Was ist Hydrotropismus? Mechanismus und Bedeutung

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Simon Doyle

Das Hydrotropismus Es ist die Bewegung eines Organs in Bezug auf Wasser, die in Pflanzen beobachtet wurde und positiv oder negativ sein kann. Wir sprechen von positivem Hydrotropismus, wenn sich das Organ in Richtung Wasser bewegt, und negativ, wenn das Wachstum des Organs in die entgegengesetzte Richtung verläuft.

Wasser ist ein lebenswichtiges Element, da es als Verdünnungsmittel und Unterstützung für viele Reaktionen und Prozesse in der Zelle verwendet wird. Es geht jedoch ständig verloren, hauptsächlich in Form von Wasserdampf durch Evapotranspiration und andere Stoffwechselfunktionen..

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Daher ist es notwendig, das verlorene Wasser ständig zu ersetzen, da sonst die Zellen absterben würden. Dafür haben die Tiere den Vorteil, sich von einem Ort zum anderen bewegen und nach Wasser suchen zu können.

Pflanzen sind jedoch meist feste Wesen, sie keimen an einem Ort und dort vervollständigen sie ihren gesamten Lebenszyklus bis zum Tod. Aus diesem Grund müssen sie das Wasser nutzen, wo sie sich befinden, und ihr Radikalsystem ist dafür verantwortlich, es zu absorbieren..

In den Wurzeln tritt also ein positiver Hydrotropismus auf, der sein Wachstum in Richtung der Wasserquellen lenkt. Hydrotropismus tritt aufgrund der Wirkung von Wasser auf den Stoffwechsel von Wurzelzellen, insbesondere der Wurzelspitze, auf..

Dies führt dazu, dass die Zellen der Wurzeln, die mit Wasser in Kontakt kommen, größer werden als diejenigen, die es nicht sind. Daher erfolgt das Wachstum des Wurzelsystems in Richtung der Stelle, an der es gefunden wird.

Artikelverzeichnis

  • 1 Wasser, ein lebenswichtiges Element
  • 2 Die Absorptionsfunktion der Wurzeln
  • 3 Wachstum als Reaktion auf Umwelteinflüsse
    • 3.1 Hydrotropismus
    • 3.2 Hydrotropenmechanismus
  • 4 Hydrotropismus und Geotropismus oder Gravitropismus
    • 4.1 Vorteil eines positiven Hydrotropismus
    • 4.2 Wurzeln mit negativem Hydrotropismus
  • 5 Referenzen

Wasser, lebenswichtiges Element

Die Wurzeln wachsen ins Wasser

Jede Zelle besteht zu 90% aus Wasser und in dieser flüssigen Matrix finden alle biochemischen Reaktionen statt, die das Leben ermöglichen. Ebenso wird Wasser verwendet, um Abfälle zu verdünnen und auszuscheiden sowie die Innentemperatur zu regulieren, indem sie durch Schweiß verloren gehen..

Bei all diesen Prozessen verlieren Lebewesen Wasser und dieses muss proportional ersetzt werden, um sicherzustellen, dass die lebenswichtigen Maschinen weiterhin funktionieren..

Die Absorptionsfunktion der Wurzeln

Die Richtung des Wurzelwachstums ist in Richtung Wasser

Pflanzenwurzeln haben zwei Hauptfunktionen: Verankern und Absorbieren von Wasser. Der Absorptionsprozess findet in den jungen Wurzeln statt, die sich an den Enden des Wurzelsystems der Pflanze befinden.

Diese Wurzeln haben Haare, sogenannte absorbierende Haare, die die Oberfläche der Wurzel vergrößern, aber jede Zelle in ihrer Epidermis kann Wasser absorbieren. So dringen das Wasser und die darin gelösten Mineralien durch die Epidermiszellen dieser jungen Wurzeln, die normalerweise die feinsten im gesamten Wurzelsystem sind..

Wachstum als Reaktion auf Umwelteinflüsse

Pflanzen können sich nicht nach Belieben von einem Ort, an dem es kein Wasser gibt, zu einem anderen bewegen, an dem es Wasser gibt, oder sich an einen schattigen Ort bewegen oder einen sumpfigen Ort verlassen. Angesichts dieser Bewegungsunfähigkeit haben diese Organismen Mechanismen entwickelt, die eine Wachstumskontrolle auf der Grundlage bestimmter Reize ermöglichen.


Wurzeln wachsen in Richtung Wasser. Quelle: Kazcreations / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Obwohl sich die Pflanze nicht bewegen kann, kann sie ihre Organe in Richtung eines Reizes oder in die entgegengesetzte Richtung wachsen lassen. Diese Mechanismen werden Tropismen genannt, so dass es unter anderem zu Phototropismus, Geotropismus und Hydrotropismus kommt..

Diese drei Tropismen sind eng miteinander verbunden, so dass jedes Organ der Pflanze in die am besten geeignete Richtung wachsen kann, um seine Funktion zu erfüllen. Auf diese Weise wachsen die Stängel normalerweise vom Boden weg nach oben, um die Blätter zum Licht hin anzuheben..

