Was ist Hydrotropismus? Mechanismus und Bedeutung
Hydrotropismus ist eine Reaktion des Pflanzenwachstums auf Wasserkonzentrationen. Die Antwort kann positiv oder negativ sein.
Beispielsweise sind die Wurzeln positiv hydrotrop, da das Wachstum der Wurzeln der Pflanzen in Richtung einer höheren relativen Luftfeuchtigkeit erfolgt. Die Pflanze kann dies in der Wurzeldecke erkennen und dann Signale an den langgestreckten Teil der Wurzel senden.
Ein positiver Hydrotropismus ist einer, bei dem der Organismus dazu neigt, in Richtung Feuchtigkeit zu wachsen, während ein negativer Hydrotropismus vorliegt, wenn der Organismus von ihm wegwächst.
Hydrotropismus ist eine Form des Tropismus (es ist eine orientierende Reaktion eines Organismus auf einen Reiz), die durch das Wachstum oder die Reaktion der Bewegung einer Zelle oder eines Organismus auf Feuchtigkeit oder Wasser gekennzeichnet ist.
Mechanismus des Hydrotropismus
Eine Klasse von Pflanzenhormonen, die Auxine genannt werden, koordinieren diesen Wurzelwachstumsprozess.
Auxine spielen eine Schlüsselrolle beim Biegen der Wurzeln von Pflanzen zu Wasser, da sie bewirken, dass eine Seite der Wurzel schneller wächst als die andere und daher die Wurzelflexion.
Der Hydrotropismus wird dadurch ausgelöst, dass die Wurzelhaube das Wasser aufnimmt und ein Signal an den langgestreckten Teil der Wurzel sendet.
Hydrotropismus ist in den unterirdischen Wurzeln schwer zu beobachten, da die Wurzeln nicht leicht zu beobachten sind.
Wasser bewegt sich leicht im Boden und der Wassergehalt des Bodens ändert sich ständig, so dass ein Gefälle der Bodenfeuchtigkeit nicht stabil ist.
Warum ist Hydrotropismus für Pflanzen so wichtig?
Diese Fähigkeit, die Wurzel zu biegen und zu wachsen, um einen Feuchtigkeitsgradienten zu erreichen, der durch Hydrotropismus erreicht wird, ist von wesentlicher Bedeutung, da Pflanzen zum Wachsen Wasser benötigen. Das Wasser wird zusammen mit den löslichen Mineralstoffen von den Wurzelhaaren aufgenommen.
In Gefäßpflanzen werden dann Wasser und Mineralien durch ein Transportsystem namens Xylem zu allen Teilen einer Pflanze transportiert.
Das zweite Transportsystem in Gefäßpflanzen heißt Phloem. Das Phloem enthält auch Wasser, keine löslichen Mineralien, sondern hauptsächlich lösliche organische Nährstoffe.
Dies ist von biologischer Bedeutung, da durch Hydrotropismus die Effizienz der Pflanze in ihrem Ökosystem gesteigert werden kann.
Missverständnisse über Hydrotropismus
1- Hydrotropismus und Wurzelwachstum in feuchten Gebieten
Das stärkere Wachstum der Wurzeln in den feuchten Bereichen des Bodens als in den trockenen Bereichen des Bodens ist normalerweise nicht das Ergebnis von Hydrotropismus.
Hydrotropismus erfordert, dass sich eine Wurzel von einem Trockner zu einem feuchten Bereich des Bodens biegt. Wurzeln brauchen Wasser, um zu wachsen, damit die Wurzeln in feuchten Böden viel mehr wachsen und sich verzweigen als in trockenen Böden.
2- Die Absorption von Wasser
Die Wurzeln können das Wasser in den Rohren durch den Hydrotropismus nicht intakt fühlen und müssen die Rohre brechen, um das Wasser zu erhalten.
3- Abstand zur Wasseraufnahme erforderlich
Die Wurzeln können das Wasser mehrere Meter entfernt durch den Hydrotropismus nicht fühlen und wachsen darauf zu.
