Alarm in der Wurzel
Wurzeln sind im Boden gut verborgen, aber keineswegs vor Angriffen geschützt. Insektenlarven oder Nematoden können sie verletzen und sich anschließend weiter durch das Wurzelsystem bewegen.
Für die Pflanze ist es deshalb sinnvoll, nicht nur am Ort der Verletzung zu reagieren, sondern auch benachbarte, noch unbeschädigte Wurzeln auf die mögliche Gefahr vorzubereiten. Wie die Information über eine Verletzung innerhalb des Wurzelsystems weitergegeben wird, war bislang allerdings nicht so gut verstanden.
Ein Forschungsteam der Uni Würzburg hat diesen Signalweg nun an der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana untersucht. Dafür verletzten die Forschenden einzelne Zellen oder größere Bereiche einer Seitenwurzel und zeichneten unter anderem elektrische Veränderungen und Kalziumsignale auf.
Dabei zeigte sich ein erstaunlich schneller Übertragungsweg. Durch die Verletzung fällt der Druck in den Zellen ab. Dieser Druckverlust breitet sich durch das verbundene Wurzelsystem aus und erreicht benachbarte Seitenwurzeln mit rund 75 Millimetern pro Sekunde.
Dort reagieren sogenannte mechanosensitive Ionenkanäle (z.B. MCA1) auf die Druckänderung. Die mechanische Reizung führt also zu einer Öffnung dieser Kanäle und einem entsprechenden Einstrom von Kalzium (Ca2+). Diese positive Ladung führt zu einer Aktivierung von Prozessen in der Zelle, die letzlich unter anderem zu einer Aktivierung von Genen für Abwehrreaktionen führen.
Auf diese Weise kann eine Verletzung auch in noch unbeschädigten Nachbarwurzeln Reaktionen auslösen und sie damit quasi vorsorglich auf eine drohende Gefahr vorbereiten.
Quelle:
Baudon et al. (2026), Science Advances, „MCA1 mechanosensitive channels enable fast communication of wound signals between lateral roots“
