Grüne Branche

Bahnbrechendes Forschungsergebnis?

Pflanzen binden Stickstoffmonoxid
Haben Wissenschaftler ein neues Argument für mehr Stadtgrün gefunden?

Wer Stickstoffmonoxid sagt, denkt sofort an Autos. Das Umweltbundesamt geht von 1,3 Millionen Tonnen Stickstoffemissionen* pro Jahr aus. Hilfe, sagt der Mensch – und was sagt der Baum?
Bei der Fotosynthese spalten Pflanzen CO2 in C und O auf, produzieren Sauerstoff und nutzen Kohlenstoff für ihren Stoffwechsel. Bei Stickoxiden gestaltet sich das schon schwieriger. Hier können jedoch neue Erkenntnisse des Helmholtz Instituts München für frohe Botschaft in den Baumschulen sorgen: Die Forscher fanden jetzt heraus, dass Pflanzen mit Hilfe pflanzlicher Hämoglobine auch Stickstoffmonoxid NO direkt aus der Luft aufnehmen können und anschließend in ihren Stoffwechsel einbinden.

Stickstoffmonoxid scheint für sie nicht giftig, sondern ganz im Gegenteil das Pflanzenwachstum zu verbessern. Und es liege nahe, dass das auch für Bäume gelte, antworteten die Wissenschaftler auf Anfrage der Deutschen Baumschule.

Bisher ging man davon aus, dass NO aus der Luft für Pflanzen nicht verfügbar ist. Nun jedoch fanden Forscher am Helmholtz Zentrum München** heraus, dass Pflanzen NO direkt aus der Luft aufnehmen und anschließend in ihren Stoffwechsel einbinden.

Mechanismus wohl weit verbreitet
„Wir konnten beobachten, dass hohe Mengen an Stickstoffmonoxid bei Pflanzen nicht toxisch waren, sondern das Pflanzenwachstum sogar verbesserten“, sagt Dr. Christian Lindermayr, Gruppenleiter am Institut für Biochemische Pflanzenpathologie (BIOP). Der Mechanismus sei vermutlich entstanden, um Pflanzen an Stickstoffmangel-Standorten ein Überleben zu sichern, so Dr. Gitto Kuruthukulangarakoola vom BIOP, Erstautor der Studie.

Für die Luftqualität in Städten mit hohen Stickstoffkonzentrationen könnte diese Eigenschaft der Pflanzen wesentlich zur Reduzierung von NO und damit zu einer verbesserten Luftqualität beitragen. Diese Erkenntnis könne für künftige Städteplanung in Ballungsgebieten eine Rolle spielen und dort zu besseren Lebensbedingungen beitragen, so die Autoren.

Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten wurden vor kurzem im Wissenschaftsjournal „Plant, Cell & Environment“ veröffentlicht.

 Die Untersuchungen wurden bislang nur mit Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) durchgeführt, doch Dr. Lindermayr hält es für wahrscheinlich, dass der Mechanismus der NO-Bindung bei Pflanzen weit verbreitet ist: „Da die pflanzlichen ‘Hämoglobine’ bereits in einigen Nutzpflanzen und auch Bäumen gefunden wurden, kann davon ausgegangen werden, dass auch dort eine Stickstoffmonoxid-Fixierung möglich ist.“

Auch Unterschiede innerhalb verschiedener Pflanzenarten seien denkbar – dieser Frage möchten die Wissenschaftler gerne in Zukunft im Detail nachgehen.
Helmholtz Zentrum München/db

 

Original-Publikation: Kuruthukulangarakoola, G.T. et al.: Nitric oxide-‧fixation by non-symbiotic hemoglobin proteins in Arabidopsis thaliana under N-limited conditions. Plant, Cell & Environment, 2016 May 31. doi: 10.1111/pce.12773. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.12773/full.

*http://www.umweltbundesamt.de/daten/luftbelastung/luftschadstoff-emissionen-in-deutschland

**Beteiligt waren das Institut für Biochemische Pflanzenpathologie (BIOP), die Abteilung für Experimentelle Umweltsimulation (EUS) und die Abteilung für Analytische BioGeoChemie (BGC)