36.8
Pflanzen können nicht vor Angreifern fliehen,
wie vor pflanzenfressenden Tieren oder Pathogenen.
Nichtsdestotrotz ist die Welt um uns herum grün.
Welche Verteidigungsmechanismen haben Pflanzen entwickelt,
um diese Angriffe abzuwehren?
Die robusten Schichten der Epidermis und andere strukturelle
Verteidigungen, wie beispielsweise Haare und Dornen,
schrecken pflanzenfressende Tiere ab – die auch Herbivoren genannt werden.
Wenn Pathogene, wie Bakterien,
die strukturellen Verteidigungssysteme überwinden,
greifen Pflanzen auf eine weitere Verteidigungslinie zurück.
Membrangebundene Rezeptoren erkennen molekulare Muster,
die die Anwesenheit eines Pathogens signalisieren.
Zum Beispiel erkennen Pflanzen das Protein Flagellin,
das für Bakterien spezifisch ist.
Das Erkennen von Flagellin löst
eine Signalkaskade in Pflanzenzellen aus,
was zu verschiedenen Immunreaktionen führt,
wie beispielsweise dem Schließen von Stomata, der Produktion
von antimikrobiellen Chemikalien, und der Verstärkung
der Zellwände.
Einige Pathogene haben die Fähigkeit entwickelt,
diese allgemeinen Pflanzenverteidigungsmechanismen
zu überwinden, indem sie Effektormoleküle injizieren, die
die Immunreaktion stören.
Als eine Gegenmaßnahme entwickelten einige Pflanzenarten
Resistenzproteine, die die Effektormoleküle auf eine
höchst spezifische Weise entdecken.
Resistenzproteine induzieren eine Signalkaskade,
die häufig zur Expression von
pathogenese-bezogenen Genen führt.
Die Entdeckung von Pathogeneffektoren
oder Signalen von Gewebeschäden kann auch
schnellen programmierten Zelltod hervorrufen, der als
die hypersensitive Reaktion bezeichnet wird, in der Nähe des Bereichs der Infektion.
Die hypersensitive Reaktion begrenzt
schnell die Verbreitung des Pathogens
durch das Initiieren von strukturellen Änderungen der Zellwände
und durch Hervorrufen einer erworbenen Resistenz.
Systemisch erworbene Resistenz ist eine langfristige Verteidigung
gegen Pathogene in Teilen der Pflanze, die
vom Ort der Infektion entfernt sind.
Herbivoren-Angriffe rufen häufig chemische Pflanzenverteidigungen hervor,
die das Verdauungssystem stören
oder die Haut der Herbivoren negativ beeinträchtigen.
Als indirekte Verteidigungsstrategie können Pflanzen
flüchtige Elemente freisetzen, die einen Parasiten anlocken, der
letztendlich den Herbivoren tötet.
Pflanzen sind eine reiche Quelle an Nährstoffen für viele Organismen, so dass sie ein Ziel für Herbivoren und infektiöse Erreger sind. Obwohl Pflanzen…
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