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Phytohormone

Bei höheren Pflanzen erfolgt die interne Kommunikation von einem Pflanzenteil zum anderen mittels sogenannter Phytohormone. So können Pflanzen ihre eigenen Entwicklungsprozesse verändern, um adäquat auf wechselnde Umweltbedingungen reagieren zu können.


Da Pflanzen i.d.R. gegenüber Mensch und Tier an ihren Standort gebunden sind, ist ihr Überleben extrem davon abhängig, wo gut sie ihre Umgebung (Hitze / Kälte, Trockenheit, …) erfassen und wie schnell sie darauf reagieren können. Hierzu haben Pflanzen eine ganze Reihe von Sinnesorganen, neben den menschlichen Sinnen (Seh-, Hör-, Test-, Geruchs-, Geschmackssinn) z.B. die Fähigkeit, Magnetismus, Chemikalien und Schwerkraft zu orten (vgl. auch: Intelligenz von Pflanzen). Da Pflanzen Gefahr laufen, einzelne Pflanzenorgane im Laufe ihres Lebens z.B. durch Fressfeinde zu verlieren, sind sie überdies zum Schutz modular aufgebaut.

Entsprechende ‚Befehle‘, wie eine Pflanze auf Umweltreize reagieren soll, ob also z.B. das Wurzelwerk vergrößert / verfeinert oder Blätter / Blüten gebildet / abgeworfen werden sollen, werden bei allen höheren Pflanzen über Botenstoffe, sogenannte Phytohormone, an die betroffenen Pflanzenteile übermittelt. Phytohormone können pflanzliche Entwicklungsprozesse auslösen, hemmen oder fördern. Die Signalübertragung erfolgt je nach Hormon von Zelle zu Zelle (wie z.B. bei Auxin), über die Leitbahnen (wie z.B. bei Cytokininen) oder auch über den Gasraum zwischen den Zellen (wie z.B. bei Ethylen). Damit Pflanzenteile auf Signale reagieren, ist eine ganz bestimmte, sehr geringe Konzentration des jeweiligen Hormons erforderlich.

In der Land- + Forstwirtschaft sowie im Gartenbau werden Pflanzen z.T. ganz gezielt einer Hormonbehandlung unterzogen, um ein bestimmtes Wachstumsverhalten bei Pflanzen ‚von aussen‘ zu provozieren.

Wachstumsfördernde Phytohormone

Auxin ist wohl das bekannteste und wissenschaftlich am weitesten erforschte Phytohormon. Die Indolessigsäure, der wichtigste Vertreter der Auxine, ist insbesondere für das Längenwachstum von Sprossachse und Wurzel und die Bewegungen einer Pflanze verantwortlich.

Während Auxin vom oberirdischen Pflanzenteil Richtung Wurzelwerk ausgesendet wird, sendet sein ‚Gegenspieler‘ – das Phytohormon Cytokinin – Informationen vom Wurzelwerk und den Früchten Richtung der sonstigen Pflanzenteile. Cytokinin regt die Zellteilung an und sorgt so für eine Vergrößerung der Pflanzenorgane. Das Konzentrationsverhältnis von Auxin zu Cytokinin bestimmt, ob sich Wurzel oder Spross entwickelt.

Steht eine Pflanze beispielsweise zu schattig, wird von den Blättern Auxin Richtung Sprossachse + Wurzelwerk ausgesendet, um – in Verbindung mit dem Phytohormon Gibberellin – das Längenwachstum anzuregen und so schneller Richtung Sonne zu wachsen. Gleichzeitig sinkt die Cytokinin-Konzentration: das Blätterwachstum wird reduziert, um Energie zu sparen.

Wachstumshemmende Phytohormone

Ethylen ist ein Gas, welches die Blütenöffnung, die Blatt- / Fruchtreifung und deren Abwurf forciert. Reife Früchte senden Ethylen aus und ‚animieren‘ so auch andere Früchte zum Ausreifen. Da Äpfel Ethylen in besonders hoher Konzentration ausschütten, reifen (und faulen) andere Früchte in einer Obstschale mit Äpfeln besonders schnell. Im Handel macht man sich das bei vielen exotischen Früchten zu nutze: sie werden unreif gepflückt und grün verschifft und dann bei uns mit Ethylen begast, damit sie im Verkauf appetitlich farbig aussehen. Das Fruchtfleisch exotischer Früchte schmeckt auf diese Weise aber weiterhin eher unreif…

Abscisinsäure ist als Stresshormon bekannt, also ein Phytohormon, welches bei Stresssituationen wie Trockenheit, Kälte o.ä. von der Pflanze produziert wird. Es wirkt in Stresssituationen wachstumshemmend und führt z.B. bei Trockenheit zum Blattfall bzw. zum Schließen von Spaltöffnungen, um kein weiteres Wasser durch Verdunstung zu verlieren. Abscisinsäure reguliert auch die Samenruhe im Winter, damit diese erst im Frühling keimen. Im Herbst sorgt Abscisinsäure für den Blatt- + Fruchtabfall.

Weitere Phytohormone

Brassinosteroide sorgen für zeitgerechte Samenkeimung und Blütenbildung. Sie fördern das Sprosswachstum und hemmen das Wurzelwachstum. Brassinosteroide erhöhen auch die Resistenz gegen verschiedene Typen von abiotischem Stress, u.a. Kälte und Frost.

Werden Pflanzen von Schädlingen angegriffen, produzieren sie Jasmonsäure, das bekannteste Hormon der Jasmonate, woraufhin Abwehrstoffe oder Duftstoffe (zum Anlocken von Fressfeinden der Schädlinge) produziert werden. In Zusammenarbeit mit dem Phytohormon Salicylsäure können Pflanzen mit Jasmonaten bei mehrmaligem Angriff auch immun gegen Bakterien und Viren werden. Darüber hinaus unterdrücken Jasmonate eine vorzeitige Keimung von Samen.

Strigolactone regulieren – in Wechselwirkung mit anderen Phytohormonen – u.a. die Verzweigung der Sprossachse und die Samenkeimung.

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