Der Gletscherhahnenfuß hat eine besondere Eigenschaft: Eis schadet ihm nicht. Selbst, wenn seine Blüte gefriert, macht ihm das nichts aus. ForscherInnen der Uni Innsbruck untersuchen, wie Pflanzen wie diese sich gegen die Kälte schützen.
Foto: Gilbert Neuner.
Was passiert, wenn eine Pflanze gefriert?
Zuerst ein kurzer Ausflug ins Innere einer Pflanze. Man unterscheidet hier zwischen zwei großen Bereichen: Den lebenden Zellen (Symplast) sowie dem Raum außerhalb der Zellen inklusive abgestorbener Zellen (Apoplast). Bildet sich im Apoplast Eis, entzieht dieses dem Symplast das Wasser. Die lebenden Zellen werden also dehydriert und dadurch vom Frost nicht geschädigt. Man spricht bei diesem Vorgang von Frost- oder Gefriertoleranz.
Bei der Frostvermeidung hingegen bleibt die Dehydrierung der Zellen aus. Die Zellen unterkühlen, es kommt allerdings nicht zur Bildung von Eismassen in der Pflanze.
Foto: Matthias Stegner.
Eisbildung erst bei -2,6 Grad
Wie genau bestimmte Pflanzen sich vor Frost schützen, ist der Forschung noch nicht bekannt. Gilbert Neuner ist Botaniker an der Uni Innsbruck und untersucht, wie genau der Pflanzenfrostschutz funktioniert. Besondere Rätsel gibt ihm der Gletscherhahnenfuß auf. Der ist nämlich bis dato die einzige bekannte Art, bei der auch die Blüte gefriert, ohne Schaden zu nehmen.
„Bisher konnte bei keiner anderen Alpenpflanze Eistoleranz in den Blühorganen festgestellt werden“, bestätigt Neuner. „Warum das so ist, wird derzeit noch nicht verstanden.“
Untersucht wird der Gletscherhahnenfuß, wo er in der Natur wächst, dort gefriert er bei -2,6 Grad Celsius. Im Labor nachgestellt muss man den Hahnenfuß sogar auf -5 Grad Celsius herunterkühlen, damit sich Eiskristalle bilden. Reines Wasser kann in Tröpfchenform sogar bei bis zu -38,5 Grad Celsius flüssig bleiben. „Bei höheren Gefriertemperaturen braucht es in der Regel heterogene Eiskeime für die Eisbildung“, erklärt der Botaniker.
Foto: Johanna Neuner.
Immergrüne Nadelbäume
Die bekanntesten Evergreens der Pflanzenwelt sind wohl die Nadelbäume. Wie der Mechanismus hinter der Frosthärte von (den meisten) Nadelbäumen funktioniert, ist nicht bekannt. Man vermutet allerdings, dass es an der Struktur der Nadeln liegt.
Bestimmte Nadeln bestehen innerlich aus einem zentralen Zylinder und sogenannten Armpalisarden. „Experimentelle Befunde aus unserem Labor legen nahe, dass diese strukturellen Besonderheiten der Koniferennadeln Teil der Frosthärte sind“, sagt Neuner. „Wie sich Zellwandbaueigenschaften auf die Frosthärte und Entwässerungsbereitschaft von Zellen auswirken, untersuchen wir derzeit in einem laufenden FWF-Forschungsprojekt.“
Wer nach dieser Lektüre aber glaubt, er könne sich auch im Winter einen grünen Garten halten, indem er Gletscherhahnenfuß pflanzt, der hat falsch gedacht. Hochalpine Pflanzen frieren nicht nur nicht so schnell ein, sie brauchen den kalten Boden auch zum Wachsen.
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Foto: Fotografenfoto.
