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"Woher weiß ein Samenkorn, in welche Richtung es wachsen soll?"
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Wieso wachsen Keimblätter in der Erde nach oben?
(Ober-Ramstadt )
Bild: Unreife Gingko-Samen am Baum
Antwort:
Die meisten Samen keimen erst nach einer Keimruhe oder Keimsperre, die durch verschiedene Hemm- und Sperrmechanismen eingehalten werden kann. Zum Keimen selbst müssen die Außenfaktoren (Temperatur, Wassergehalt, Lichtintensität) so beschaffen sein, dass ein intensiver Stoffwechsel im Embryo bzw. der jungen Keimpflanze möglich ist. Das ist von den Pflanzenarten abhängig und kann sehr unterschiedlich sein. Dann werden die Reservestoffe in den Samen aufgebraucht und der Keimprozess setzt ein. Man unterscheidet Pflanzen, die mit ihren Keimblättern aus der Erde herauskommen (epigäische Keimung) und Pflanzen bei denen die Keimblätter im Boden bleiben und die Folgeblätter Fotosynthese betreiben (hypogäische Keimung).
Vom Zeitpunkt der Keimung an zeigen Wurzeln das Bestreben, abwärts zu wachsen und Sprosse das Bestreben, aufwärts zu wachsen (anisotropes Wachstum). Ein keimendes Samenkorn kann mehrfach umgedreht werden, die Wurzel richtet sich immer nach unten (abwärts). Dieses Phänomen nennt man Tropismus oder genauer Geotropismus. Das Sprosswachstum ist in erster Linie negativ geotrop, der Spross wächst auch bei völliger Dunkelheit aufwärts und Wurzeln sind dagegen positiv geotrop, sie wachsen in Richtung Erdmittelpunkt. Geotropismus heißt, dass Pflanzen ihr Wachstum in eine Bestimmte Richtung zur Erdbeschleunigung bringen.
Eine weitere Erklärung, woher Organismen die Information nach „oben“ (Spross – Blätter) und „unten“ (Wurzel) haben, ist die Polarität. Polarität ist eine bei Zellen aller Organismen übliche Erscheinung. Sie beruht im einfachsten Fall auf ungleicher Verteilung plasmatischer Komponenten in den Zellen. Eine Polarität kann auch durch äußere Faktoren, beispielsweise Licht, induziert werden. Ein schönes Beispiel nach Pfeffer ist, wenn Weidenzweige in einer klimatisierten Kammer aufgehängt werden, einen Zweig mit dem ursprünglichen Ende „oben“, der zweite Zweig mit dem ursprünglichem Ende „unten“, so bilden sich bei beiden Zweigen am ursprünglich oberen Ende Sprosse (Blätter) und am unteren Ende die Wurzeln aus.
Wenn Sie einen tieferen Einblick in die Botanik möchten, habe ich einen guten Tipp: Lesen Sie weiter auf der Webseite des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg: Botanik Online.
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Zur Person:
Christine Battmer studierte Biologie an der Georg-August-Universität Göttingen und wechselte dann in den Bereich Wissenschaftskoordination und Öffentlichkeitsarbeit. In diesem Bereich ist sie seit 2005 im XLAB tätig.
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© 2012, Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie, Göttingen |
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