Sporopollenin

Sporopollenin ist die pflanzliche Substanz, die den Baustoff des Exospors bei Sporen und der Exine von Pollenkörnern bildet. Sporopollenin ist ein hochpolymeres Heteropolymer von verwandten Biomolekülen, das von einfachen aromatischen Carbonsäuren wie p-Cumarsäure (4-Hydroxy-Zimtsäure) und langkettigen, unverzweigten Aliphaten sowie aliphatischen Polyhydroxy-Komponenten aufgebaut wird; das quervernetzte Molekülgerüst weist Ether-Brücken auf. Sporopollenin ist chemisch sehr widerstandsfähig (inert gegenüber Säuren, Basen, Lösungsmittel). Als Entstehungsweg vermutete man eine oxidative Polymerisation von Carotinoiden und Carotinoidestern. Tracer-Experimente deuten aber auf eine Beteiligung des Lipid- und Phenylpropanoid-Metabolismus bei der Biosynthese von Sporopollenin hin. Die Zusammensetzung war lange aufgrund der chemischen Robustheit unbekannt. Pollenkörner werden unter Luftabschluss nicht abgebaut und zu Mikrofossilien. Jedoch gibt es Bakterien, die Sporopollenin zersetzen.

Pollenkörner mit unterschiedlichen Oberflächen von unterschiedlichen Pflanzen: Lilium auratum mit monocolpaten Pollenkörnern; die anderen haben tricolpate Pollenkörner: Sonnenblume (Helianthus annuus), Prunkwinde (Ipomoea purpurea), Sildalcea malviflora, Nachtkerze (Oenothera fruticosa) und Rizinus (Ricinus communis).

Sporopollenin ist eine Auflagerung (Akkruste) auf die Zellwand. Die Funktion liegt vor allem im Schutz vor UV-Strahlung, nicht aber vor Austrocknung.

Vorkommen

Sporopollenin-ähnliche Substanzen (z. B. Algaenane) kommen bei einigen Luftalgen in der Gruppe der Chlorophyta vor: den Trentepohliophyceae und bei einigen Chlorococcales. Das Hauptvorkommen liegt jedoch bei den Embryophyta: den Moosen, Farnartigen und Samenpflanzen. Sporopollenin gilt als ein Schlüsselmerkmal von Landpflanzen, welches zur erfolgreichen Besiedlung von Land beitrug. Die Sporen- (später: Pollen-)widerstandsfähigkeit wurde damit erhöht. Sporopollenin kommt auch bei Armleuchteralgen (Characeae) vor, deren Entwicklungslinie als Schwestergruppe der Embryophyta gilt.

Literatur

• G. Bohne, H. Woehlecke, R. Ehwald: Water relations of the pine exine. Annals of Botany. Band 96, 2005, Seiten 201–208.
• Guido Bohne: Ausgewählte Eigenschaften des Sporopollenins der Kiefer; Dissertation, 2007, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
• J. Doyle, M. O’Leary, Pollination in Pinus, Scientific Proceedings of the Royal Dublin Society Band 21 [20], 1935, Seiten 181–191.
• Peter Sitte, Elmar Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky, Christian Körner: Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. Begründet von Eduard Strasburger. 35. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1010-X. 
• Gerhard Wagenitz: Wörterbuch der Botanik. Die Termini in ihrem historischen Zusammenhang. 2., erweiterte Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg/Berlin 2003, ISBN 3-8274-1398-2. 
• R. Wiermann, S. Gubatz: Pollen wall and sporopollenin. International Review of Cytology - a Survey of Cell Biology, Band 140, 1992, Seiten 35–72.
• R. Wiermann, F. Ahlers, I. Schmitz-Thom: Sporopollenin. In: M. Hofrichter, A. Steinbüchel: Biopolymers Band 1. Seiten 209–229, Wiley-VCH, Weinheim 2001.

Einzelnachweise

1. [1] James Dinneen: How the ‘Diamond of the Plant World’ Helped Land Plants Evolve. Quanta.org vom 19. Juli 2022.
2. Paul Kenrick & Peter R. Crane (1997): The origin and early evolution of plants on land. Nature 389, 33–39.
3. C.F. Delwiche, L.E. Graham, N. Thomson (1989): Lignin-like compounds and sporopollenin in Coleochaete, an algal model for land plant. Science 245, 399–401.