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Auch Pflanzen leuchten

Fluoreszenz als Hinweis auf Photosynthese und Reifeprozesse

Nicht nur Tiere leuchten: Wer sich einmal auf die Suche nach Fluoreszenz in der Natur begeben hat, wird in allen drei großen Reichen eukaryotischer Lebewesen fündig. Viele Pilze strahlen ebenso Licht ab wie etliche Pflanzen. Letztere werden über diesen Mechanismus wie die Korallen überschüssige Strahlung los.

Chlorophyll-Fluoreszenz
Rot fluoreszierendes Chlorophyll (unten) © Dietzel65, CC-by-sa 4.0

Indiz für die Photosynthese-Aktivität

Bäume, Blumen und Co nutzen das einfallende Sonnenlicht bekanntermaßen für die Photosynthese in den Chloroplasten. Doch sie können die absorbierte Strahlungsenergie nicht immer zu 100 Prozent verwerten. Das überschüssige Licht versetzt das Chlorophyll und andere Pigmentmoleküle in einen angeregten Zustand. Fallen diese Moleküle dann wieder in den Grundzustand zurück, wird Energie in Form von Strahlung frei. Als Folge leuchten die Pflanzen – je mehr Sonneneinstrahlung nicht verwertet wird, desto stärker ist dieser Effekt.

Bestrahlt man eine Pflanze mit UV-Licht, zeigen ihre Chlorophylle zum Beispiel eine rote Fluoreszenz. Unter normalen Umständen ist die Chlorophyll-Fluoreszenz allerdings zu schwach, um für uns sichtbar zu sein. Nur hochempfindliche Spezialkameras können sie erkennen – sogar vom All aus. Mithilfe solcher Kameras beobachten Forscher das Wachstum und die Photosynthese-Aktivität der Vegetation auf der Erdoberfläche. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel die Länge der Vegetationsperiode in unterschiedlichen Regionen bestimmen.

Bananen
Reife Bananen – unter einer UV-Lampe erscheinen sie blau. © Steve Hopson, CC-by-sa 2.5

Blaue Bananen

Doch es gibt noch weitere interessante Anwendungsmöglichkeiten der pflanzlichen Fluoreszenz. Unter anderem kann das Leuchten auch Hinweise auf den Reifegrad von Obst liefern – zumindest bei Bananen. So haben Wissenschaftler vor einigen Jahren herausgefunden, dass reife Bananen unter UV-Licht blau leuchten. Besonders intensive blaue Ringe bilden sich dabei rund um abgestorbene Zellen auf der Schale. Was dort fluoresziert, ist wahrscheinlich ein Abbauprodukt des Chlorophylls.

Das Interessante: Die blaue Fluoreszenz entsteht schon, bevor die betroffenen Stellen auf der Schale sichtbar braun werden. Es leuchten immer diejenigen Zellen vermehrt, die als nächstes absterben werden. Damit gibt es eine einfache Möglichkeit, den Alterungsprozess von Bananen direkt zu beobachten. Auch bei anderen Pflanzen entstehen beim Abbau von Chlorophyll fluoreszierende Moleküle. Diese sind jedoch oftmals nicht so stabil wie bei der Banane, sondern kurzlebiger und verschwinden schnell wieder.

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Farbsignal bei der Futtersuche?

Was aber ist der eigentliche Zweck des blauen Leuchtens bei den Bananenfrüchten? Darüber können Forscher bisher nur spekulieren: „Affen und andere Tiere, die Bananen fressen, sehen Farben anders als wir Menschen“, erklärt Bernhard Kräutler, emeritierter Chemie-Professor von der Universität Innsbruck. Das Fluoreszenzsignal könnte diesen Tieren dabei helfen, reife Bananen im Dickicht des Blätterwaldes besser zu erkennen.

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Leuchtende Natur
Das Geheimnis der Biofluoreszenz

Dem Leuchten auf der Spur
Was ist Biofluoreszenz?

Fluoreszenz in der Tierwelt
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Auch Pflanzen leuchten
Fluoreszenz als Hinweis auf Photosynthese und Reifeprozesse

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Wie Fluoreszenzproteine die Wissenschaft revolutionierten

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