Botanische Albinos: Die Wissenschaft hinter Pflanzen ohne Chlorophyll

Stellen Sie sich einen Albino vor. Woran denken Sie dabei? Die meisten Menschen stellen sich wahrscheinlich eine weiße Maus mit rosa Augen vor. Oder vielleicht ein weißes Kaninchen. Da Albinismus auch beim Menschen vorkommt, denken manche vielleicht an ein Modemodell wie Shaun Ross, einen Schwarzen mit Albinismus, der die modernen Schönheitsstandards in Frage stellt. Vielleicht noch drängender, denken andere an die Menschen mit Albinismus in Afrika, die schikaniert und getötet werden, weil man glaubt, dass ihre Körperteile eine magische Bedeutung haben.

Doch die Sache ist die: Albinismus ist kein wirklich wissenschaftlicher Begriff. Es ist ein umgangssprachlicher Begriff für Lebewesen, denen Pigmente fehlen. Das Wort Albino leitet sich aus dem Portugiesischen für „kleiner Weißer“ ab. Albo bedeutet „weiß“ und das Diminutivsuffix -ino bedeutet „klein“. Als solches gilt es gleichermaßen für Tiere und Pflanzen, denen die Farbe fehlt.

Wenn Tieren die Farbe fehlt, liegt das am Fehlen von Melanin in ihrer Haut und ihren Haaren. Wenn Pflanzen keine Farbe haben, liegt das am Fehlen von Chlorophyll. Das Fehlen von Melanin kann sich zwar auf das Überleben von Tieren auswirken, da sie durch ihre weiße Färbung für Raubtiere auffälliger und anfälliger für Krankheiten wie Hautkrebs sind, doch sind Albinos überlebensfähig und werden gelegentlich in freier Wildbahn beobachtet. (Viele weiße Tiere, die man in freier Wildbahn sieht, sind eigentlich leuzistisch; ihnen fehlt in vielen Zelltypen das Pigment, aber sie sind in der Regel mit normal gefärbten Augen zu erkennen).

Albino-Pflanzen, denen das Chlorophyll fehlt, das sie zur Herstellung von Nahrung benötigen, sterben in der Regel als Keimlinge ab, nachdem die im Samen gespeicherte Energie aufgebraucht ist. Pflanzen mit grün-weiß gefärbtem Laub oder mit ungewöhnlich weißen Blüten gelten nicht als Albinos; auch wenn ihre Färbung für eine bestimmte Art untypisch sein mag, sind diese Pflanzen dennoch in der Lage, normal Photosynthese zu betreiben.

In seltenen Fällen sind Albinopflanzen in der Lage zu überleben. Im Labor können sie mit Hilfe eines Nährbodens, der es ihnen ermöglicht, die Nährstoffe, die sie normalerweise in ihren Blättern produzieren würden, über ihre Wurzeln aufzunehmen, zu relativ großer Größe herangezogen werden, was seit dem frühen 20.

Albinismus ist relativ häufig bei Pflanzen anzutreffen, die im Labor durch androgene Mikrosporen-Embryogenese gezüchtet werden, ein Verfahren, bei dem unreife männliche Gameten mit Hitze, Gammastrahlung, Colchicin oder Ethanol behandelt und zur Bildung von Embryonen veranlasst werden, ohne dass eine passende weibliche Gamete vorhanden ist. Dieses Verfahren wird häufig bei der Entwicklung von Nutz- und Zierpflanzen wie z. B. Taglilien eingesetzt, um die Zeit zu verkürzen, die für die Vermehrung erwünschter Merkmale benötigt wird. Es ist nicht notwendig, die Pflanze zu paaren und darauf zu warten, dass sie Samen bildet, von denen viele nicht das gewünschte Merkmal aufweisen, wenn das Merkmal durch Verwendung der Gamete der Pflanze, die dieses Merkmal aufweist, isoliert werden kann.

