Gravitationsbiologie Wenn Sonnenblumen durchdrehen

Die Wurzeln wachsen nach links, das Grüne nach rechts - an der Uni Hohenheim bringen Forscher Pflanzen ins Rotieren und simulieren Schwerelosigkeit. Ihr Ziel: grüne Wände in grauen Städten und Rohkost im Weltall.

Blume aus der Wand: Alina Schick züchtet in Hohenheim horizontal wachsende Sonnenblumen
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Blume aus der Wand: Alina Schick züchtet in Hohenheim horizontal wachsende Sonnenblumen


Schnurstracks wachsen die Sonnenblumen von Alina Schick von links nach rechts. Keine krümmt sich zum Licht - das ist in dem Gewächshaus der Universität Hohenheim ziemlich gleichmäßig verteilt. Dass die Pflanzen die Horizontale erobern und in den Raum hinein gedeihen, liegt an einer besonderen Konstruktion um die Blumentöpfe. "Durch sie nehmen die Pflanze die Schwerkraft nicht wahr - oder von allen Seiten", erklärt Biologin Schick.

Sie erforscht welche Rolle die Gravitation beim Wachstum der Pflanzen spielt. Schicks Arbeit hat ein Fernziel: Eines Tages sollen auch in der Schwerelosigkeit des Alls Pflanzen wachsen.

Die Konstruktion in der Schicks Sonnenblumen wachsen heißt Klinostat, seine Ursprungsform erfanden Forscher bereits vor gut 150 Jahren. Das Gerät rotiert den Topf horizontal um die eigene Achse. Kleine Schwerekörper wie Stärkekörner in den Pflanzenzellen, Statolithen, geraten ins Trudeln und werden je nach Tempo an die Außenwände geschleudert, oder berühren die Zellwände überhaupt nicht.

Das hebelt die Wahrnehmung der Pflanze für die natürliche Schwerkraft auf der Erde aus. Die Sonnenblume merkt nicht mehr, wo oben und unten ist, und wächst einfach geradeaus. Auch Hibiskus, Amaryllis und Gummibäume hat Schick schon erfolgreich in die Waagerechte wachsen lassen. Ein Weihnachtsstern hingegen ging ein. "Ich vermute, dass jede Pflanze eine eigene ideale Drehgeschwindigkeit hat." Vielleicht ging es dem Weihnachtsstern einfach zu schnell.

Bepflanzte Wände statt Klimaanlage

Für die Hohenheimer Forscher ist die horizontale Pflanzenzüchtung ein interdisziplinäres Projekt. Neben Biologen arbeiten Sensoriker und Physiker mit. Agraringenieur Torsten Müller interessiert vor allem die Frage der Nährstoffzufuhr und Wasserversorgung. Im Stuttgarter Gewächshaus führt ein Schlauch jedem Topf tröpfchenweise Wasser zu. In den Plastikhüllen sind dafür extra Schlitze. Die Wissenschaftler entwickeln gerade Einheiten, in denen neben Software auch ein Wassertank zur integrierten Bewässerung eingebaut wird. Das soll dann so schmuck aussehen, dass Kunden sich die Systeme an die Zimmerwand montieren.

Denn die wissenschaftliche Forschung - welche Rolle Gravitation neben Einflüssen wie Licht und Temperatur beim Pflanzenwachstum spielt oder ob das Drehen die Eigenschaften des Holzes verändert - ist nur eine Seite. Die waagerecht wachsenden Blumen sind auch ein Hingucker und passen in den Trend grüner Architektur. "Das ist in den Anfängen, gestalterisch sehr interessant", sagt der Hauptgeschäftsführer der Architektenkammer Baden-Württemberg, Hans Dieterle.

Zudem versprechen bepflanzte Wände Nutzen: Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit und Feinstaubwerte ließen sich damit regulieren. Ein Autobauer habe eine begrünte Wand sogar in einer Montagehalle eingerichtet, berichtet Dieterle. "Also da, wo es aufs Geld ankommt und nicht aufs gute Aussehen." Auch der Verband Garten-, Landschafts- und Sportplatzbau Baden-Württemberg spricht von einem Trend. "Die Leute wollen ein grünes Umfeld", sagt Vize-Chef Klaus Dobczynski.

Fernziel Weltraumpflanzen

Da kaum noch Platz in den Innenstädten bleibe, sei es nur logisch, "die Wände hochzugehen". Bislang werden die meist mit rankenden Pflanzen oder im Schichtsystem über etagenweise angebrachte Kästen begrünt. Schick sagt: "Wir wollen Pflanzen neue Räume bieten." Dazu hat sie das Unternehmen Graviplant gegründet und sucht Investoren, um in die Produktion zu gehen. Simulationen zeigen Bäume mit Stamm und Krone, die von einer Hauswand waagerecht ins Freie wachsen.

Dass das klappen kann, hat Schick schon 2009 bewiesen. In einer Waschmaschinentrommel züchtete sie einen Kirschbaum, der es immerhin auf 1,60 Meter brachte. Inzwischen sind ihre Aufbauten verfeinert und designt. Auf Messen wirbt Schick um Unterstützer und Kunden. 4000 Euro pro Baum-Einheit kalkuliert sie im Moment. Wann die ersten Bäume waagerecht von einer Häuserfront wachsen, ist noch unklar.

