Mikrotubuli reagieren auf Licht, dadurch wächst die Pflanze zum Licht (Phototropismus)

Phototropismus
Das Modell: die Krümmung auf das Licht zu wird dadurch erklärt, dass Auxin von der belic hteten Seite weggepumpt wird, dadurch ändern die Mikrotubuli ihre Richtung, was die Zellwand steifer macht und das Wachstum hemmt. Animation durch Klicken auf Bild.

 

Nick P, Bergfeld R, Schäfer E, Schopfer P (1990) Unilateral reorientation of microtubules at the outer epidermal wall during photo- and gravitropic curvature of maize coleoptiles and sunflower hypocotyls. Planta 181, 162-168 (133 Zitate, Stand 17.02.2022) - pdf

Worum geht es? Mikrotubuli richten sich in Antwort auf Auxin, Licht und Schwerkraft um. Dies wird mithilfe der damals noch neuen Technik der Immunfluoreszenz gezeigt. Damit läßt sich erklären, wie Pflanzen ihr Wachstums an Licht und Schwerkraft ausrichten (im Falle von Licht spricht man von Phototropismus, im Falle von Schwerkraft von Gravitropismus). Es wird ein Modell vorgeschlagen, wonach der Reiz (Blaulicht, Schwerkraft) zu einer Verschiebung des Pflanzenhormons in Querrichtung führt. Auf der auxin-verarmten Seite richten sich die Mikrotubuli von quer nach längs um, auf der auxin-reichen Seite bleiben sie quer. Die Mikrotubuli steuern die Richtung in der die Zellulosefasern er wachsenden Zellwand angelegt werden. Daher ist die Zellulose auf der belichteten (Phototropismus) oder oberen (Gravitropismus) Flanke des wachsenden Sprosses längs orientiert, wodurch die Zellen nicht mehr in die Länge wachsen können. Auf der beschatteten (Phototropismus) oder unteren (Gravitropismus) Flanke ist die Zelllulose quer, wodurch die Streckung der Zellen gefördert wird. Da nun die Zellen auf der einen Flanke sich nicht mehr strecken, auf der gegenüberliegenden Flanke jedoch schon, entsteht eine Krümmung des Sprosses hin zum Licht (im Falle des Phototropismus) oder weg von der Schwerkraft (im Falle des Gravitropismus.