Wurzeln bieten den Pflanzen nicht nur Halt im Boden, sondern schlängeln sich als wirres Netzwerk durch das Erdreich, immer auf der Suche nach Wasser und Mineralstoffen. Ausserdem dienen sie den Pflanzen als Speicher für Kohlenstoff, welches ein Hauptbestandteil von Kohlendioxid ist. Kohlendioxid, auch besser bekannt als CO2, wird von den Pflanzen aus der Atmosphäre aufgenommen und durch Fotosynthese in Sauerstoff (O2) und Kohlenstoff (C) umgewandelt. Die Korkschicht der Wurzeln binden den Kohlenstoff und verhindern, dass dieser wieder in die Atmosphäre abgegeben wird. Soweit, so unspektakulär (oder eben doch schon ziemlich spektakulär). Wie kann man aber nun diesen natürlichen Mechanismus der CO2-Fixierung verwenden, um die negativen Auswirkungen des Klimawandels zu bekämpfen?
Das Problem mit CO2 und seine guten Seiten
Kohlendioxid ist ein Gas, welches natürlicherweise in unserer Erdatmosphäre vorkommt. Doch durch die Industrialisierung und der einhergehenden Verbrennung fossiler Energieträger (wie Kohle, Erdöl und Erdgas), welche zum Heizen, Reisen und Handy aufladen benötigt werden, stieg die CO2-Konzentration in der Atmosphäre in den letzten Jahrzehnten rasant an. CO2 hat einen grossen Einfluss auf das Klima, denn es absorbiert die vom Erdboden abgegebene Wärmestrahlung, welche sonst ins All entweichen würde. Im Gegenzug gibt es wieder Wärme ab. Und zwar zurück auf den Boden. Das heisst, die Wärme kann teilweise nicht mehr von der Erde entweichen und es kommt zu der uns bekannten Erderwärmung.
Doch hat CO2 nicht nur seine schlechten Seiten, denn für das Leben das wir kennen (und unsere eigene Existenz) ist CO2 dringend notwendig. Denn alle Lebewesen benötigen Kohlenstoff für ihre Zellbestandteile und den Stoffwechsel. Gäbe es also keine Pflanzen und Algen (wie wichtig Korallen für die CO2-Filterung sind, habe ich euch in diesem Blogpost beschrieben), welche CO2 aus der Atmosphäre filtern und somit organische Kohlenstoffverbindungen synthetisieren, gäbe es nichts Lebendiges auf dieser Erde. Alles Organische was es auf diesem Planeten existiert, besteht aus diesem lebenswichtigen Element und Kohlenstoff gilt somit als Baustein des Lebens.
Gene definieren das Wachstum der Pflanzen
Wie wichtig das Zusammenspiel zwischen CO2 und Pflanzen sind, habe ich gerade erläutert. Doch ganz offensichtlich produzieren wir mit unserer Lebensweise viel zu viel CO2. Wo sollen wir mit dem ganzen Kohlendioxid hin, denn wies aussieht haben wir die CO2-Filterkapazität der Pflanzen längst überschritten. Deswegen wollen Forscher des Salk Institute for Biological Studies die natürliche Fähigkeit der Pflanzen, das CO2 einzufangen und Kohlenstoff zu speichern, verbessern und so der Klimaerwärmung den Kampf ansagen.
Ein von ihnen entdecktes Gen soll das Wurzelwachstum direkt beeinflussen. Es entscheidet also, ob eine Pflanze tief wurzelt oder ob seine Wurzeln eher nur knapp in die Erdoberfläche eindringen. Dieses Gen reguliert ein Hormon, welches Auxin genannt wird, ein natürlicher Wachstumsregulator. Auxine fördern vor allem zelluläres Streckungswachstum, sind also nicht nur für das Wurzelwachstum zuständig, sondern auch dafür dass eine Pflanze wächst und gedeiht.
Mehr Wurzeln = Weniger CO2
Durch Aktivierung bzw. Hochregulierung dieses Gens kann man dafür sorgen, dass das Hormon öfter produziert wird und folglich die Pflanze Wurzeln bilden, welche tiefer in die Erde reichen als es ursprünglich der Fall war. Die Wurzeln enthalten Suberin, auch Kork genannt, welches den Kohlenstoff bindet und über lange Zeit als Speicher dienen kann. Hat die Pflanze also längere Wurzeln, kann sie auch mehr Kohlenstoff speichern. Der Kohlenstoff wiederum kann Stickstoff, Schwefel und Phosphate binden, welche den Pflanzen als Nährstoffe dienen. Ausserdem hält der Kohlenstoff das Wasser im Boden und er trocknet weit weniger schnell aus. Damit die neuen Pflanzenarten den Pflanzen, welche als Nahrungsmittel angebaut werden, nicht das Land streitig machen, ist es das Ziel der Wissenschaftler, direkt Nutzpflanzen zu entwickeln, welche über längere Wurzeln verfügen.
Die Wissenschaft hinter diesem beachtlichen Projekt erklärt die Forscherin Joanna Chory anschaulich in ihrem TED talk, welches ich euch natürlich nicht vorenthalten will.
Die Vorteile, welche längere Wurzeln mit sich bringen
Abschliessend möchte ich euch noch einmal die Auswirkungen, dieses neu entdeckten Gens zusammenfassen. Denn ich bin der festen Überzeugung, dass die Entwicklung neuer Nutzpflanzen ein extrem starker Schlag gegen den Klimawandel und für die zukünftige Nahrungsmittelsicherung bedeuten kann. Und deshalb hier noch einmal die Vorteile längerer Wurzelstrukturen:
- Mehr CO2 kann aus der Erdatmosphäre gefiltert und gespeichert werden. So kann die Klimaerwärmung gedrosselt werden, die zuständigen Forscher gehen von einer Reduktion von 20 – 46% des überschüssigen CO2 aus.
- Der Kohlenstoff sorgt dafür, dass die Erde sich mit Nährstoffen anreichert. Die Ernteertrag ist höher und wir können mehr Lebensmittel produzieren.
- Der Boden trocknet weniger schnell aus und die längeren Wurzeln können tiefer liegende Wasserreserven erreichen.
- Die Wurzeln geben der Pflanze standhafteren Halt gegen extremere Witterungsbedingungen.
Ich hoffe die Neuentdeckung begeistert euch genauso wie mich und ich freue mich sehr, wenn ihr mir eure Meinung in den Kommentaren hinterlässt.
Quellenverzeichnis:
Titelbild von Unsplash (Marina Mazur)
Foto 1: Unsplash (Olatunde Stephen)
sciencedaily.com: Gene identified that will help develop plants to fight climate change
salk.edu: Power of Plants
