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Kompaktlexikon der Biologie: Geotropismus

Geotropismus, Gravitropismus, die Bewegung von Pflanzen oder Pflanzenorganen hin zum (positiver G.) oder weg (negativer G.) vom Erdmittelpunkt. Die Sprossachse wächst dabei stets negativ geotrop, wohingegen das Wurzelwachstum positiv geotrop erfolgt. Die Wahrnehmung eines so genannten geotropischen Reizes erfolgt in Zellen der Wurzeln oder Rhizoide durch Statolithen, deren Sedimentation die Wahrnehmung der Schwerkraft ermöglicht. Bei der Armleuchteralge Chara konnten als Statolithen mit Bariumsulfat gefüllte Vesikel nachgewiesen werden, wohingegen bei höheren Pflanzen die stärkehaltigen Amyloplasten diese Funktion übernehmen. In Experimenten, bei denen Pflanzen der Schwerelosigkeit ausgesetzt waren, zeigte sich, dass sich Statolithen von der Spitze wegbewegen, sobald die Wirkung der Gravitation nachlässt. Wie die Statolithen genau innerhalb der Zelle an der Reizwahrnehmung beteiligt sind, ist bislang noch unklar. Denkbar wäre eine Interaktion (z.B. Druck) mit anderen Zellorganellen oder dem Cytoskelett, das wiederum mit der Plasmamembran in Wechselwirkung steht. In diesem Zusammenhang sind Forschungsergebnisse mit stärkelosen Arabidopsis-Mutanten interessant, deren Wurzeln normalen positiven G. zeigen. Als Signal für die Weiterleitung eines geotropen Reizes innerhalb der Pflanze wird Auxin angesehen, wobei der Schwerkraftreiz in einen Auxingradienten umgesetzt wird, der zum beobachteten Wachstum führt. ( vgl. Abb. )



Geotropismus: 1 Geotropes Wachstum bei Gräsern: Ein horizontal liegender Grashalm richtet sich nach einiger Zeit wieder auf. 2 Schematische Darstellung der geotropen Reaktion eines Keimlings: a Normallage, b,c wird der Keimling in Horizontallage gebracht, setzt nach einiger Zeit eine Krümmungsbewegung ein. 3 Die Wirkung der Erdschwerkraft (G) kann durch die Zentrifugalkraft (Z) teilweise aufgehoben werden. Legt man einen Keimling horizontal auf die Scheibe einer Zentrifuge und lässt diese rotieren, kommt es, wie im Kräfte-Parallelogramm gezeigt, zum Wachstum von Wurzeln und Spross in eine Richtung (R), die aus dem Zusammenwirken der beiden Kräfte resultiert. Ist Z größer, überwiegt horizontales Wachstum, ist G größer, richten sie sich mehr senkrecht aus

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Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
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Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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