Man nimmt an, dass die Ursache für das häufige Auftreten von Albino-Sämlingen, die aus derart behandelten Gameten gezogen werden, in einer Störung der Plastidenentwicklung liegt. In gesunden Pflanzen reifen die Protoplastiden zu Chloroplasten, die die Photosynthese betreiben. Bei Albinos reifen diese Protoplastiden nicht richtig aus. Das Auftreten von Albinos wird in diesem Zusammenhang in der Regel als etwas Schlechtes angesehen: Albino-Pflanzen und -Zierpflanzen sind außerhalb eines Labors nicht lebensfähig und daher nutzlos.

Interessanterweise kann es sich bei einem der wenigen weit verbreiteten Fälle von Albinismus bei Pflanzen in der freien Natur tatsächlich um einen Anpassungsmechanismus handeln. Küstenmammutbäume (Sequoia sempervirens), die in Kalifornien und Oregon heimisch sind, vermehren sich sowohl durch Samen als auch durch Ableger, die aus der Basis des Baumes austreiben und zu Bäumen heranwachsen. Manchmal wachsen diese Ableger zu Bäumen heran, denen die grüne Pigmentierung in den Nadeln teilweise oder ganz fehlt. Es sind etwa 400 dieser ungewöhnlichen Bäume bekannt; der erste wurde 1866 entdeckt. Obwohl sie auf den ersten Blick als eigenständige Organismen erscheinen, bleiben sie in Wirklichkeit mit der Mutterpflanze verbunden und können sogar Nährstoffe austauschen. Aus diesem Grund können die Ableger, die zu Bäumen mit Albinonadeln heranwachsen, tatsächlich das Erwachsenenalter erreichen (wenn auch in verkümmerter Form). Sie sind zwar selbst nicht in der Lage, Photosynthese zu betreiben, werden aber von der Mutterpflanze mit den nötigen Zuckern versorgt.

Während einige die Theorie aufgestellt haben, dass diese geisterhaften Mammutbäume parasitäre Anomalien sind, kaum mehr als botanische Blutegel, die nicht starten und ihr Leben damit verbringen, ihre Eltern auszusaugen, haben neue Forschungen ergeben, dass sie der Mutterpflanze tatsächlich helfen, indem sie Schwermetalle und andere Giftstoffe absorbieren. In Gebieten mit schwermetallbelasteten Böden treten sie häufiger auf, und Albino-Mammutbäume enthalten nachweislich viel mehr Metalle wie Nickel, Kadmium und Kupfer als umliegende, normal pigmentierte Bäume.

Da Mammutbäume ein hexaploides Genom haben – das heißt, sie haben sechs Kopien ihres genetischen Codes im Gegensatz zu den zwei Kopien des menschlichen Genoms – ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie Mutationen aufweisen, viel größer. Metalle können die normalen photosynthetischen Prozesse stören. In einer Studie der Universität von Colorado wurde daher spekuliert, dass diese weißen Bäume ihren gesunden Brüdern als Leber dienen, indem sie Metalle in ihrem Gewebe absondern, wo sie ihren photosynthetisierenden Eltern nicht schaden können. Diese Forschung ist zum jetzigen Zeitpunkt noch spekulativ, könnte aber, falls sie sich bewahrheitet, auch für andere Pflanzenarten von Bedeutung sein. Balsampappel, Espe, Birke und Weißfichte sowie krautige Milchkräuter bilden gelegentlich ebenfalls weißblättrige Triebe aus.

Das Phänomen tritt auch bei einigen Arten mykoheterotropher Pflanzen auf, die ihre photosynthetischen Gewohnheiten durch Nährstoffe ergänzen, die sie in einer symbiotischen Beziehung mit Wurzelpilzen produzieren. Manchmal schalten die Pflanzen spontan auf Albinismus um und überleben nur durch die Nährstoffe, die durch diese Beziehung produziert werden.

Echte Albinopflanzen werden Sie in den Gängen Ihres örtlichen Gartencenters zwar nicht finden, aber ein Züchter hat einen Mosaikmammutbaum mit weißen und grünen Nadeln entwickelt, der vielleicht bald erhältlich ist. Sie könnten bald selbst ein botanisches Gespenst beherbergen.