Welche Chemikalien und Strukturen steuern die *Richtung* des Pflanzenwachstums in Blättern, Stängeln und Wurzeln?

TEIL 1 : Phototropismus

Die Bewegung von Pflanzentrieben in Richtung Licht wird als Phototropismus bezeichnet. Dieser Prozess wird hauptsächlich durch das blaue Licht angeregt. Der beteiligte Photorezeptor heißt Phot1 (Phototropin 1) oder JK244 .

Auxine wie IAA (Indolessigsäure) sind Pflanzenhormone, die im Meristem stark exprimiert werden und das Sprosswachstum verursachen. Bei Beleuchtung bewirkt dieses Phototropin durch derzeit unbekannte Botenstoffe eine Hemmung des polaren Auxintransports in der beleuchteten Seite. Dadurch wächst die nicht beleuchtete Seite stärker und beugt so die Pflanze zum Licht hin.

Das Bild stellt ein älteres Modell dar, das eine seitliche Bewegung von Auxin vorschlug. Der im letzten Absatz erwähnte Mechanismus ist das derzeit akzeptierte Modell. Die folgende Abbildung zeigt den „polaren Auxintransport“

Einzelheiten finden Sie in dieser netten Übersicht über Phototropismus.

TEIL 2 : Geotropismus und Hydrotropismus

Geotropismus oder Gravitropismus ist die Bewegung der Wurzeln in Richtung Erde (Schwerkraft) und Hydrotropismus ist die Bewegung der Wurzeln in Richtung Wasser. Beide Phänomene interagieren miteinander und haben einige gemeinsame Pfade. Aber Hydrotropismus kann den Geotropismus hemmen, und es zeigt sich unter Bedingungen, wenn die Wurzel in Richtung einer benachbarten Wasserquelle geht.

Die Ethylen- und Auxin-Signalübertragung ist sowohl beim Geotropismus als auch beim Hydrotropismus am Wurzelwachstum beteiligt. Beim Geotropismus wird das Auxin durch Statolithen (clusterte und membrangebundene Stärkekörner) in den Amyloplasten stimuliert – den Organellen, die Stärke speichern. Das Modell legt nahe, dass sich Amyloplst unter dem Einfluss der Schwerkraft absetzt und dadurch den polaren Auxintransport beeinflusst (die zweite Abbildung zeigt zufällig den polaren Auxintransport im Geotropismus).

Der genaue Feuchtigkeitssensor ist unbekannt, aber Abscissinsäure (ABA), die für ihre Beteiligung an der Trockenheitstoleranz bekannt ist, beeinflusst bekanntermaßen den Hydrotropismus.

MIZ1/2 sind einige Proteine, die einzigartig am Hydrotropismus beteiligt sind.

Beide Wege sind auf Calcium als sekundären Botenstoff angewiesen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Wege nicht so klar sind wie die des Phototropismus.

Bezug:

1. http://www.academicjournals.org/ajar/pdf/Pdf2006/Nov/Dexian%20and%20South.pdf
2. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1360138504002717
3. http://www.plantphysiol.org/content/133/4/1677.full

Ihre Aussage ist teilweise richtig, aber nicht ganz.

Als tierischer Embryo bildet sich bereits der noch geschlossene Samen mit der Unterscheidung zwischen Wurzel, Stengel und Blättern. Winzig, aber schon gibt es.

Der gesamte Rest des Samens (in diesem Fall zwei Keimblätter) ist eine Art Futterteig und dient dem Sämling als Nahrungsreserve bis zum Zeitpunkt der Bewurzelung und dem Erreichen der Energieunabhängigkeit.

Als Tiere sucht die Pflanze vor allem Wasser. Der erste Bedarf an Wasser wird durch die Notwendigkeit bestimmt, die Haut zu brechen, die den Samen verschließt. Wenn kein Wasser vorhanden ist, trocknet der Samen und keimt nicht.

Wenn es das Wasser "fühlt", trinkt der Samen, quillt auf und die Haut bricht zusammen. In diesem Stadium können wir auch sagen, dass der Samen weiß, wo er Wasser finden kann. Ich glaube nicht, dass es sich dabei um Studien zur Wahrnehmung von Höhen und Tiefen (Orientierung) handelt. An Ufern von Flüssen und Seen kann die Saat auch über sich selbst günstigen Boden finden.

Die Richtung des Wassers bestimmt eine Anstrengung, die auch dazu führen kann, dass der Samen in die richtige Position gedreht wird, um die Wurzel in Richtung Wasser (und Erde) zu emittieren. In dieser Zeit „frisst“ der Embryo die im Samen enthaltenen Nährstoffreserven.

Dann genau entscheiden sie, in welche Richtung sie gehen. Wenn Ort und Position stimmen, hat sich der Samen geöffnet und der zu essende Teil ist fast gegessen, dann mehr Licht. Die Wurzel wächst zunächst zu, sowohl in der Größe als auch in der Länge. Es hakt sich in den Boden ein und bildet eine feste Basis. Beginnt direkt zu trinken (und nicht durch Absorption des Samengewebes) und beginnt, den Sämling auszustoßen, typischerweise in die entgegengesetzte Richtung.

Der Sämling „fühlt“ die Lichtenergie und geht dorthin.

Ob die Pflanzen entscheidungsfähig sind oder nicht, steht noch nicht fest. Aber mir persönlich scheint es, dass eine funktionierende DNA in der Lage sein muss, jedem Subjekt zu erlauben, jede Situation (in Übereinstimmung mit seiner Struktur) auf die beste Art und Weise für sich selbst zu bewältigen.

Dies scheint für die Tiere festgestellt worden zu sein. Eine gewisse Denkfähigkeit, nämlich Entscheidungen zu treffen, ist absolut funktional in einer enormen Energieeinsparung bei der Notwendigkeit der Verschlüsselung und bei der Struktur der DNA

Ich weiß wenig über das Leben der Ameisenkolonien. Aber ich weiß alles über Bienen. Ein Schwarm, der sich vom Bienenstock löst, um eine neue Kolonie zu gründen, hält auch zwei- oder dreimal an. Schickt Scouts nach vorn, gefolgt von Architekten, und wenn der Platz stimmt, haben die Architekten ein Netzwerk, und Bienenwachs beginnt zu bauen.

Ihre Erwähnung der Ameisen reicht mir nicht aus, um Ähnlichkeiten zu finden.