• kurzfristig: Bewegungen Differenzierung von Organen (Blüten, Blätter) Anpassungen des Stoffwechsels
• langfristig: Entwicklung angepaßter Organe (Wurzel, Sproß)
Pflanze und Umwelt Gravitropismus:
• Positiv: Wurzel • Negativ: Sproß
Statolithenhypothese: Ausbildung von Druck auf die Zellunterseite durch spezielle Plastiden
Pflanze und Umwelt
Bewegungsformen • Tropismen: Krümmungsbewegungen - auf einen Reiz hin (positiv) - von einem Reiz weg (negativ) Phototropismus: Licht Gravitropismus: Erdanziehungskraft
Thigmotropismus: Berührung
Pflanze und Umwelt
Bewegungsformen Nastien: -durch äußeren Faktor ausgelöste Bewegungen -ohne Bezug zur Richtung des Reizes
Mechanismus: meist Turgor-Änderungen Beispiel: Schließzellenbewegung
Pflanze und Umwelt
Seismonastie: Mimosa pudica
Schnelle Blattbewegung: Berührung als Reiz Mechanismus: Turgor-Änderung bei motorischen Geweben (Pulvini)
Reizleitung:
durch Aktionspotentiale (+chemische Signale?)
>1cm/sec!
Pflanze und Umwelt
Phototropismus und die Entdeckung der Phytohormone
Ein Stück Wissenschaftsgeschichte
(s.Campbell)
Pflanze und Umwelt
Phototropismus: • Versuche von Darwin (1880): - Spitze der Pflanze nimmt Lichtreiz auf - Es muß ein weitergeleitetes Signal existieren
• Versuche von Boysen-Jensen (1913) - Das Signal ist eine in der Pflanze
bewegliche Substanz
• Versuche von Went (1926) - Identifizierung eines Botenstoffes: Auxin
Pflanze und Umwelt
Auxin: Botensubstanz bei Phototropismus Phytohormon - wirksam in geringen Mengen - Synthese- und Wirkort nicht identisch >Transport nötig!
Pflanze und Umwelt
Wechselwirkung von Hormonen: Apikaldominanz
Auxin: - produziert in Apikalknospe - hemmt Achselknospen
Cytokinine: - produziert in der Wurzel - fördern Axelknospen Wurzel-nahe Achselknospen keimen aus
Pflanze und Umwelt Gibberelline:
als Pilztoxine entdeckt Reis-Krankheit der„verrückten Keimlinge“ (Bakanae)
Später als pflanzeneigene Stoffe identifiziert, wichtige Pflanzenhormone!
Pflanze und Umwelt Gibberelline: Breiter Einsatz in der Landwirtschaft:
• Fruchtreife • Kernlose Trauben! • Wachstumsförderung in Baumschulen etc
Biotechnologische Produktion mit dem Pilz Gibberela fujikuroi
Pflanze und Umwelt
Wechselwirkung von Hormonen: Laubabwurf
Ziel: Verringerung der Oberfläche für die Winter–(=Trocken-)Periode Verfahren: - Auslagerung von Speicherstoffen - Ausbildung eines Trenngewebes Steuerung: Verschiebung des Gleichgewichtes von Ethylen und Auxin Ethylen wird dominant
Übersicht der Pflanzenhormone
Pflanze und Umwelt
Photoperiodismus:
physiologische Reaktion auf die Tageslänge
Kurztagspflanzen: blühen im Herbst/Winter (Chrysanthemen, Weihnachtssterne)
Langtagpflanzen: blühen im Frühling/Sommer
Eigentlicher Auslöser: kritische Nachtlänge
Pflanze und Umwelt
Photoperiodismus:
physiologische Reaktion auf die Tageslänge
Effektiver Reiz: die Qualität /Wellenlänge des Lichtes
Rezeptor: das Phytochromsystem
Pflanze und Umwelt Stressreaktionen Pflanzen können -vor allem durch ihr Hormonsystemauf Stress-Situationen reagieren : - Trockenheit - erhöhte Salzbelastung - Hitze / Kälte - Pathogenbefall
Pflanze und Umwelt Reaktion auf Pathogenbefall Lokal: -induzierte chemische Abwehr - Ausbildung mechanischer Barrieren -„Selbstmord“ befallener Zellen („Hypersensitive Antwort“)
-Alarmierung des gesamten Abwehrsystems (systemisch erworbene Resistenz)
Pflanze und Umwelt Signalaufnahme und Verarbeitung Pflanzliche Signalketten
Aufgebaut wie in tierischen Systemen: - Rezeptoren in der Zellmembran - Weiterleitung des Signals durch u.a. Proteinkinasen - Aktivierung von Zielgenen durch Transkriptionsfaktoren
