Phytohormone - Die Hormone der Pflanzen


Ja, auch Pflanzen besitzen Hormone, bei ihnen heißen sie aber Phytohormone. Es handelt sich dabei um pflanzeneigene organische Substanzen, die bereits in geringsten Konzentrationen physiologisch wirksam sind. Im Gegensatz zu tierischen Hormonen haben die Hormone der Pflanzen ein riesiges Wirkungsspektrum. Die Phytohormone lassen sich in zwei Gruppen unterteilen, die klassischen und die neueren Phytohormone. Zu den Neueren gehören die Jasmonate, Brassinosteroide, Salicylsäure und Polyamine (letztere erfüllen nicht alle Kriterien der Phytohormone). Auf die klassischen pflanzlichen Hormone wollen wir in diesem Post näher eingehen, zu ihnen zählen die Gibberelline, Abscisine, Ethylen, Cytokinine und Auxin.

Die Gibberelline haben eine etwas komplizierte chemische Struktur. Sie bestehen aus 20 oder 21 Kohlenstoffatomen, hier links ist die Gibberellinsäure als Beispiel aufgezeigt. Ihre physiologisch wichtigsten Effekte in einer Pflanze sind die Stimulation der Zellteilung (Mitose), wodurch das Längenwachstum erhöht wird. Ein einfacher Versuch zeigt, dass Rosettenpflanzen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Stengelabschnitte zwischen den Blättern sehr gering sind, bei zusätzlicher Gibberellingabe in die Höhe schiessen (auch als Schossen bezeichnet). Nicht die Anzahl der Blätter wird erhöht, sondern die Länge des Stengels im Vergleich zu unbehandelten Rosettenpflanzen. Zudem induziert die Gibberellinsäure die Blütenbildung und z. B. bei Weintrauben längere Stiele der einzelnen Beeren. Diese haben dann mehr Platz und können größer werden. Das freut die Winzer, weshalb auch dort die Gibberellinsäure zum Einsatz kommt.

Zu den Abscisinen gehört die Abscisinsäure (kurz: ABA), welche die allgemeine Struktur eines Sechser-Kohlenstoffringes mit einer Seitenkette besitzt. ABA iniziiert die Samenruhe und hält sie auch aufrecht, sie hemmt die Samenkeimung und als Langzeitprozeß dient sie zur Samenreifung. Für Kurzzeitreaktionen ist sie für die Stomataschließung bei Wasserstress (kein oder zu wenig Wasser in der Umgebung der Wurzeln) verantwortlich, damit weniger Wasser über die Blattoberflächen verdunstet und die Pflanze nicht zu viel Wasser verliert, wenn dieses eine zeitlang nicht zur Verfügung steht (hier rechts sind einige Spaltöffnungen eines Blatt zu sehen). Außerdem spielt ABA auch bei der Seneszens der Blätter (also der Blattalterung) eine Rolle. ABA wurde bei Untersuchungen zur Blattabszission (Blattabfall) entdeckt und deshalb fälschlicherweise Abscisinsäure genannt, es ist aber nicht für die Abszission der Blätter verantwortlich, sondern ein anderes Phytohormon: Ethylen.


Ethylen ist ein sehr komisches Phytohormon, denn es ist nicht, wie die anderen pflanzlichen Hormone in Wasser löslich, aber dafür gasförmig. Dennoch wird es zu den Phytohormonen gezählt. Wie berits erwähnt, induziert Ethylen den Blattabwurf, ist aber auch wie ABA an der Seneszenz der Blätter und außerdem der Fruchtreife beteiligt. Das Altern der Blätter und deren Änderung des Stoffwechsels auf die Vorbereitung zum Blattabfall läuft kontrolliert ab. Und der Vorgang zum Blattabwurf ist kein ganz normaler Vorgang, der von alleine abläuft. Stellen wir uns vor, wir sägen einen Ast ab, der noch frisches grünes Laub trägt. Dessen Blätter werden zwar nach einiger Zeit ihre Farbe in ein rötliches Braun umwandeln und austrocknen, dass sie schrumpelig werden, aber die meisten Blätter werden womöglich noch über ein Jahr an dem Ast hängen bleiben. Die Signalstoffe, die zur Vorbereitung des Blattabfalls führen (wie Korkbildung), haben schlechthin gefehlt.
Eine weitere physiologische Wirkung hat das Ethylen für die Auslösung von Stressreaktionen, zum Beispiel bei Pathogenbefall, Verwundung, Überflutung oder mechanischen Belastungen.


Die Cytokinine bestehen aus einer Adenineinheit und einem Rest, wobei sich die Cytokinine in den Resten unterscheiden. Hier links ist die Struktur von Zeatin dargestellt, das zu den wichtigsten natürliche Cytokininen gehört. Ihren Namen haben sie durch ihren Effekt der Stimulation der Zellteilung (Mitose, auch Cytokinese genannt) erhalten. Aber sie haben auch Einfluss auf die Bewegung der Stomata, indem sie als Gegenspieler zu ABA fungieren und die Spaltöffnungen bei ihrer Anwesenheit geschlossen werden. Außerdem haben sie in Pflanzen den Effekt der Seneszenzverzögerung.


Auxine besitzen meist die Struktur eines Indols, was mit einer Carbonsäure verbunden ist. Das bekannteste Auxin ist die Indolyl-Essigsäure (kurz: IAA, links dargestellt) und das zweite natürlich vorkommende Auxin ist die Indol-Buttersäure. Der wichtigste Effekte der Auxine ist die Stimulierung des Streckungswachstums. Durch die Eigenschaft des Zerfalls an Licht, sind an lichtabgewandten Stellen mehr Auxin vorhanden. Dort wächst das Gewebe stärker als an der lichtzugewandeten Seite, wobei dadurch der Stengel immer zum Licht hin wächst. Weiterhin wird durch Auxin die apikalen Dominanz vermittelt, das heißt, dass keine Seitensproße am oberen Ende des Stengels gebildet werden. Da die Sproßspitze die Auxinquelle ist, entwickeln sich nach der Entfernung der Spitze Seitensproße und die Wuchsform wird buschiger.


In Pflanzen gibt es genauso wie in Tieren Hormone, die als Signalstoffe dienen und unabdingbar für die Regulation viele Vorgänge in den Pflanzen sind.




Bildnachweis:
http://www.sxc.hu/browse.phtml?f=download&id=909407
http://www.sxc.hu/browse.phtml?f=download&id=584528
http://www.sxc.hu/browse.phtml?f=download&id=857445
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Zeatin.svg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ac/Gibberellic_acid.svg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/IAAII.png
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Ethene_structural.svg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/%28S%29-%28-%29-Abscisins%C3%A4ure.png

Kommentare:

  1. muss nen 5min Referat über Hormone als Informationsträger bei Tieren un Pflanzen halten!
    Is leider alles hier viel zu genau um des zusammen mit den Hormonen bei Tieren in 5min zu kriegen.
    Also nen Tipp von mir wenn du Zeit hast:
    mach noma so ne oberflächliche Zusammenfassung von dem Zeug hier ;)
    lg daniel

    AntwortenLöschen
  2. Voll die Stars hier...

    AntwortenLöschen