A7 Störung der Tropismen

Thema

Unter normalen Bedingungen beruhen Pflanzentropismen und -bewegungen auf einer zweistufigen Kette: Zunächst nimmt die Pflanze ein physikalisches Signal wahr, das sie orientiert – Licht, Schwerkraft oder mechanischer Kontakt – und anschließend setzt ein Reaktionsmechanismus dieses Signal in eine effektive Neuausrichtung ihres Wachstums oder ihrer Position um. Der polare Auxintransport befördert das Auxinhormon zu der Seite der Pflanze, die stärker wachsen soll, und erzeugt so Tropismen. Der Pulvinus-Turgor hingegen verändert den Innendruck des Pulvinus, um Blätter und Blattstiele zu falten oder zu entfalten und so Bewegungen zu erzeugen. Pflanzentropismen und -bewegungen werden gestört, wenn eine dieser beiden Stufen versagt: wenn das orientierende physikalische Signal abnormal ist oder wenn der Reaktionsmechanismus, der es in Wachstum oder Bewegung umsetzt, nicht richtig funktioniert.

Wenn das physikalische Signal, das Tropismen und Bewegungen steuert, abnormal eintrifft, liegt das Problem in der Detektion dieses Signals: Eine Mutation in den Photorezeptoren – Phototropinen oder Phytochromen – verhindert, dass die Pflanze das Lichtsignal korrekt wahrnimmt, und Mikrogravitation eliminiert oder verzerrt das Schwerkraftsignal, das die Pflanze normalerweise zur Steuerung ihres Wachstums nutzt. In beiden Fällen trifft das physikalische Signal, das Tropismen steuern soll, verändert oder gar nicht ein, und der darauf basierende Reaktionsmechanismus erhält kein korrektes Signal, um eine Neuausrichtung des Wachstums zu bewirken.

Ist der Reaktionsmechanismus hingegen dysfunktional, tritt das Problem selbst dann auf, wenn das physikalische Signal korrekt detektiert wird: Hormonelle Ungleichgewichte – ein Überschuss an Ethylen oder ein Mangel an Auxin – verändern direkt den polaren Auxintransport, und eine Mutation in den PIN-Proteinen, die Auxin innerhalb der Pflanze von einer Zelle zur anderen transportieren, hat denselben Effekt auf den polaren Auxintransport, selbst wenn das physikalische Signal intakt ist. Ebenso verändert eine mechanische Beschädigung des Pulvinus dessen Turgor direkt, sodass der Pulvinus, selbst wenn die Pflanze das mechanische Kontaktsignal korrekt wahrnimmt, dieses Signal nicht mehr in die normalerweise durch Bewegung hervorgerufene interne Druckänderung umsetzen kann.

Kurz gesagt, die Tropismen und Bewegungen der Pflanze werden auf zwei unterschiedliche Arten gestört, jedoch mit demselben Endergebnis: Ist das physikalische Signal von Licht, Schwerkraft oder mechanischem Kontakt abnormal, hat der Reaktionsmechanismus nichts, was er umsetzen könnte; und wenn der polare Auxintransport oder der Turgor des Pulvinus gestört ist, kann der Reaktionsmechanismus selbst ein korrektes physikalisches Signal nicht umsetzen. In beiden Fällen verliert die Pflanze die Fähigkeit, ihr Wachstum durch Tropismen umzulenken oder ihre Blätter und Blattstiele durch Bewegung neu zu positionieren.

ID:766