Die Lungen von Äpfeln und Birnen

Die Atmung von Äpfeln

Äpfel und Birnen sind Früchte, die nach ihrer Ernte noch „weiter atmen“. Um das Erntegut gesund zu halten ist ein Minimum an Sauerstoff notwendig, der die Obstzellen versorgt. Wird ein bestimmter Wert unterschritten, verfärbt sich das Obst bräunlich und die Fruchtqualität leidet. Lageräpfel- und -birnen werden daher nach der Ernte in kontrollierter Atmosphäre kühl gelagert.

Höhlen und Kanäle
Der richtige Sauerstoffgehalt für die Frucht ist das Ergebnis des komplexen Zusammenspiels zwischen Gasaustausch, Fermentation und Veratmung in der Frucht. Äpfel und Birnen haben sich dafür eigene mikroskopisch kleine Strukturen geschaffen, sich mit dem lebensnotwendigen Sauerstoff zu versorgen. Die Luftwege im Apfel haben die Form von unregelmäßigen Höhlen zwischen den Zellen, während die Birne sich mit untereinander verbundenen Kanälen weiterhilft. Das kann eine Begründung dafür sein, dass Birnen nach der Ernte weniger lagerfähig sind.
Herausgefunden haben das Forscher der Katholischen Universität im belgischen Leuven, die zusammen mit dem European Synchroton Radiation Facility (ESRF) in Grenoble erstmals dreidimensionale Bilder von den Luftwegen in Äpfeln und Birnen machen konnten. So einfach wie klingt ist das nicht, denn Birnen und Äpfel enthalten eine Menge Wasser, was die Auflösung und den Kontrast der Aufnahmen sehr schnell unscharf werden lässt. Doch haben sie es geschafft, Strukturen bis auf unter 1/1000 Millimeter „zu schießen“. Damit konnten sie die Unterscheidungen zwischen Hohlräumen und Zellstrukturen verdeutlichen. Ziel soll es sein, für jede Fruchtart die optimale Sauerstoffkonzentration zu ermitteln.
Unklar ist allerdings immer noch, wie sich die Lufträume in den Früchten bilden und warum sie zwischen Äpfeln und Birnen unterschiedlich sind, sagt Pieter Verboven, Autor der Studie in Leuven. Erklären kann er aber, warum die Birnen anfälliger bei der Lagerung sind: „Die Mikrokanäle sind zu winzig, um den Kern der Birnen dauerhaft mit Sauerstoff zu versorgen und Zellen sind ganz schnell „außer Atem“, wenn der Sauerstoffgehalt unterhalb eines bestimmten Niveaus fällt.“

Lesestoff:
Verboven, P. et al., 3-D gas exchange pathways in pome fruit characterized by synchroton X-ray computed tomography. Plant Physiol. 147: 147: 518-527, (2008)

roRo; Fotos: P. Verboven