Evolution als Flickschuster: Wie neue Gene entstehen

"Bei Mais etwa gibt es Gewebe, in denen fast ausschließlich zyklischer Elektronenfluss stattfindet. Daneben könnte man bei bestimmten einzelligen Grünalgen auch über die Manipulation des zyklischen Elektronentransports  nachdenken, um die Produktion von Wasserstoff als erneuerbare  Energieform zu verbessern", so Leister.   Foto: GerdaB./Pixelio

Bestimmte Zellbestandteile, etwa die Chloroplasten und Mitochondrien, verfügen über eigenes genetisches Material. Sie stammen von ehemals freilebenden Cyanobakterien oder Proteobakterien ab, die vor Jahrmillionen von Wirtszellen aufgenommen wurden. Mittlerweile aber liegt der Hauptteil ihres genetischen Materials im Zellkern.

In einer kürzlich in der Fachzeitschrift "Trends in Genetics" erschienenen Arbeit zeigt ein Team um Professor Dario Leister, Lehrstuhl für Botanik der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, dass durch Übernahme, Anpassung und Veränderung des genetischen Materials der Organellen neue zelluläre Gene entstehen können.

LED-Licht im Gewächshaus spart Strom und Dünger

Speziell für die Pflanzenzucht hat die Siemens-Tochter Osram Opto 
Semiconductors eine leistungsstarke tiefrote Leuchtdiode (LED) entwickelt. 
Ihre Wellenlänge von 660 Nanometer ist genau auf die Photosynthese der 
Pflanzen abgestimmt. Mit 37 Prozent Wirkungsgrad ist das Bauteil eine der 
effizientesten Lichtquellen in dieser Farbe. Daher kann bei der Beleuchtung 
gegenüber konventionellen Lampen signifikant Energie gespart werden. In 
einem Pilotprojekt in Dänemark beleuchteten etwa 50.000 LED eineAnbaufläche 
von mehreren 1.000 Quadratmetern. Der Stromverbrauch in dem
Gewächshaus sank um 40 Prozent.   Foto: Fionia Lighting A/

Speziell für die Pflanzenzucht hat die Siemens-Tochter Osram Opto Semiconductors eine leistungsstarke tiefrote Leuchtdiode (LED) entwickelt. Ihre Wellenlänge von 660 Nanometer ist genau auf die Photosynthese der Pflanzen abgestimmt. Mit 37 Prozent Wirkungsgrad ist das Bauteil eine der effizientesten Lichtquellen in dieser Farbe. Daher kann bei der Beleuchtung gegenüber konventionellen Lampen signifikant Energie gespart werden. In einem Pilotprojekt in Dänemark beleuchteten etwa 50.000 LED eine Anbaufläche von mehreren 1.000 Quadratmetern. Der Stromverbrauch in dem Gewächshaus sank um 40 Prozent.

Pflanzen verwerten fürs Wachstum nur einen Teil des sichtbaren Lichtspektrums. Die Chlorophylle, also jene Moleküle, die das Licht für die Photosynthese einfangen, absorbieren hauptsächlich tiefrotes und blaues Licht. Deshalb hat Osram Opto Semiconductors eine hocheffiziente rote LED entwickelt, deren Emissionskurve sehr gut zur spektralen Empfindlichkeit von Chlorophyll passt. Das Bauteil basiert auf der Dünnfilmtechnologie für leistungsstarke Chips. Im Gewächshaus werden Pflanzen nicht nur in einer Ebene, sondern auch übereinander angebaut. Deshalb gibt es die neue Leuchtdiode in zwei Varianten mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln. Mit 170 Grad eignet sich die Golden Dragon Plus LED für den Einsatz in Reflektorlampen zur flächigen Beleuchtung von großen Beeten. Für die so genannte Mehrlagen-Kultivierung, zum Beispiel von Salaten, ist die Oslon SSL LED mit 80 Grad Abstrahlwinkel ausgelegt. Mit LED kann man außerdem die jeweilige Wachstumsphase der Pflanze besonders gut unterstützen. Unter Rotlicht wachsen Pflanzen eher in die Länge, während blaue Strahlung beispielsweise die Bildung von Knospen fördert. Variiert man gezielt den Anteil von blauem Licht zwischen 10 und 30 Prozent, kann man Dünger und andere Chemikalien sparen.