Hellblau leuchtende Ringe markieren Zelltod in Bananen

Erstmals ist es möglich, die Alterung einer Pflanze durch eine leuchtende Substanz optisch wahrzunehmen. Das berichten Forscher um Prof. Bernhard Kräutler von der Universität Innsbruck in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences. Sie haben entdeckt, dass in Bananen Abbauprodukte des Chlorophyll einen hellblau leuchtenden Ring um abgestorbene Zellen bilden.
Sterben Zellen auf der Bananenhaut ab (braune Flecken), beginnen die sie umgebenden, noch lebenden Zellen hellblau zu leuchten. Ursache dafür sind lumineszierende Abbauprodukte des Chlorophylls (Blattgrün).
Bild: Sterben Zellen auf der Bananenhaut ab (braune Flecken), beginnen die sie umgebenden, noch lebenden Zellen hellblau zu leuchten. Ursache dafür sind lumineszierende Abbauprodukte des Chlorophylls (Blattgrün). [Foto: PNAS]

Vor knapp einem Jahr hatte die Forschungsgruppe um Prof. Bernhard Kräutler vom Institut für Organische Chemie der Universität Innsbruck international für Aussehen gesorgt: Die Wissenschaftler berichteten damals zum ersten Mal über ein bläuliches Fluoreszieren von reifen Bananen. Werden die Südfrüchte mit UV-Licht angestrahlt, beginnen sie tiefblau zu leuchten. Ursache dafür sind chemische Abbauprodukte des Blattgrüns. Kräutler erforscht mit seinem Team schon seit Jahren den Chlorophyllhaushalt in Pflanzen. „Auf der Erde werden jedes Jahr 1000 Millionen Tonnen Chlorophyll abgebaut“, erzählt Kräutler. „Uns interessiert, welchen biologischen Nutzen diese Abbauprodukte haben.“ Im Vorjahr konnten die Innsbrucker Chemiker nachweisen, dass in Bananen ein vergleichsweise stabiles Abbauprodukt entsteht, das für das blaue Leuchten verantwortlich ist. In höheren Pflanzen waren bisher nur sehr kurzlebige, fluoreszierende Abbauprodukte des Chlorophylls bekannt.

Alterung von Bananen wird beobachtbar


Nun haben die Chemiker gemeinsam mit den Innsbrucker Botanikern Andreas Holzinger und Cornelius Lütz sowie dem amerikanischen Fotochemiker Nicholas Turro die Flecken auf reifen Bananen genauer unter die Lupe genommen. Dabei haben sie festgestellt, dass die braunen Stellen auf der Bananenhaut jeweils um Stomata, kleine Spaltöffnungen für die Kontrolle des Gasaustausches, entstehen. Sterben die ersten Zellen ab, beginnen die sie umgebenden, noch lebenden Zellen hellblau zu leuchten. Ursache dafür sind die lumineszierenden Abbauprodukte des Chlorophylls. Der biologische Nutzen dieses Vorgangs ist noch nicht bekannt. Für die Beobachtung der Alterung von Früchten steht damit aber erstmals ein optisches Merkmal zur Verfügung. Während absterbende Blätter zunächst Gelb und dann Braun werden, lieferten reife Früchte bisher kein sichtbares Zeichen für den beginnenden Zelltod. Die Entdeckung von Bernhard Kräutler und seinem Team macht es nun erstmals möglich, den beginnenden Zelltod in Früchten auch direkt zu beobachten. „Wir haben das für die Bananen und einige andere Pflanzen nachgewiesen“, sagt Kräutler. „Ich bin aber überzeugt davon, dass es sich dabei um ein weit verbreitetes Phänomen handelt.“ Über die natürliche Rolle der fluoreszierenden Chlorophyll-Kataboliten (FCC) könne man bisher nur spekulieren: „Affen und andere Tiere sehen Farben anders als wir Menschen. Das blaue Leuchten könnten ihnen helfen, die reifen Früchte in der üppigen Vegetation besser zu finden“, so Prof. Kräutler abschließend.

Die Forschungsgruppe um Prof. Kräutler ist Teil des Forschungszentrums für Molekulare Biowissenschaften (CMBI) der Universität Innsbruck und wurde vom österreichischen Wissenschaftsfonds FWF unterstützt.

(cf)