosynthese betreiben. Als Abfallsprodukt wird rotes Licht abgegeben, das Besucher in Düsseldorf durch ihre gelben Brillen gut erkennen können. Die hochempfindlichen Kameras können dieses Licht weniger stark widergeben als das menschliche Auge.

Ein Beweis für die Fotosynthese
"Für die Biologie ist dieses rote Licht essentiell - es ist das Signal für Fotosynthese", sagt Burkart. Die Rechnung geht so: Je mehr Fluoreszenz, desto mehr Fotosynthese, desto besser wächst die Pflanze. "Ohne die Pflanze zu zerstören, bekommen wir durch diesen Trick einen Einblick ins Innere", erläutert Burkart. Für die Wissenschaft sei dieser Mechanismus von "riesigem Nutzen". "Erst Fotosynthese macht das Sonnenlicht für uns nutzbar - in Form von Nahrung und Baumaterialien wie Holz", ergänzt Burkart.

Alle grünen Pflanzen leuchten rot
Die Chlorophyllfluoreszenz entsteht bei Pflanzen im tiefsten Inneren des Blattes. Dort wird das Sonnenlicht gesammelt. Dabei absorbieren die Pflanzen sehr viel rotes und sehr viel blaues Licht, aber weniger Grün. Deshalb erscheinen uns die Blätter grün. Die rote Farbe - wie hier beim Basilikum - wird in der Dunkelkammer erst durch den Farbfilter sichtbar. "Alle grünen, lebenden Pflanzen verbindet die Fähigkeit zur Fotosynthese und zum Abstrahlen der Chlorophyllfluoreszenz", sagt Burkart.

Kein Leuchten in Löchern und an Läsionen
Pflanzenwissenschaftler Andreas Burkart schaut sich die Blätter eines Bohnengewächses an. Sobald auf der Oberfläche kleine Löcher und Schädigungen zu sehen sind, wird an diesen Stellen keine rote Farbe ausgesendet. "Da gibt es dann keine Fotosynthese, also auch kein rotes Leuchten ."

Nicht nur im Labor, auch im Weltraum nutzbar
Mit ausgeklügelten Methoden soll die Chlorophyllfluoreszenz demnächst nicht nur in Laboren und Dunkelkammern, sondern auch aus dem Weltraum beobachtet werden. Voraussichtlich im Jahr 2022 könnten Satelliten mit entsprechenden Sensoren ins All geschickt werden. "Dann können wir herausfinden, wann im Frühjahr die Fotosynthese in Nadelwäldern einsetzt, weil die Nadelwälder ja immer grün sind, aber nicht immer Fotosynthese betreiben", sagt Burkart. "Für die Pflanzenforschung wäre das ein wahnsinniger Fortschritt."

Informationen zur Ausstellung
Die Ausstellung "Das Leuchten der Pflanzen" in Düsseldorf in der Orangerie im Botanischen Garten ist noch bis zum 3. September geöffnet. Die Abendspaziergänge am 8. August, 15. August, 20. August, und 28. August beginnen um jeweils 21 Uhr am Haupteingang des Botanischen Gartens der Uni Düsseldorf. Die Führungen sind kostenfrei.

Stand: 04.08.2017, 13:39 Uhr