Biomechanische Eigenschaften der pflanzlichen Cuticula

• Applicant: Professor Dr. Christoph Neinhuis
• Subject Area: Plant Biochemistry and Biophysics
• Term: from 1997 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5375815

Die Cuticula stellt die äußerste Grenzschicht aller primären Organe einer Pflanze zu ihrer Umwelt dar. Sie wird von der Epidermis als hochkomplexe extrazelluläre Membran gebildet und ist ein chemisch variables, polymerartiges Verbundmaterial. Als multifunktionelle Grenzschicht übernimmt sie neben dem Schutz vor unkontrolliertem Wasserverlust eine Vielzahl wichtiger Aufgaben. Nach unserer Hypothese kann eine davon die Funktion des stabilisierenden Strukturelementes sein. So gibt es zahlreiche Pflanzen bzw. Organe mit nur gering ausgebildeten internen Festigungsgeweben, aber dicken Cuticeln. Die wenigen vorliegenden Studien inklusive der eigenen zeigen, daß die Cuticula hier als Widerlager für den Turgordruck und somit als stabilisierende Größe fungiert. Damit zusammenhängend kann die z.T. enorme Mächtigkeit der Cuticula, die nicht mit dem Austrocknungsschutz korreliert, funktionell erklärt werden. Ebenso wichtig ist die Dynamik der mechanischen Eigenschaften während der pflanzlichen Morphogenese in Bezug auf den cuticularen Wassergehalt sowie die chemische Zusammensetzung. Kernpunkt der Studien bleiben ingenieurwissenschaftliche Methoden zur Bestimmung von mechanischen Kenngrößen, die durch weitere Analysemethoden ergänzt werden.

• DFG Programme: Research Grants