Schicks Projekt soll auch wissenschaftlich begleitet werden, um die Folgen für Smog und Klimatisierung nachzuweisen. Langfristig könnte die Arbeit im Weltraum Wurzeln schlagen. Auf der Raumstation Mir habe ihr Mentor Dieter Volkmann Versuche mit Pflanzen gemacht, sagt sie. "Ziel ist es irgendwann mal, in der Schwerelosigkeit anzupflanzen."

khü/dpa



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insgesamt 8 Beiträge
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armin_steiner 15.08.2014
1. Baumfällungen in der Stadt
Bevor man über waagrecht wachsende Bäume nachdenkt, sollte man erstmal die bestehenden schönen Bäume in der Stadt schützen - durch Verdichtung und hysterische Verkehrssicherungsmaßnahmen wird immer mehr gefällt, auch schöne alte Bäume!
phboerker 15.08.2014
2. Bäume
Bei Bäumen ist das statisch aber eine ganz andere Hausnummer. Der Stammdurchmesser eines Baumes folgt näherungsweise recht gut einer Hyperbel der dritten Potenz. Damit ist er hinsichtlich Materialaufwand und der zu erwartenden Biegekräfte durch Wind ideal aufgestellt. In der Horizontale wirkt die volle Schwerkraft auf den Stamm, egal, ob der Baum nun rotiert wird oder nicht. Das dürfte einiges durcheinanderbringen und die Stämme werden sehr viel kürzer und dicker werden müssen, Kronen vermutlich leichter und damit schütterer.
cassandros 15.08.2014
3. Hast du Lust, ins Klino zu gehen?
Zitat von sysopDPADie Wurzeln wachsen nach links, das Grüne nach rechts - an der Uni Hohenheim bringen Forscher Pflanzen ins Rotieren und simulieren Schwerelosigkeit. Ihr Ziel: Grüne Wände in grauen Städten und Rohkost im Weltall. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/gravitationsbiologie-pflanzen-erobern-die-horizontale-a-986272.html
Ein spektakulärer Forschungsansatz .... der übrigens kürzlich 200. Geburtstag hatte: "1806 stellte der britische Physiologe A. KNIGHT durch einen entscheidenden Versuch klar, daß die Richtung des Wurzelwachstums von der Schwerkraft (Gravitation der Erde) gesteuert wird: Er befestigte Keimlinge auf einem senkrecht stehenden Rad, welches er durch ein kleines Mühlrad von einem rasch fließenden Bach um seine horizontale Achse drehen ließ. Durch die Drehung kam die Zentrifugalkraft zur Wirkung. ..." - http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d32/32c.htm Seit Ende des 19. Jh. benutzt man Klinostaten: - https://www.uni-marburg.de/fb17/fachgebiete/pflanzenphysio/pflanzenphysiologie_I/forschung/graviperzeption/seite08
bafibo 15.08.2014
4. Zudem ist schwer vorstellbar
Zitat von phboerkerBei Bäumen ist das statisch aber eine ganz andere Hausnummer. Der Stammdurchmesser eines Baumes folgt näherungsweise recht gut einer Hyperbel der dritten Potenz. Damit ist er hinsichtlich Materialaufwand und der zu erwartenden Biegekräfte durch Wind ideal aufgestellt. In der Horizontale wirkt die volle Schwerkraft auf den Stamm, egal, ob der Baum nun rotiert wird oder nicht. Das dürfte einiges durcheinanderbringen und die Stämme werden sehr viel kürzer und dicker werden müssen, Kronen vermutlich leichter und damit schütterer.
wo Bäume sinnvollerweise horizontal wachsen sollten. Von normalen Reihenhäusern jedenfalls nicht- das gibt nicht nur irgendwann Probleme mit der Statik des Hauses, auch der Platzverbrauch als Abstand von der Hauswand ist im Gegensatz zu einem Efeubewuchs nicht mehr im vernachlässigbaren Bereich. Besser dürften Büsche funktionieren - aber auch die wird man beschneiden müssen.
kumi-ori 15.08.2014
5. Das eina hat ja mit dem anderen überhaupt nichts zu tun ...
Zitat von armin_steinerBevor man über waagrecht wachsende Bäume nachdenkt, sollte man erstmal die bestehenden schönen Bäume in der Stadt schützen - durch Verdichtung und hysterische Verkehrssicherungsmaßnahmen wird immer mehr gefällt, auch schöne alte Bäume!
... und Bäume bekommen Sie so leicht ohnehin nicht gefällt und letzten Endes ist das ja auch irgendwo eine Abwägungssache. Wenn fünfzig Menschen unter der Brücke wohnen müssen, weil wegen eines Baums ihr Haus nicht gebaut werden kann, dann ist das auch nicht gerechtfertigt. In Deutschland herrscht nunmal krasse Wohnungsnot und der Mensch geht vor. Schließlich gibt es ja Möglichkeiten, anderswo Bäume in Massen zu pflanzen und zusammenhängende Wälder halte ich für viel sinnvoller als irgendwelche Einzelbäume in der Stadt
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