Die Sonne im Fichtenwald: Die gemeine Fichte nutzt ein anderes Protein als andere Landpflanzen, um Energie aus ihr zu gewinnen. Bildrechte: imago/imagebroker

Wissen News Uni Halle: Fichten setzen bei der Fotosynthese auf ein Algenprotein

15. September 2023, 14:31 Uhr

Eigentlich kommt das Protein, das Fichten für den Prozess der Fotosynthese nutzen, eher in Grünalgen vor. Andere Bäume nutzen es nicht. Warum die Gemeine Fichte es einsetzt, ist aber noch unklar.

Pflanzen gewinnen ihre Energie aus Sonnenlicht. An diesem Prozess der Fotosynthese sind zahlreiche Proteine beteiligt, die wie Zahnräder in einem komplexen Uhrwerk ineinander greifen. Doch die gemeine Fichte nutzt dafür offenbar andere Proteine als die meisten anderen Landpflanzen. Das zeigt eine gemeinsame Untersuchung von Forschenden der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und der Palacký-Universität in der Tschechischen Republik.

Da die heutigen Landpflanzen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückgehen, gehe man in der Forschung eigentlich davon aus, dass die Fotosynthese unabhängig von der jeweiligen Art auf nahezu identische Art und Weise ablaufe und deshalb auch dieselben Proteine beteiligt seien, so MLU-Forscher Panagiotis Kastritis. Doch für die gemeine Fichte scheine das nicht zu gelten: Statt des Proteins Lhcb4 nutze sie das verwandte Lichtsammelprotein Lhcb8. Doch das bilden Landpflanzen laut den Autoren der Studie eigentlich nur unter bestimmten Bedingungen. Es komme eigentlich eher bei evolutionär älteren Organismen, wie zum Beispiel Grünalgen, vor.

Bisher sei aber noch unklar, warum die gemeine Fichte auf das Algenprotein setze. Eine mögliche Erklärung könnte dem Forschungsteam zufolge sein, dass es den Pflanzen dabei helfe, sich vor zu viel Sonnenlicht zu schützen. Denn das Team fand in dem Proteinkomplex der Fichten auch verschiedene Formen von Vitamin E - einer wichtigen Antioxdanzie in Pflanzen, die dabei hilft, das Erbgut vor den Folgen von zu viel Licht zu schützen. In anderen Landpflanzen gebe es das nicht, so das Team. Unklar sei außerdem, wie die Fichten dazu kamen, das Lhcb8-Protein zu bilden. Auch das müsse in Folgestudien näher untesucht werden.

Link zur Studie

Opatíková M. et al.: Cryo-EM structure of a plant photosystem II supercomplex with light-harvesting protein Lhcb8 and α-tocopherol. In: Nature Plants (2023). DOI: 10.1038/s41477-023-01483-0

(kie)