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Duft verrät den Gesundheitszustand von Pflanzen

Ein Forschungsteam hat ein Gerät zur Erkennung von Duftnoten entwickelt, das in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt werden könnte.

Forschern des Max-Planck-Instituts für Chemie und der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU) haben eine Methode gefunden, gefälschte Parfums zuverlässig am Geruch zu erkennen. Ob ein Parfüm echt oder gefälscht ist, verrät die sogenannte chirale Signatur des Duftes. Die Wissenschaftler sehen in der Entdeckung aber sehr breitgefächerte Anwendungsmöglichkeiten. So kann die chirale Signatur auch Auskunft darüber geben, ob eine Pflanze krank oder gesund ist. „Die neue Technik hat ein enormes Potenzial, sowohl in der Landwirtschaft als auch in der chemischen Industrie“, sagt Dr. Lykourgos Bougas von der JGU. 

Duft verändert sich bei kranken Pflanzen

Die Chiralität, die räumliche Anordnung von Atomen, ist eine häufige Eigenschaft in der Natur. Ähnlich wie die Hände des Menschen existieren viele Biomoleküle in zwei spiegelbildlichen Formen und sind nicht deckungsgleich. Dies kann sich auf die biochemische Funktion auswirken. Ein Fall sind die Emissionen von Pflanzen, die mehrere chirale Verbindungen enthalten, die natürlicherweise sowohl in der D- als auch in der L-Form vorkommen. Ein Beispiel ist das chirale Molekül Pinene, das für den charakteristischen Geruch von Kiefern und Pinien verantwortlich ist. Das Verhältnis der beiden Formen von Pinenen variiert jedoch bei Pflanzenemissionen und ist auch davon abhängig, ob eine Pflanze gesund oder geschädigt ist. Diese Abweichungen kann das von den Forschern entwickelte Gerät „erriechen“.

Erfolgreiche Tests an kranker Kiefer

Anhand einer jungen Kiefer hat das Forschungsteam gezeigt, dass sich die chirale Signatur ihrer Emissionen abrupt ändert, sobald die Pflanze beschädigt wird. Die chirale Charakteristik variiert aber auch, wenn die Pflanze unter Trockenstress leidet oder krank ist. Dieses Phänomen könnte in der Praxis genutzt werden, indem beispielsweise Kulturpflanzen kontinuierlich überwacht werden und ein Alarm anzeigt, ob die Pflanzen unter Insektenbefall, Trockenheit oder Krankheiten leiden.

Die Kooperationspartner haben das Patent für die Methode angemeldet. Damit diese leichter für die diversen Anwendungen eingesetzt werden kann, hoffen die Wissenschaftler, dass sie in Zukunft auch zu einem tragbaren Gerät weiterentwickelt wird.

Artikelbild: Das Harz, das die Kiefer zum Schutz der verletzten Stelle absondert, weist in den Gesamtemissionen der Pflanze eine charakteristische chirale Signatur auf. Foto: Lykourgos Bougas

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