Die Blattzellen von heute lebenden Pflanzen sind verhältnismäßig klein, was ihnen einen großen Vorteil verschafft: Dadurch kann Kohlendioxid rasch von der Blattoberfläche ins Innere befördert werden, wo sie es bei der Photosynthese zu Kohlenhydrate verwerten. Diese Miniaturisierung bewerkstelligten die Pflanzen in der Kreidezeit, indem sie ihr Erbgut strafften, wie nun Forscher um den Wiener Botaniker Guillaume Théroux-Rancourt im Fachjournal "Proceedings B" der Royal Society berichteten.

Das Team um Théroux-Rancourt, der am Institut für Botanik der Universität für Bodenkultur Wien arbeitet, inspizierte die Blätter von 86 Gefäßpflanzen, die sie ihnen in Gewächshäusern, botanischen Gärten, auf Feldern und in der Natur abzupften. Sie haben gemessen und mit Computermodellen errechnet, unter welchen Bedingungen CO2 am raschesten transportiert wird.

Schnelle CO2-Beförderung

Das funktioniert am Besten mit vielen kleinen Zellen, schrieben die Botaniker in der Studie. Denn grundsätzlich gilt: Je kleiner ein Körper ist, desto größer ist seine Oberfläche im Verhältnis zu seinem Volumen. In den Blättern gibt es demnach mit vielen kleinen Zellen mehr Zelloberflächen, als bei wenigen größeren Zellen. An den Zelloberflächen wird CO2 schneller weiterbefördert, als durch das weniger strukturierte Zellinnere.

Als die CO2-Konzentration in der Luft während der Kreidezeit sank, hielten die Pflanzen den Nachschub ins Blattinnere trotzdem hoch, indem sie die Blattzellengröße verringerten. Seit damals haben die Gewächse vorzugsweise viele kleine Zellen in den Blättern, anstatt weniger voluminöse. Die Zellen kompakter zu machen, war aber nur durch die Verkleinerung des Erbguts zu einer schlanken Bauanleitung möglich, so die Forscher. Ein "dicker Wälzer" als Erbgut hätte es unmöglich gemacht, dass die Zellen schrumpfen. (red, APA, 27.2.2021)