Das Orange der Herbstblätter

Es geht um Leben und Tod. Jedes Jahr aufs Neue. Haben Sie sich bei einem Spaziergang durch eine malerische Herbstlandschaft, vielleicht sogar auf dem Campus des Institute of Science and Technology Austria (ISTA), schon einmal gefragt, warum sich grüne Blätter zu wunderschönen Gelb-, Rot- und Orangetönen verfärben?

Wenn die Temperaturen sinken und die Tage kürzer werden, genießen auch Pflanzenwissenschafter:innen die Schönheit der Herbstwälder. „Während meiner Doktorarbeit war ich an der schwedischen Hochküste wandern und war beeindruckt von der überwältigenden Farbenpracht“, erinnert sich Minerva Trejo, Postdoktorandin in der Zilberman Gruppe am ISTA. „Ich war fasziniert davon, wie Pflanzen all ihre Strategien entwickelt haben, um zu überleben. Also habe ich begonnen, die genetischen Ursprünge der Blattfärbung zu erforschen.“

Im Allgemeinen besteht die Nahrung eines Baumes aus Wasser, Kohlendioxid und Licht. Durch den Prozess der Photosynthese wandelt er diese drei Bestandteile in Glukose und Sauerstoff um. Dabei ist der grüne Farbstoff Chlorophyll am Werk. Wenn jedoch weniger Licht vorhanden ist, stellen die Bäume die Photosynthese ein und speichern das Chlorophyll bis zum Frühjahr in Wurzeln, Ästen und dem Stamm. Dies hat zur Folge, dass zuvor verdeckte Pigmente zum Vorschein kommen, nämlich die gelben Xantophylle und die orangefarbenen Carotine. Darüber hinaus werden rote Anthocyane gebildet, bis die Blätter schließlich zu Boden segeln. „Der Schwerpunkt meiner Doktorarbeit war das Pflanzenchromatin“, sagt Trejo und erklärt, „Chromatin ist die gefaltete Struktur des langen DNA-Moleküls, die es kompakt genug macht, um in den winzigen Zellkern zu passen. Chromatin steuert die Entwicklung der Pflanzen. Ich habe festgestellt, dass das Chromatin in der gesamten Pflanze trotz der ganzen Nährstoffmobilisierung im letzten Lebensabschnitt eines Blattes sehr stabil bleibt – wahrscheinlich, um sicherzustellen, dass der Baum im Frühjahr wieder blühen kann. In den absterbenden Blättern hingegen dirigiert das Chromatin ein Konzert von Enzymen, die gezielt den Abbau von Chlorophyll fördern – und damit werden all die spektakulären Herbstfarben sichtbar.“