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Photosynthese: Akustische Effekte bei Pflanzen gemessen
Frequenzanalyse (Sonagramm) der Lautimpulse bei der Photosynthese einer Wasserpflanze (Elodea canadensis). In der Horizontalen ist der Zeitverlauf der Impulsserie, in der Senkrechten das Frequenzspektrum (Copyright: Helmut Kratochvil).

Während der Photosynthese geben Wasserpflanzen akustische Schallimpulse ab. Diese haben ForscherInnen der Universität Wien um Helmut Kratochvil nun erstmals messtechnisch auswerten können. Daraus ergeben sich völlig neue Anwendungen in der Forschung: So könnten damit in Zukunft Reaktionen auf Umweltgifte erfasst oder Rückschlüsse auf innere Stoffwechselvorgänge gezogen werden.

Pflanzen geben bekannterweise bei der Photosynthese Sauerstoff ab. Bei Wasserpflanzen erfolgt dies in Form von Sauerstoffbläschen, die in regelmäßigen Serien aus den Pflanzen austreten. "Wir haben herausgefunden, dass im Moment des Austretens eines Sauerstoffbläschens aus der Pflanze ein extrem kurzer Schallimpuls entsteht. Diesen haben wir mittels Unterwassermikrophon aufgenommen und mit Schallanalyseprogrammen ausgewertet", erklärt Helmut Kratochvil vom Department für Integrative Zoologie der Universität Wien. Die ForscherInnen konnten die Zeitabstände zwischen den Impulsen extrem exakt (unter einer Millisekunde) messen – eine bislang noch nicht erreichte Genauigkeit, um die Änderungen in der Geschwindigkeit der Sauerstoffabgabe zu ermitteln.

Die Anwendungsmöglichkeiten für diese neue Mess-Methode sind vielfältig. So könnten daraus Reaktionstests auf Umweltgifte (z.B. Insektizide, chemische Belastungen) und Klimaparameter (Lichtintensität, Lichtspektrum, Temperatur) entwickelt werden. In Kombination mit anderen physiologischen Messmethoden könnten auch die bevorzugten Umweltbedingungen sowie die Extremwerte der Wasserpflanzen bestimmt werden. Ebenfalls möglich werden Rückschlüsse auf innere Stoffwechselvorgänge bei Pflanzen.

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H.G. Kratochvil, M. Pollirer: Acoustic effects during photosynthesis of aquatic plants enable new research opportunities, Scientific Reports (2017), DOI: 10.1038/srep44526
Universität Wien
http://www.nature.com/articles/srep44526

16.03.2017

 

 
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