Dies liegt daran, dass sie für die Photosynthese Zugang zu Licht benötigen und die Blüten Bestäubern ausgesetzt sein müssen. Während die Wurzeln im Allgemeinen in den Boden hineinwachsen, um Nährstoffe und Wasser aufzunehmen und die Pflanze zu unterstützen.

Hydrotropismus

Ein grundlegendes Signal für Pflanzen ist der Zustand der Bodenfeuchtigkeit, da Dürre ein sehr negativer Zustand ist, der ihr Leben gefährdet. Um trockene Gebiete zu vermeiden und Gebiete mit Wasser zu erreichen, weisen die Wurzeln einen positiven Hydrotropismus auf (sie wachsen zum Wasser hin)..

Hydrotroper Mechanismus

Hydrotropismus in einem Sumpf. Quelle: AditiVerma2193 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Hydrotropismus ist in Pflanzen als Phänomen anerkannt, seit Sachs 1872 erstmals darauf hingewiesen hat. Studien zufolge befindet sich die Empfindlichkeit der Wurzel gegenüber Wasser an der Spitze und in der reifen Region..

Es war sogar möglich, die Gene nachzuweisen, die für die Produktion der Proteine ​​verantwortlich sind, die die hydrotrope Reaktion auslösen. In diesen Genen werden sie in Kontakt mit Wasser aktiviert und produzieren Proteine, die die Verlängerung der Zellwände fördern.

Hormongradienten wie Abscisinsäure werden ebenfalls erzeugt. Anschließend erhöht es das Zellvolumen durch Absorption von Wasser (Zellturgor), wodurch gefördert wird, dass die Wurzel in der Richtung, aus der sie stammt, stärker wächst.

Hydrotropismus tritt auf, weil beim Wachsen der Wurzeln einige mit trockenen und andere mit feuchten Bereichen in Kontakt kommen. Diejenigen, die in trockene Gebiete eindringen, wachsen weniger, wenn sie keinen Wasserreiz erhalten, während diejenigen, die mit Wasser in Kontakt kommen, mehr wachsen.

Auf diese Weise ist der größte Teil des Wurzelsystems darauf ausgerichtet, wo sich das Wasser befindet. Wenn die Pflanze in einem mit Feuchtigkeit gesättigten Boden wächst, ist der Reiz natürlich gleichmäßig und die Wurzel reagiert nicht in eine bestimmte Richtung..

Gleiches gilt für Wasserpflanzen, die nicht nach dem Wasser suchen müssen, das sie vollständig umgibt, und deren Wurzelsystem sich gleichmäßig entwickelt..

Hydrotropismus und Geotropismus oder Gravitropismus

Beispiel für Gravitropismus in einem umgestürzten Baum. Aufgrund des negativen Gravitropismus begann der Baum gegen die Schwerkraft zu gehen und zeigt eine Krümmung. Quelle: Rufus22181496 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Oft wird die Tendenz der Wurzel, der Schwerkraft (Gravitropismus) nach unten zu gehen, mit Hydrotropismus verwechselt. Dies liegt daran, dass beide Kräfte die gleiche Wachstumsrichtung vorantreiben..

Es wurde jedoch gezeigt, dass die Wirkung des Hydrotropismus den Geotropismus so verändern kann, dass die Wurzel abweicht. Das heißt, anstatt nach unten zu gehen, wächst es zur Seite, um näher an die Wasserquelle heranzukommen..

Dies liegt daran, dass die durch den Wasserreiz ausgelösten Mechanismen die Produktion von Cytokininhormonen verursachen. Diese Hormone neutralisieren das für das Wachstum verantwortliche Auxinhormon und infolgedessen wird die Wurzel in Richtung Wasser umgeleitet.

Vorteil des positiven Hydrotropismus

Dank des durch die Stimulation des Wassers gelenkten Wachstums entwickelt die Pflanze ein Wurzelsystem, das an die Verteilung der Feuchtigkeit im Boden angepasst ist. Das heißt, die Wurzeln entwickeln sich mehr zu der Seite, von der die Feuchtigkeit kommt, und erreichen so die Wasserquellen.

Wurzeln mit negativem Hydrotropismus

Es ist wichtig zu beachten, dass es Wurzeln gibt, die spezielle Funktionen erfüllen, für die sie sich anders als die anderen verhalten müssen. Zum Beispiel gibt es in Sumpfpflanzen oder Mangroven einige Wurzeln, deren Funktion nicht darin besteht, Wasser, sondern Luft aufzunehmen.

Dies liegt daran, dass Wurzeln wie alle lebenden Strukturen Sauerstoff benötigen und dieses Gas im Wasser nicht leicht verfügbar ist. Aus diesem Grund produziert das Wurzelsystem Wurzeln, die sowohl einen negativen Geotropismus als auch einen negativen Hydrotropismus aufweisen..

Diese Wurzeln wachsen entgegengesetzt zum Vorhandensein von Wasser nach oben, sie kommen an die Oberfläche, Luft tritt durch sie ein und es kommt zu einer Sauerstoffanreicherung des inneren Gewebes der Pflanze. Dies tritt bei Mangroven wie bei der schwarzen Mangrove auf (Avicennia germinans) oder in der Ahuehuete oder Sumpfzypresse (Taxodium distichum).

Verweise

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