Phytosensor-Technologie
Extrazelluläre Flüssigkeit - mehr Info Seite drucken  Seite drucken

Das Systemverhalten biologischer Systeme wird auf verschiedensten Ebenen erforscht. Die Untersuchungsfelder reichen von den Gesetzmäßigkeiten der Biogeocoenose (des Ökosystems) bis hin zum Zusammenspiel der molekularen Prozesse einer einzelnen Zelle (www.systembiologie.de).

Systemorientierte Forschung trägt dem Umstand Rechnung, dass ein Verständnis des Gesamtsystems nur erreicht werden kann, wenn das Zusammenspiel der Systemkomponenten beleuchtet wird (Bertalanffy, 1980).

 
Interaktion von Forschungsfeldern
 
 
Interaktion von Forschungsfeldern in Kombination mit der lokalen chemischen Analytik innerhalb des Blattes (entnommen aus BIOforum 3/04 mit Genehmigung des GIT-Verlags)

Von besonderem, öffentlichem Interesse ist die Belastbarkeit der jeweiligen Systeme im Hinblick auf Störfaktoren (Umweltgifte; Pathogene). Pflanzliche Systeme haben eine Lebensweise erreicht, in denen Mobilität auf ein Minimum reduziert wurde. Dies drückt sich auch auf zellulärer Ebene aus, indem beispielsweise frei bewegliche Zellen der Immunabwehr fehlen.

Dieser Verzicht auf Mobilität war nur möglich aufgrund einer außerodentlichen Plastizität (Flexibilität) des zellulären Stoffwechsels im Hinblick auf die während der Lebensspanne der Zelle zu erwartenden Stressfaktoren bzw. Pathogene. Bei der ersten Auseinandersetzung mit mikrobiellen Pathogenen laufen Abwehrprozesse somit naturgemäß in einem eng umgrenzten Bereich ab, der zumindest vorübergehend einen hohen Grad von Autonomie erreicht (Subsystem).

Lokal begrenzte Prozesse spielen auch eine entscheidende Rolle bei Heilungsreaktionen an Wundrändern und bei der Entgiftung von Luftschadstoffen in der Atemhöhle von Blättern. In Pflanzenblättern wurde mittels Mikroskopie in Verbindung mit histochemischen Verfahren ein guter Einblick in lokale Abwehrprozesse und ihre Abhängigkeit vom genetischen Inventar der beteiligten Zellen erzielt (Hueckelhoven und Kogel, 2003).

Besondere Bedeutung für dauerhafte Resistenz gegenüber Pathogenen haben chemische Umsetzungen und oxidative Polymerisationen im extrazellulären Bereich, die den Durchbruch der Zellwand verhindern (Niks und Rubiales, 2002; Hückelhoven und Kogel, 2003). Die Forschung zu den genannten Phänomenen steht vor der Aufgabe, die lokale Biochemie, das physiologische Netzwerk des jeweiligen Subsystems, in seinen stofflichen Wechselwirkungen und in seiner Dynamik zu charakterisieren.

« zurück   |   nach oben