Jeder erfahrene Grower weiss: Pflanzen sind alles andere als wehrlos. Trichome, Harze, Bitterstoffe – die Natur hat im Lauf der Evolution unzählige Strategien entwickelt, um Fressfeinde fernzuhalten. Wie alt diese Strategien tatsächlich sind, zeigt jetzt eine Studie, die im August 2026 im Fachjournal Development erschienen ist: Ein zentraler Mechanismus der pflanzlichen Zellorganisation lässt sich bis zu den frühesten Landpflanzen zurückverfolgen – rund 400 Millionen Jahre.
Ein Ordnungsprinzip mit vielen Anwendungen
Im Zentrum der Studie steht ein Entwicklungsprinzip namens laterale Hemmung. Dahinter steckt eine einfache Idee: Eine Zelle „informiert“ ihre direkten Nachbarn darüber, dass sie sich bereits auf einen bestimmten Zelltyp festgelegt hat, und unterdrückt so, dass die Nachbarzellen denselben Weg einschlagen. Das Resultat sind regelmässig verteilte Muster unterschiedlicher Zelltypen – ein Bauprinzip, das man in ganz unterschiedlichen Lebewesen wiederfindet, von Tieren bis zu Pflanzen.
Ein internationales Forschungsteam um Josep Mercadal, Postdoktorand in der Arbeitsgruppe von Pau Formosa-Jordan am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln, wollte wissen, wie weit dieses Prinzip zeitlich zurückreicht. Dafür kombinierten die Forschenden drei sehr unterschiedliche Methoden: die Untersuchung von Fossilien, den Vergleich mit heute lebenden Arten und mathematische Modellierung.
Die Hauptrolle: Ölkörperzellen in Lebermoosen
Untersucht wurden Lebermoose – eine der ältesten heute noch existierenden Linien der Landpflanzen. Im Fokus standen dabei spezialisierte Ölkörperzellen, die bei diesen Pflanzen eine wichtige Funktion in der Abwehr von Pflanzenfressern übernehmen.
Um herauszufinden, wie alt die Anordnung dieser Zellen ist, verglich das Team moderne Lebermoosarten mit aussergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien von Metzgeriothallus sharonae – einer der frühesten bekannten Lebermoosarten überhaupt. In diesen Fossilien treten die entsprechenden Zellen als klar abgrenzbare „dunkle Zellen“ hervor.
Was die Fossilien verraten
Das Ergebnis: Die dunklen Zellen in den 400 Millionen Jahre alten Fossilien sind keineswegs zufällig verteilt, sondern folgen einem regelmässigen, gleichmässig verteilten Muster – exakt jener Struktur, die für laterale Hemmung typisch ist. Für die Forschenden ein starker Hinweis darauf, dass dieser Musterbildungsmechanismus bereits bei einigen der allerersten Landpflanzen aktiv war.
Das ist deshalb bemerkenswert, weil Fossilien normalerweise keine genetischen oder molekularen Spuren konservieren. Wie ein zugrunde liegender Entwicklungsmechanismus vor Jahrhunderten von Jahrmillionen tatsächlich funktioniert hat, lässt sich daher kaum direkt nachweisen – ein Umstand, der die Erforschung der Evolution solcher Prozesse bislang deutlich erschwert hat.
Von der Zellanordnung zum Computermodell
Um diese Lücke zu schliessen, griff das Team auf computergestützte Modelle zurück. Damit liessen sich die räumlichen Muster, wie sie im fossilen Gewebe sichtbar sind, rechnerisch nachbilden. Die Modellierung zeigte: Ein vergleichsweise einfacher Mechanismus reicht aus, um das beobachtete Muster zu erklären – eine Kombination aus lokaler Aktivierung einzelner Zellen und hemmenden Signalen an die jeweiligen Nachbarzellen.
Bemerkenswert ist, dass exakt dasselbe Prinzip auch die Verteilung der Ölkörperzellen bei heute lebenden Lebermoosen wie Marchantia polymorpha erklärt. Ein Mechanismus, der über hunderte Millionen Jahre hinweg im Grundsatz erhalten geblieben ist.
Was das für die Forschung bedeutet
Die Studie liefert damit einen neuen methodischen Ansatz: Zellmuster, die in Fossilien erhalten sind, lassen sich gezielt nutzen, um Rückschlüsse auf die dahinterliegenden Entwicklungsmechanismen zu ziehen – selbst wenn keinerlei genetisches Material mehr vorhanden ist. Für die Erforschung der langfristigen Evolution pflanzlicher Zellspezialisierung eröffnet das ganz neue Möglichkeiten.
Josep Mercadal ordnet die Ergebnisse so ein: Die laterale Hemmung dürfte ein tief in der Evolution verwurzelter Mechanismus sein, der die Differenzierung pflanzlicher Zellen bereits seit den frühesten Phasen der Landpflanzen-Evolution steuert – mit direkter Bedeutung für die Entwicklung pflanzlicher Abwehrstrategien gegen Fressfeinde. Die Arbeit zeige zudem beispielhaft, wie sich aus der Kombination von Fossilfunden und moderner Modellierung neue Erkenntnisse über die Ursprünge fundamentaler biologischer Prozesse gewinnen lassen.
Ein Blick, der sich lohnt
Für uns als Growshop ist das ein schönes Beispiel dafür, wie tief die Abwehrmechanismen von Pflanzen evolutionär verankert sind – lange bevor der Mensch überhaupt angefangen hat, Pflanzen gezielt zu kultivieren. Wer seine Pflanzen versteht, weiss: Ihre Fähigkeit, sich selbst zu schützen, ist kein Zufallsprodukt, sondern das Ergebnis von hunderten Millionen Jahren Evolution.
Quelle: Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung, Köln, Pressemitteilung vom 10. August 2026, basierend auf der Studie von Mercadal et al., veröffentlicht im Fachjournal Development.