„Ultrastruktur-Forschung umfasst verschiedenste moderne Methoden wie die Transmissionselektronenmikroskopie, die Raman Spektroskopie, oder die Konfokale Lasermikroskopie und liefert wichtige Informationen über die subzellulären Eigenschaften und Zusammensetzung von Zellen, den kleinsten autonomen Einheiten von Organismen“, erklärt Andreas Holzinger, assoziierter Professor am Innsbrucker Institut für Botanik. Als Gasteditor veröffentlichte er kürzlich den Sonderband „Ultrastructure of Plant Cells“ im renommierten Fachmagazin Protoplasma. Holzinger, der selbst mit seiner Arbeitsgruppe „Zellbiologie der Pflanzen“ intensiv zu diesem Thema forscht, fasste in diesem Sonderband zahlreiche Arbeiten der pflanzlichen Zellbiologie zusammen. „Zellwände haben bei Pflanzen eine sehr wichtige Funktion als unmittelbare Barriere zur Umwelt. In diesem Sonderband sind deshalb zahlreiche Publikationen diesem Thema gewidmet“, erklärt Holzinger, der gemeinsam mit seiner Arbeitsgruppe für drei Beiträge im Sonderband verantwortlich zeichnet.
Extreme Bedingungen meistern
Die im Sonderband vorgestellten Forschungsarbeiten reichen dabei von Liginin-Vorstufen – Bestandteile in den Zellwänden, die Hölzer so hart machen –, bis zur Fähigkeit von einer Ampfer-Art, Metalle in ihre Zellwände einzulagern, um auch in hoch belasteten Gebieten zu überleben. „Viele der im Sonderband behandelten Fragen sind relevant für das Überleben von Pflanzen unter den aktuellen Klimawandel- und Umweltbelastungs-Bedingungen“, erklärt der Botaniker. So beschreibt beispielsweise eine weitere Publikation die besonderen Zellwandstrukturen einer extremen Rotalge, die sich ausgezeichnet auf Plastikmüll festhalten kann, der nach dem japanischen Tsunami ins Meer gespült wurde. „An der Küste von Oregon wurden die Proben dieser Alge gesammelt, von denen kein natürlicher Standort bekannt ist. Die Alge wurde bezeichnender Weise ‚Tsunamia transpacifica‘ genannt“, sagt Andreas Holzinger. Weitere Arbeiten untersuchen wie Algen auf Veränderungen der Umweltbedingungen wie Kälte oder Austrocknung reagieren. „Kieselalgen aus polaren Gebieten werden dabei genauso untersucht, wie Besonderheiten von austrocknungstoleranten Grünalgen“, beschreibt Andreas Holzinger. Aber auch den Mechanismen der fleischfressenden Pflanze Drosera capensis, bekannt aus heimischen Mooren ist eine Arbeit gewidmet. Sie verdauen ihre Nahrung, um damit dem Stickstoffmangel vorzubeugen.
Abwehrmechanismen
Der Sonderband enthält auch einige Beiträge zur Infektion von Pflanzen durch schädliche Viren, wie den Tabak-Mosaik Virus oder den Zucchini-Mosaik-Virus. „Aber auch urtümliche Lebensformen wie Cyanobakterien können durch Cyanophagen-Infektionen geschädigt werden, deren Effekte in ultastrukturellen Veränderungen beobachtet werden können“, erklärt Andreas Holzinger. Weiters zeigt eine Arbeit, dass Wurzeln von einer ähnlichen Schleimhüllen umgeben sind, wie sie auch in menschlichen Mucinen zu finden sind. Durch die Beherbergung bestimmter Mikroben in diesen Schleimen ist einen Abwehr-Mechanismus ausgebildet. Insgesamt enthält der Band eine Sammlung von 14 Publikationen mit mehr als 85 Autor*innen, die durch den Gast-Editor Andreas Holzinger herausgegeben wurden. Der Sonderband ist der im vergangenen Jahr verstorbenen Zellbiologin Prof. Ursula Lütz-Meindl von der Universität Salzburg gewidmet, bei der Andreas Holzinger 1995 seine Dissertation abgeschlossen hat, und mit der bis zu ihrem Tod eine intensive Kooperation bestanden hat.