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Kompaktlexikon der Biologie: Samenkeimung

Samenkeimung, bei Pflanzen die sich an die Samenruhe anschließende Wachstumsphase, deren erstes sichtbares Merkmal der Durchbruch der Keimwurzel (Radicula) durch die Samenschale (Testa) ist. Ihm folgt das Erscheinen oberirdischer Pflanzenteile. Je nachdem, ob die beiden Keimblätter (Kotyledonen) der dicotyledonen Pflanzen (Dicotyledonae) nach der Keimung in der Erde verbleiben oder aber oberirdisch ergrünen, spricht man von hypogäischer K. bzw. epigäischer K. Eine Sonderstellung nehmen die einkeimblättrigen Monocotyledonae ein, deren Keimblatt in das Scutellum umgewandelt ist. Spross- und Wurzelvegetationspunkt sind zudem von Scheiden (Coleoptile, Coleorhiza) umgeben, die während der Keimung durchstoßen werden müssen.

Bei der S. werden in Bezug auf das Sonnenlicht und den darin enthaltenen Rotlichtanteil (Phytochrom) zudem zwei unterschiedliche Typen unterschieden, die als Lichtkeimer und Dunkelkeimer bezeichnet werden. Hinzu kommt, dass bei bestimmten Arten auch die Tageslänge die S. beeinflusst.

Die S. beginnt mit der Aufnahme von Wasser durch Quellung, an die sich unmittelbar eine Phase mit gesteigerter Wachstums- und Atmungsaktivität anschließt. Dies ist möglich, weil im trockenen Samen bereits Enzyme bzw. mRNA-Moleküle vorhanden sind, die nach der Wasseraufnahme sofort aktiv bzw. translatiert werden. Die erforderliche Energie wird dabei zunächst aus dem Abbau von Reservestoffen in den Speichergeweben bereitgestellt, bis die Keimlinge fotosynthetisch aktiv sind. Dabei werden Hydrolasen aktiv, welche die als Speicher dienenden Kohlenhydrate, Proteine oder Fette zu Zuckermolekülen, Aminosäuren und Nucleotiden umsetzen, die aus dem Speichergewebe in den Embryo transportiert werden. Bei Samen, in denen Fette als Reservestoffe vorkommen, findet die Synthese von Zuckern mittels Gluconeogenese statt.

Die S. wird durch verschiedene Phytohormone kontrolliert. So aktivieren Gibberelline das vegetative Wachstum des Embryos und sorgen für die Mobilisierung der gespeicherten Nährstoffe im Endosperm. Bei einer Reihe von Pflanzenarten fördert Ethylen die Samenkeimung. Abscisinsäure wirkt hingegen hemmend auf die S., indem es die Samenruhe aufrechterhält.

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  • Die Autoren

Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
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Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
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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