Satelliten-Biologie Rottöne verraten gestresste Pflanzen

Gesunde Pflanzen leuchten, ungesunde leuchten anders. Sehen kann das nur, wer in einen bestimmten Bereich des Lichts blickt. Wissenschaftler wollen das künftig von Satelliten aus beobachten - und verstehen, wie der Klimawandel auf Pflanzen wirkt.

Forschungszentrum Jülich/ U. Rascher

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Hitze, wenig Wasser, wenig Sonnenlicht: Auch Pflanzen kennen Stress. Darauf reagieren sie mit einem ungesunden roten Leuchten, von dem das menschliche Auge bekanntermaßen nichts sieht. Ein neuer Satellit soll das Leuchten deshalb mit einem speziellen Filter fotografieren. Von den Bildern erhoffen sich Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich (FZJ) Informationen über Auswirkungen des Klimawandels.

Die Europäische Weltraumorganisation Esa soll das Messgerät Hyplant mit einem ihrer Earth-Explorer-Satelliten ins All schießen. Bislang sammeln die Wissenschaftler um Uwe Rascher vom Flugzeug aus ihre Daten.

Blatt im Glück: Zwei Abbildungen desselben Blatts - entscheidend sind die Rottöne der Aufnahme rechts
Forschungszentrum Juelich

Blatt im Glück: Zwei Abbildungen desselben Blatts - entscheidend sind die Rottöne der Aufnahme rechts

Hyplant blickt nur in einen bestimmten Bereich des Lichts, erläutert Rascher. In diesem Bereich wird das Licht der Sonne vom Sauerstoff geschluckt, übrig bleibt das rote Leuchten der Pflanzen. "Jede Pflanze leuchtet", sagt Rascher. Intensität und Farbverhältnis verraten, ob sie gestresst ist. Denn dass Blätter und Nadeln einer Pflanze grün sind, heißt noch lange nicht, dass es ihr gut geht.

Das Leuchten ist ein Nebeneffekt der Photosynthese. Solange die Pflanze atmet, leuchtet sie, dabei dominieren zwei Rottöne. Wird die Photosynthese ineffizient, leuchtet die Pflanze anders. Dabei wird einer der Rottöne dominant, und daran erkennen die Wissenschaftler, dass etwas nicht stimmt.

Dass im Winter die Photosynthese ruht, ist kein Problem für die Pflanzen. Ohne Sonnenlicht keine Photosynthese, die Pflanzen leuchten schwächer. Durch den Klimawandel könnte sich diese Phase jedoch verschieben oder verkürzen. Wer weiß, welche Pflanzen wann leuchten und wie stark, der sieht, wie es dem Planeten geht.

Feldplanung aus der Luft

Mit einem Flugzeug überflogen die Jülicher Wissenschaftler deshalb die Felder um ihr Forschungszentrum, Gebiete in der Nähe von Bonn, die Wälder der Karpaten in Tschechien und Felder und Wälder in Amerika. Felder von Zuckerrüben strahlten sie am stärksten an. Interpretieren möchte Rascher diese Ergebnisse aber noch nicht. Sagen lässt sich, dass Zuckerrüben im Herbst viel Photosynthese betreiben.

Außerdem wollen sie feststellen, ob die richtigen Nutzpflanzen am richtigen Ort angebaut werden. Welche sind für Afrika geeignet, welche für Russland? Welche haben sich eventuellen Klimaveränderungen angepasst, und welche Pflanzen können nicht mehr richtig atmen? "Wir bauen unser Getreide in irgendwelchen Gegenden an", sagt Rascher. "Aber wir wissen gar nicht, ob sie richtig angepasst sind." Das will er mit seinen Kollegen künftig beobachten, am liebsten an Bord eines "Fluorescence Explorer" (Flex) der Esa.

Bei der Weltraumorganisation gibt man sich zurückhaltend. Noch sei nicht entschieden, ob Flex den Zuschlag für einen Satelliten bekomme oder ob die Jülicher Wissenschaftler bis auf weiteres bei ihrem Flugzeug bleiben müssen.



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