Kalciumfosfat är en typisk komponent i tänder och ben. Det har nyligen visat sig att växter av bergnässelfamiljen också använder detta mycket hårda mineral i sina "tänder" för att försvara sig mot sina djurfiender. Botaniker vid Bonn University har nu visat att kalciumfosfat är mycket mer utbrett i växter än tidigare misstänkt. Även thal cress (Arabidopsis thaliana) använder trichomes härdade med inbrott av denna biomineral för att försvara sig mot fiender som bladlöss. Resultaten har nu publicerats online först i den vetenskapliga tidskriften " Planta ". Den tryckta versionen kommer att publiceras i januari.

Inom jordbruket betraktas ospektakulär thal -krasse (Arabidopsis thaliana) helt enkelt som en ogräs. I vetenskap, dock, växten har i årtionden varit modellorganismen i studier om genetik, molekylärbiologi och fysiologi. "Det är verkligen den mest väl undersökta växten av alla", säger professor Dr. Maximilian Weigend från Nees-Institut för växtbiologisk mångfald vid Bonn University. "Ju mer överraskande, att kalciumfosfat i spetsarna av trichomerna i Arabidopsis upptäcktes först nu. "Teamet kring prof. Weigend identifierade ämnet med hårda tänder med hjälp av elektronmikroskopet och Raman-spektroskopi.

Det faktum att "tänder" inte är begränsade till djur, men finns också i växter, hade tidigare demonstrerats av botanikerna i Bonn med hjälp av Hans-Jürgen Ensikat i familjen stenlor (Losaceae). Senare, forskarna utökade sina studier till olika andra växtorder. De kan visa närvaron av kalciumfosfatbiomineralisering i flera dussintals växtarter, t.ex., ordern Rosales, Boraginales och Brassicales - thal krasse tillhör den senare.

Bedrägligt mjuka hårstrån är vassa vapen

"Det har länge varit känt att många växter använder glasliknande kiseldioxid eller kalciumkarbonat för att stelna sina trikomer", rapporterar Adeel Mustafa från Weigend -arbetsgruppen. "Det överraskande var att mycket hårt kalciumfosfat också används av en rad olika arter och ännu inte har förbises helt tills nyligen." Dock, thal krasse saknar spektakulära taggar eller stickande hårstrån som brännässlor - som använder dem för att försvara sig mot att bläddra däggdjur som kor. I Arabidopsis är trikomerna små och jämförelsevis mjuka - bara de små spetsarna är belagda med det särskilt hårda ämnet kalciumfosfat. "Biomineralen är tydligen deponerad på exakt den plats där maximal mekanisk stabilitet krävs", förklarar Weigend.

Mikroskopisk bild visar spetsade bladlöss

Thal krasse använder sina hårstrån för att försvara sig mest mot små insekter som bladlöss. Mikroskopiska bilder visar hur de mineraliserade trikomerna representerar ett oöverstigligt hinder. Som en järnfrun, det medeltida tortyrinstrumentet, de särskilt härdade hårstråna slingrar bladlössen. "Vi har att göra med ett försvarsvapen i mikroskala, avskräcker många typer av insekter från att skada dessa växter ", säger Weigend.

"På något sätt är det förvånande att inte alla växter använder kalciumfosfat i strukturell biomineralisering, "avslutar Mustafa. Kalcium och fosfat finns nästan universellt närvarande i växter i form av andra kemiska föreningar, men användningen som biomineral är inte universell. Kiseldioxid och kalciumfosfat är mycket bättre än kalciumkarbonat - det vanligaste biomineralen totalt sett - på grund av deras mycket högre hårdhet. Möjligheten att härda hårstrån med kalciumfosfat verkar ha en genetisk grund. Weigend skisserar möjliga framtida sökämnen:"Att riva upp den genetiska grunden för produktionen av dessa försvarsvapen skulle vara nästa logiska steg. Detta skulle göra det möjligt för oss att använda dessa självförsvarande växter som modeller för uppfödning av mer insektsresistenta grödor."