Viele abiotische Variablen Pflanzen beeinflussen, z Licht, Kohlendioxid und Wasser. Einer der wichtigsten dieser nicht-biotischen Faktoren ist die Temperatur. Nun, angesichts seiner Bedeutung könnte man annehmen, dass es genau und korrekt aufgezeichnet wurde. Leider ist das nicht immer der Fall. Nehmen Sie zum Beispiel die Temperatur des Meristems (symbolisiert als TMeristem), das für die Entwicklung der Pflanzen wichtig ist. Für einen so entscheidenden Aspekt der Pflanzenbiologie haben sich Studien weitgehend auf die Messung der Temperatur der die Pflanze umgebenden Luft verlassen (TLuft). TLuft wird gemessen, weil angenommen wird, dass sie die Meristemtemperatur darstellt, weil Pflanzen es sind Poikilothermen (Organismen, deren „innere Temperatur erheblich schwankt … Normalerweise ist die Schwankung eine Folge von Schwankungen der Umgebungstemperatur“). Auch wenn diese Annahme vernünftig erscheinen mag – und sie erspart dem angehenden Forscher die Mühe, die zig Schichten sich entwickelnder Blätter usw. zu durchdringen, die das apikale Meristem umhüllen können, ist es nichtsdestotrotz eine Annahme. Und die Richtigkeit von Annahmen muss getestet werden, das heißt was Andreas Savvides et al. tat. Ratet mal, was sie gefunden haben! Das ist richtig: TMeristem unterschied sich von TLuft – zwischen –2.6 und 3.8 °C bei Tomaten und –4.1 und 3.0 °C bei Gurken(!). Wie das Team abschließend feststellt, „um das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen richtig mit der Temperatur zu verknüpfen … TMeristem sollte stattdessen verwendet werden TLuft'.
Wenn Sie jetzt daran interessiert sind, Temperaturen in Zellen zu messen, möchten Sie vielleicht das Nanometer-Thermometer erkunden, das von entwickelt wurde G. Kucsko et al. Durch die Quantenmanipulation von Stickstoffleerstellen (NV)-Farbzentren in Diamant-Nanokristallen kann es Temperaturschwankungen von nur 44 mK (!) erkennen und die lokale thermische Umgebung auf Längenskalen von nur 200 nm (!!) messen. Oder, wenn Sie einen biologischeren Ansatz wünschen, sehen Sie sich den genetisch codierten Sensor an, der grün fluoreszierendes Protein mit einem daraus abgeleiteten Thermosensor-Protein fusioniert Salmonellen, wie gezeigt von Shigeki Kiyonaka et al. Obwohl der Beweis dieses besonderen Prinzips mit der Thermogenese in den ikonischen Mitochondrien demonstriert wurde braune Adipozyten (und dem etwas weniger ikonischen endoplasmatischen Retikulum von Myotuben) könnte das Team dieses Phänomen in anderen lebenden Zellen untersuchen. Vielleicht sogar innerhalb der Zapfenzellen tropischer Palmfarne, die einen beeindruckenden Temperaturanstieg erfahren, Wobei TKegel kann deutlich größer sein TLuft. In Anbetracht Besorgnis über globale Temperaturänderungen und Auswirkungen der Temperatur zur Regulierung wirtschaftlich wichtiger Prozesse wie Blüte, genaue Temperaturinformationen in Pflanze – und eine Einschätzung der Temperatur, auf die Pflanzen tatsächlich reagieren – wird wahrscheinlich immer wichtiger.
[Für einen nützlichen Satz zusammenfassender Folien Savvids et al.'s Arbeit finden Sie unter slideshare.net. Für eine weniger physikorientierte Interpretation der Natur Artikel zur Nanoskalen-Thermometrie Probieren Sie den Begleitartikel aus 'News and Views' Artikel von Konstantin Sokolov – Hrsg.].
