Wenn Wissenschaftler über biologische Rhythmen sprechen, gehen die meisten Menschen davon aus, dass damit die inneren Uhren von Tieren gemeint sind. Innere Uhren sind jedoch nicht nur auf Säugetiere beschränkt.

Haben Sie sich jemals gefragt, ob Pflanzen schlafen? Obwohl sich das wie eine philosophische Frage anhören mag, könnten Forscher der Chronobiologie die Antwort gefunden haben. Auch wenn sich die moderne Chronobiologieforschung hauptsächlich auf Säugetiere konzentriert, wurde dieser Forschungsbereich entdeckt, als der Astronom Jean Jacques d’Ortous de Mairan feststellte, dass die Blätter der Mimosen einem täglichen Rhythmus, ähnlich dem der Menschen zu folgen schienen. Genau wie Säugetiere, besitzen Pflanzen eindeutige biologische Rhythmen sowie einen circadianen Schlaf-Wach-Zyklus.

Biologische Rhythmen von Pflanzen

Alle Organismen leben nach inneren Uhren. D’Ortous de Mairan war nicht der erste Wissenschaftler, der bei Pflanzen biologische Rhythmen entdeckte, jedoch war er der erste, der sie systematisch untersuchte. Carl Linnaeus notierte, dass sich Blumen zu vorhersehbaren Zeiten öffneten und schlossen, auch wenn sie in ein dunkles Zimmer gestellt wurden. Darwin merkte an, dass Pflanzen nachts „schlafen“ zu scheinen. Während vieles über den circadianen Rhythmus kleinerer Pflanzen bekannt ist, ist nur wenig über den circadianen Rhythmus von Bäumen bekannt. Ein Team aus Forschern aus Ungarn, Finnland und Österreich entschloss sich, mehr darüber herauszufinden, wie Bäume ihre inneren Uhren regeln.

Indem sie Laserscanner verwendeten, zeichneten die Wissenschaftler die Stellung der Bäume über Tag und Nacht auf. Sie fanden heraus, dass Bäume in der Nacht zusammenzusacken schienen, wobei sowohl ihre Äste als auch Blätter während den dunklen Stunden herunterhingen. Die Veränderungen waren gering, im Durchschnitt 10 Zentimeter, aber vorhersehbar und an die Zeit gebunden. Diese Beobachtungen blieben auch bei verschiedenen Wetterlagen und in unterschiedlichen Ländern bestehen. Noch ist nicht klar, ob diese biologischen Rhythmen von einer zellulären Uhr oder den Lichtverhältnissen abhängen, doch Bäume scheinen nachts zu schlafen.

Der Zeitpunkt des Blumendufts

Die meisten Menschen wissen, dass blühende Blumen ihre Blüten im Einklang mit der Tageszeit öffnen und schließen. Eine aktuelle Studie legt nahe, dass der Duft ebenfalls einem vorhersagbaren täglichen Rhythmus folgt. Flüchtige organische Bindungen, die von der Pflanze hergestellt werden, erzeugen den Duft. Da diese Bindungen flüchtig sind, zerstreuen sie sich schnell in der Luft und stellen einen unverwechselbaren Geruch her, der bestäubende Insekten anlockt. Dies ist für das Überleben einer Spezies sehr wichtig, weshalb es intuitiv Sinn ergibt, dass dieser Prozess streng geregelt ist.

Gene, die die Bindungen produzieren, die hinter dem Duft stecken, scheinen im Einklang mit der Zeit geregelt zu sein. Pflanzen, die Düfte entwickeln, passen diese Aktivität zeitlich so an, dass der Duft dann am stärksten ist, wenn ihre Blüten offen sind. Die DNS-Aktivität, die die organischen Bindungen herstellt, die den Duft erzeugen, ist nur dann vorhanden, wenn die Blume blüht. Da das Blühen und die Produktion des Dufts von verschiedenen Gensätzen überwacht werden, gibt es vermutlich eine angeborene circadiane Uhr, die die Prozesse zeitlich aufeinander abstimmt.

Leben entwickelte sich auf einem Planeten, der über eine Vielzahl von Rhythmen verfügt. Dazu zählen etwa Tage, Jahreszeiten und sogar Mondzyklen. Diese natürlichen Rhythmen erzeugen unterschiedliche Temperatur-, Licht- und Energieinformationen. Biologische Rhythmen entstanden, damit wir unsere Aktivität mit der Welt um uns herum koordinieren können, weshalb jede Lebensform eine innere Uhr zu haben scheint. Diese inneren Uhren zu verstehen, wird uns dem Verständnis über unsere Welt näher bringen.