Blühen zur rechten Zeit

Eine geöffnete Apfelblüte an einem Zweig.

Blühen zur rechten Zeit

Schneeglöckchen blühen im Februar, Tulpen im April und der Flieder im Mai. Doch woher weiß das die Pflanze? Denn das blieb auch Wissenschaftlern lange Zeit ein Rätsel. Bis man den Pflanzen etwas tiefer in die Zelle gucken konnte.

Wenn sich die Apfelplantage von Rolf Clostermann in ein rosa-weißes Blütenmeer verwandelt, dann ist es Frühling. Und zwar so richtig. "Erfahrungsgemäß ist das so zwischen Mitte April und Mitte Mai", sagt der Obstbauer. Für den Obstbauern ist die Apfelblüte eine entscheidende Phase im Betriebsjahr. "Wenn es keine Blüten gibt, haben wir auch keine Äpfel – so einfach ist das."

Woran erkennt die Pflanze den richtigen Zeitpunkt?

Chrysanthemen

Chrysanthemen

Die Biologin Franziska Turck arbeitet am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln an der Entschlüsselung des Blüh-Rätsels. "Eine Sache war, dass man sehr früh festgestellt hat, dass die Pflanzen die Tageslänge auslesen können." Licht spielt also eine wesentliche Rolle. Das nehmen Pflanzen hauptsächlich über ihre Blätter wahr. Nur, wenn die ausreichend lange Licht bekommen, entwickeln sich die Knospen. Das konnten Forscher bereits in den 1930er Jahren an Chrysanthemen nachweisen. Vom Blatt zur Blüte muss also ein Signal laufen, folgerten sie und nannten diese unbekannte Substanz "Florigen".

Genetik erlaubt neue Erkenntnisse

Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) im Versuchslabor

Acker-Schmalwand im Gewächshaus

Forscher haben danach ein halbes Jahrhundert nach dem Signal gesucht und es nicht gefunden. "Dann kam die Genetik und die Tatsache, dass man sich auf eine Modellpflanze konzentrierte bei den genetischen Analysen. Das kam dann sehr zugute", erzählt Turck. Die Modellpflanze heißt "Ackerschmalwand" (Arabidopsis thaliana), ein häufiges, aber unscheinbares Wildkraut mit kleinen weißen Blüten. Die Ackerschmalwand hat für Genetiker viele Vorteile: Sie lässt sich leicht kultivieren, wächst und blüht schnell, bildet viele Samen, aber das Wichtigste: Sie besitzt ein relativ kleines Genom, das man inzwischen vollständig entziffert hat.

Helligkeit triggert Gen

Die Forscher vom Max-Planck-Institut in Köln (MPIZ) identifizierten ein Gen, das wie eine Art Uhrwerk funktioniert: "Constans" genannt. Jeden Tag wird es nach etwa zehn Stunden Lichtstrahlung aktiv. Aber Constans ist nur dann auch wirksam, wenn es weiterhin hell bleibt. "Wenn die Blätter kein Licht erhalten, ist dieses Protein nicht stabil, es wird sofort wieder zerstört", erklärt Franziska Turck. Nur wenn Licht vorhanden ist, kann das Protein also gebildet werden. Das geschieht, sobald die Tage länger sind als elf oder zwölf Stunden, also bei uns etwa ab Mitte April. Dann gibt Constans das Startsignal.

Das nächste Gen, das danach angeschaltet wird von Constans, ist "Flowering Locus T", wie es die Forscher nennen. Inzwischen ist klar, dass dieses Signal von den Blättern zur Spross-Spitze transportiert wird. Die Botschaft ist dann, 'so, jetzt ist es Zeit, Blüten zu bilden'. Franziska Turck und ihre Kollegen konnten eindeutig die Wanderung nachweisen vom Blatt dorthin, wo die Blüten entstehen.

Wärme spielt auch eine Rolle

Die Biologin Franziska Turck beschäftigt sich nun mit einer anderen Frage: Wie steuert eine Pflanze den Blühvorgang, wenn beispielsweise die Tageslänge bereits "Frühling" signalisiert, es aber noch viel zu kalt ist? Würde man das Zusammenspiel von Umweltfaktoren und genetischer Regulation der Blütenentwicklung besser verstehen, könnte man Nutzpflanzen leichter anpassen an Klimaveränderungen - indem man mittels Genmanipulation den Blühzeitpunkt verschiebt. Aber bisher ist das nur eine Vision. Das Blühen ist auch für die Wissenschaftler immer noch voller Geheimnisse.

Und so muss auch Obstbauer Rolf Clostermann weiterhin damit klarkommen, wie die Natur es regelt. Könnte er jedoch bestimmen, wann seine Apfelbäume blühen, dann würde er den Wonnemonat Mai wählen. "Hab´ ich ´ne Blüte, die Anfang April da ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit stärker da, dass es Blühfröste gibt. Und insofern hat der Obstbauer immer ein Interesse, dass die Blüte eher ein bisschen später ist."

Autorin des Radiobeitrags ist Octavia Verbücheln.

Stand: 30.03.2017, 11:20