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29.01.2019

Stammzellen bilden Holz und Bast

Heidelberger Forscher fanden heraus, dass die wirtschaftlich wichtige Holzbildung von Stammzellen gesteuert wird, die abwechselnd Holz und Bast produzieren.

Aufnahme von zwei Zellklonen (in grün), die jeweils aus einer einzigen Kambium-Stammzelle stammen und sowohl zum Xylem als auch zum Phloem beigetragen haben.
Quelle: 
Dongbo Shi

Holz ist einer der wichtigsten Rohstoffe unserer Industrie. Es wird zur Energiegewinnung, als nachhaltiges Baumaterial, zur Herstellung von Papier und Bioplastik verwendet. Doch wie genau wächst und bildet sich das Holz eigentlich? Dieser Frage sind Heidelberger Forscher nachgegangen. Wie sie in der Fachzeitschrift „Development“ berichten, sind sogenannte zweigesichtige Stammzellen für die Holzbildung verantwortlich. Diese bilden nicht nur den Ausgangspunkt für die Entstehung von Holz, sondern auch für die Erzeugung von pflanzlichem Bast, indem sie sich abwechselnd zu Holz- und Bastzellen weiterentwickeln.

Das Kambium ist die Wachstumszone der Bäume

Mithilfe der Photosynthese verwandeln Bäume die Sonnenenergie in Zucker und Biomasse. Der größte Teil der Biomasse wird bei der Holzbildung gespeichert. Gebildet wird das Holz von einer dünnen Schicht Stammzellen, dem sogenannten Kambium. Dieses befindet sich direkt unter der Rinde und erzeugt neben dem Holz auch den pflanzlichen Bast, der oft in der Faserindustrie verwendet wird. „Obwohl es eine entscheidende Rolle im Stoffkreislauf der Erde spielt und wichtige Materialien für unseren täglichen Bedarf liefert, ist die Funktionsweise des Kambiums nahezu unbekannt“, sagt Thomas Greb, der am Centre for Organismal Studies die Forschungsgruppe Entwicklungsphysiologie leitet.

Marker zeigen die Doppelfunktion der Stammzellen

Um die Holzbildung nachzuvollziehen, hat das Team um Greb verschiedene Zelltypen im Kambium mit fluoreszierenden Proteinen markiert. Dadurch konnten sie deren Entwicklung verfolgen und so beobachten, dass bestimmte Zelltypen – nämlich die zweigesichtigen Stammzellen – abwechselnd Zellen für den inneren Holzteil und den äußeren Bast bilden.

Durch das bessere Verständnis der Holzbildung erhoffen sich die Forschenden, in Zukunft weitere Mechanismen der Regulation von Zelleigenschaften entschlüsseln und letztlich das Pflanzenwachstum modellieren zu können.

jmr

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