TÜberlebenskunst mit extremer Ruhe: So überstehen Pflanzensamen die Winter

Landkreis. Im Winter kann es knackig kalt werden. In Bremen wurde 1940 minus 23 Grad, in Hamburg im gleichen Jahr sogar minus 29 Grad gemessen. Tiere überstehen solche Zeiten, indem sie unter anderem ihre Aktivitäten stark zurückfahren. Winterschlaf und Winterstarre sind eine Möglichkeit. Pflanzen werfen ihre Blätter ab, sodass Eiskristalle ihr Gewebe nicht zerstören können. Auch reduzieren sie ihren Stoffwechsel auf ein Minimum. Ein Paradebeispiel für die extreme Ruhe des Stoffwechsels sind Pflanzensamen.

Samen treffen Vorsorge

Sie fahren im Winter nahezu alles auf null. Nichts regt sich, nichts bewegt sich. Damit sie unbeschadet durch den manchmal harten Winter kommen, haben sie vorgesorgt.

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Da gibt es die oft sehr feste Samenschale. Sie besteht meistens aus dicken, festen Zellen, den hammerharten Steinzellen. Zusätzlich kann die Samenschale von einem wachsartigen Gewebe umgeben sein. Kein Wasser und keine Erreger können so in den Samen eindringen und Fäulnis auslösen.

Runde Form als besonderer Schutz

Günstig ist es auch, dass viele Samen eine rundliche Form und eine glatte Oberfläche besitzen. Deshalb haben Frost und Wasser eine geringere Angriffsfläche. Im Inneren eines Samens ruht der Embryo.

Er ist arm an Wasser, Eiskristalle können sich in ihm nicht bilden. Salze, Enzyme und Frostschutzmittel wie Glycerin verhindern es zusätzlich. Dem Embryo ist genetisch einprogrammiert, in einen tiefen, monatelangen Schlaf zu verfallen. Denn er muss schlafen, um nicht unnötig Energie zu verschwenden. Die Dauer des Schlafzustandes wird von Genen gesteuert.

Löwenzahn: 68 Jahre keimfähig

Werden Samen kühl und dunkel gehalten, können sie unglaublich lange keimfähig bleiben: Samen vom Weizen können so 32 Jahre überdauern, die von Löwenzahn sogar 68 Jahre, Kornblume und Mohn zehn Jahre. So ist es zu erklären, dass es auf brach liegenden Flächen bunt blühen kann. Es sind die jahrelang ruhenden Samen der „Samenbank“ im Boden, die bei günstigen Bedingungen erwachen und keimen können.

Nach einer bestimmten Dauer von Trockenheit und winterlicher Kälte können die Gene angeschaltet werden, die den Samen erwachen lassen. Damit dieser Weckruf im Frühjahr auf bestimmte Gene einwirken kann, benötigen die meisten Samen Wärme und Wasser. Auch Licht kann helfen.

Gene werden angeschaltet

Wissenschaftler kennen diese Gene, wissen aber noch nicht genau, wie sie angeschaltet werden. Werden die Nährstoffe im Embryo aktiviert, wächst er. In der Regel wird zunächst eine Miniwurzel ausgebildet, die sich aus dem Samen herausdrückt und sofort Wasser aufnimmt. Das Wachstum des Keimlings kann beginnen.

Heute sind die Winter wärmer und werden noch wärmer werden. Steigen die winterlichen Temperaturen, ist die pflanzliche Vielfalt ernsthaft bedroht. Ernteeinbußen, so die Wissenschaft, sind sehr wahrscheinlich. Was tun? Eine Möglichkeit können Pflanzenzucht und Gentechnik bieten.

Gen-Archiv der Samen in Spitzbergen

Auf Spitzbergen wurden tief in der kalten Erde Stollen gebaut. „Global Seed Vault“ heißt dieser riesige Bunker, in dem seit 2017 Teile unserer Flora in Form von Genmaterial und Samen aufbewahrt werden. Wer weiß denn, ob wir in Zukunft dringend bestimmte Pflanzen und deren Gene benötigen? Leider droht auch diesem Archiv Gefahr, denn die globale Temperaturzunahme macht vor Spitzbergen nicht Halt. Wichtiger und sinnvoller ist es, alles gegen den Klimawandel zu unternehmen.

Serie und Buch

Was kreucht und fleucht in der Region? Wolfgang Kurtze, Vorsitzender der Lions-Naturschutz-Stiftung, schreibt über Phänomene und Kuriositäten in der Natur. Das TAGEBLATT veröffentlicht die Artikel des promovierten Biologen in loser Reihenfolge. Die erfolgreiche TAGEBLATT-Serie „Phänomene der Natur“ rückt kurzweilig Wissenswertes aus der Natur in den Mittelpunkt. Der zweite, reich illustrierte und in Jahreszeiten gegliederte Band von Wolfgang Kurtze ist für 19,90 Euro im Buchhandel erhältlich. Herausgeber ist die Lions Stiftung Stade zur Förderung des Natur- und Umweltschutzes.

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