Im besten Fall arbeitet der Hydrotropismus wahrscheinlich in Abständen von einigen Millimetern.
Hydrotropismus-Studien
Die Erforschung des Hydrotropismus war in erster Linie ein Laborphänomen für Wurzeln, die in feuchter Luft anstelle von Erde gewachsen sind.
Ihre ökologische Bedeutung für die im Boden kultivierten Wurzeln ist nicht klar, da die im Boden kultivierten Wurzeln bisher nur wenig über Hydrotropismus erforscht wurden.
Die kürzlich erfolgte Identifizierung einer mutierten Pflanze ohne hydrotrope Reaktion trug zur Aufklärung ihrer Rolle in der Natur bei.
Hydrotropismus kann für Pflanzen wichtig sein, die im Weltraum wachsen, wo er die Ausrichtung der Wurzeln in einer Mikrogravitationsumgebung ermöglicht.
Tatsächlich ist diese Reaktion auf das Wachstum von Pflanzen nicht leicht zu untersuchen. Die Experimente werden, wie erwähnt, in Laboratorien und nicht in der natürlichen Umgebung durchgeführt.
Es wird jedoch immer mehr über die Komplexität dieses Prozesses des Pflanzenwachstums gelernt.
Die beliebtesten Pflanzen zur Untersuchung dieses Effekts sind: Erbsenpflanze ( Pisum sativum ), Maispflanze ( Zea mays ) und Tart of Thale ( Arabidopsis thaliana ).
Ein weiterer Ansatz zur Untersuchung des Hydrotropismus besteht darin, Instrumente zu verwenden, um die Richtung des von Pflanzen empfangenen Schwerkraftvektors zu ändern.
Obwohl es nicht möglich ist, die Auswirkung der Schwerkraft auf die Erde zu beseitigen, gibt es Maschinen, die die Pflanzen um eine Achse oder in einigen Fällen dreidimensional drehen, um die Auswirkungen der Schwerkraft zu neutralisieren, die als Positionierungsmaschinen bezeichnet werden. zufällig.
Tatsächlich war der Hydrotropismus in den Wurzeln offensichtlicher, als die Pflanzen von Erbsen und Gurken in einer dieser Maschinen kultiviert wurden.
Noch interessanter ist es, die während des Weltraumflugs herrschenden Schwerelosigkeitsbedingungen zu nutzen.
Die Idee ist, dass in Abwesenheit signifikanter Gravitationskräfte die vorherrschenden gravitropen Reaktionen der Wurzeln effektiv geleugnet werden, so dass andere Wurzeltropismen (wie Hydrotropismus) über dem Gravitropismus offensichtlicher werden. Dies ist eine Dreh- oder Wachstumsbewegung einer Pflanze oder eines Pilzes als Reaktion auf die Schwerkraft.
Ein weiteres Hindernis für die Untersuchung des Hydrotropismus ist die Schwierigkeit, ein System zu etablieren, in dem ein reproduzierbarer Feuchtigkeitsgradient vorliegt.
Die klassischen Methoden der deutschen Botaniker, die auch von Darwin angewendet wurden, bestanden darin, die Samen in einen hängenden Zylinder aus feuchtem Sägemehl zu legen, was dazu führte, dass die Wurzeln zuerst nach unten wuchsen, dann aber wieder in das feuchte Substrat hineinwuchsen.
Es ist bemerkenswert, dass einer der am wenigsten bekannten Tropismen der Hydrotropismus ist, das Wachstum, das in Reaktion auf Wasser- oder Feuchtigkeitsgradienten gerichtet ist.
Obwohl der Hydrotropismus an Pflanzenwurzeln von deutschen Botanikern und Darwinisten des 19. Jahrhunderts untersucht worden war, wurde die Existenz dieses Tropismus bis in die letzten Jahre in Frage gestellt.
Diese Prozesse müssen nur genauer untersucht werden. Jede wissenschaftliche Studie wird das Verständnis dieser komplexen Mechanismen verbessern.
