Stickstoffkreislauf: Pflanzen nehmen Luft-Stickoxide auf und verbauen sie
© Beverly Law (Ausschnitt)
Bäume verfügen über Mechanismen, mit denen sie Stickoxidverbindungen aus der Atmosphäre aufnehmen, chemisch modifizieren und in ihrem Blattgewebe verwerten, berichten Forscher der Purdue University in Lafayette. Der bislang unbekannte Stoffwechselweg binde dabei zwar womöglich kaum Stickstoff in großen Mengen, seine Entdeckung könne aber dazu führen, den Einfluss von Wäldern auf den globalen Stickstoffkreislauf neu bewerten zu müssen, meinen Paul Shepson und seine Kollegen.
Die Forscher hatten Zitterpappel-Sprösslinge im Labor mit der radioaktiv markierten Verbindung 1-Nitroxy-3-Methylbutan begast. Ähnliche organische Nitrate wie dieses entstehen in der Atmosphäre bei der Reaktion von Stickoxiden mit flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs, volatile organic compounds, etwa Isoprene), die von Pflanzen wie der Zitterpappel oft in die Umgebungsluft abgegeben werden. Schließlich analysierte Shepsons Team, dass nach der Inkubation tatsächlich radioaktive Stickstoffe aus der Nitroxyverbindung in neu gebildeten Aminosäuren der Blätter nachzuweisen waren. Die Pflanzen müssen die Verbindung daher über die Blätter aus der Luft aufgenommen und vor Ort verstoffwechselt haben.
Dies habe sie überrascht, so Shepson, da die organischen Nitrate eigentlich relativ reaktionsträge sind. Bäume könnten aber mit der neu entdeckten Variante der Stickstoffverwertung womöglich bis zu ein Prozent ihres gesamten Stickstoffbedarfs aus der Luft decken, spekulieren die Forscher. Damit könnten Wälder auch einen bislang unterschätzten Beitrag zur Bekämpfung der Atmosphärenverschmutzung mit Stickoxiden leisten, nachdem von ihnen freigesetzte VOCs mit Stickoxiden zu inkorporierbaren organischen Nitraten reagieren.
Stickstoff ist ein begrenzender Faktor für die Wachstumsprozesse von Pflanzen. Zwar ist er in der Atmosphäre reichlich vorhanden, zur Aminosäuren-Synthese kann allerdings nur Stickstoff in Form von Ammonium oder Nitrat verwendet werden. Nur Bakterien können Luftstickstoff direkt fixieren, also aus gasförmigem N2 Nitrat oder Ammonium bilden. Pflanzen gewinnen Stickstoff fast ausschließlich in Form von Nitrat aus der Erde. (jo)
Die Forscher hatten Zitterpappel-Sprösslinge im Labor mit der radioaktiv markierten Verbindung 1-Nitroxy-3-Methylbutan begast. Ähnliche organische Nitrate wie dieses entstehen in der Atmosphäre bei der Reaktion von Stickoxiden mit flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs, volatile organic compounds, etwa Isoprene), die von Pflanzen wie der Zitterpappel oft in die Umgebungsluft abgegeben werden. Schließlich analysierte Shepsons Team, dass nach der Inkubation tatsächlich radioaktive Stickstoffe aus der Nitroxyverbindung in neu gebildeten Aminosäuren der Blätter nachzuweisen waren. Die Pflanzen müssen die Verbindung daher über die Blätter aus der Luft aufgenommen und vor Ort verstoffwechselt haben.
Dies habe sie überrascht, so Shepson, da die organischen Nitrate eigentlich relativ reaktionsträge sind. Bäume könnten aber mit der neu entdeckten Variante der Stickstoffverwertung womöglich bis zu ein Prozent ihres gesamten Stickstoffbedarfs aus der Luft decken, spekulieren die Forscher. Damit könnten Wälder auch einen bislang unterschätzten Beitrag zur Bekämpfung der Atmosphärenverschmutzung mit Stickoxiden leisten, nachdem von ihnen freigesetzte VOCs mit Stickoxiden zu inkorporierbaren organischen Nitraten reagieren.
Stickstoff ist ein begrenzender Faktor für die Wachstumsprozesse von Pflanzen. Zwar ist er in der Atmosphäre reichlich vorhanden, zur Aminosäuren-Synthese kann allerdings nur Stickstoff in Form von Ammonium oder Nitrat verwendet werden. Nur Bakterien können Luftstickstoff direkt fixieren, also aus gasförmigem N2 Nitrat oder Ammonium bilden. Pflanzen gewinnen Stickstoff fast ausschließlich in Form von Nitrat aus der Erde. (jo)
Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.