Neuer Mechanismus beim Pflanzenwachstum

Nun haben die Forschenden die elastischen Eigenschaften von Zellwänden an der Spitze eines Sprosses untersucht, indem sie diese unterschiedlichem zellinternen Druck aussetzten. Mittels einer speziellen Software massen sie die Änderungen der Zellformen und konnten nachverfolgen, wie verschiedene Stammzell-Regionen im Sprosstrieb auf diese Druckveränderungen reagieren und wachsen. Dabei fanden sie heraus, dass nicht alle Zellwände unter demselben Druck nachgeben: Die Wände von Stammzellen, die sich auf der Spitze eines Sprosses befinden, bewegten sich kaum – das heisst, diese Stammzellen können sich nicht differenzieren. Dies weil ihre Zellwände so beschaffen sind, dass sie sich nicht ausdehnen und wachsen können. Auch die Erhöhung des Zellinnendrucks änderte an dieser unelastischen «Stammzellen-Nische» nichts. Im Gegensatz dazu können sich Stammzellen direkt unterhalb dieser Spitze rasch vergrössern, indem sie ihre Wände lockern und am Spross Ausbuchtungen bilden, die zu vollständig ausgebildeten Blättern auswachsen.

Das heisst, dass nicht nur genetische Voraussetzungen, sondern mechanische Eigenschaften wie die unterschiedliche Elastizität der Zellwände bestimmen, an welcher Stelle sich die Stammzellen einer Pflanze differenzieren und damit das Wachstum regulieren. Ein solcher Mechanismus stabilisiert und schützt laut den Forschenden die wichtige Stammzellen-Nische vor unkontrolliertem Wachstum, etwa durch den störenden Einfluss von pflanzlichen Hormonen, die Zellwände lockern und somit Zellwachstum fördern.