Haben Sie sich schon einmal gefragt, woher Pflanzen wissen, wie sie wachsen sollen, wenn Sie Samen säen oder Blumenzwiebeln pflanzen? Meistens halten wir das für selbstverständlich, aber wenn wir darüber nachdenken, müssen wir uns Fragen stellen. Der Samen oder die Knolle ist in dunkler Erde vergraben und weiß dennoch irgendwie, wie er Wurzeln nach unten und Stängel nach oben schickt. Die Wissenschaft kann erklären, wie sie dies erreichen.
Ausrichtung des Pflanzenwachstums
Die Frage, wo Pflanzen angebaut werden sollen, stellt sich seit mindestens einigen hundert Jahren Wissenschaftler und Gärtner. Im 18. Jahrhundert stellten Forscher die Hypothese auf, dass Stängel und Blätter in Richtung Licht und Wurzeln in Richtung Wasser wachsen.
Um die Idee zu testen, platzierten sie eine Lampe unter einer Pflanze und bedeckten die Erdoberfläche mit Wasser. Die Pflanzen richteten sich neu aus und entwickelten weiterhin Wurzeln zum Licht und Stängel zum Wasser. Sobald die Pflanzen aus dem Boden kommen, können sie in Richtung einer Lichtquelle wachsen. Dies nennt man Phototropismus, aber es erklärt nicht, wie der Samen oder die Zwiebel im Boden weiß, wohin er gehen soll.
Vor etwa 200 Jahren versuchte Thomas Knight, die Idee zu testen, dass die Schwerkraft eine Rolle spielte. Er befestigte die Pflanzen an einer Holzscheibe und drehte sie schnell genug, um die Schwerkraft zu simulieren. Tatsächlich wuchsen die Wurzeln nach außen, in Richtung der simulierten Schwerkraft, während die Stängel und Blätter in Richtung der Mitte des Kreises zeigten.
Woher wissen Pflanzen, wo oben ist?
Die Richtung des Pflanzenwachstums hängt von der Schwerkraft ab, aber woher wissen sie das? Wir haben kleine Steine in der Ohrhöhle, die sich als Reaktion auf die Schwerkraft bewegen und uns dabei helfen, Oben und Unten zu bestimmen, aber Pflanzen haben keine Stacheln, es sei denn natürlich, es handelt sich um Mais (MDR).
Es gibt keine definitive Antwort darauf, wie Pflanzen die Schwerkraft wahrnehmen, aber es gibt eine wahrscheinliche Idee. An den Wurzelspitzen befinden sich spezielle Zellen, die Statolithen enthalten. Es sind kleine kugelförmige Gebilde. Sie können wie Murmeln in einem Topf wirken, die sich als Reaktion auf die Ausrichtung einer Pflanze relativ zur Schwerkraft bewegen.
Wenn sich die Statolithen relativ zu dieser Kraft ausrichten, geben die spezialisierten Zellen, in denen sie sich befinden, wahrscheinlich Signale an andere Zellen weiter. Dies zeigt ihnen, wo die Höhen und Tiefen liegen und in welche Richtung sie wachsen müssen. Eine Studie zum Beweis dieser Idee züchtete Pflanzen im Weltraum, wo es praktisch keine Schwerkraft gibt. Die Sämlinge wuchsen in alle Richtungen und bewiesen, dass sie ohne die Schwerkraft weder oben noch unten spüren konnten.
Sie können es sogar selbst testen. Wenn Sie beispielsweise das nächste Mal Blumenzwiebeln pflanzen und dazu aufgefordert werden, legen Sie eine mit der Spitze nach oben auf die Seite. Sie werden feststellen, dass die Zwiebeln trotzdem keimen, da die Natur immer einen Weg zu finden scheint.