Tunge steiner viser plantene hvor er nedenfor. Foto: Tilpasses, PhotoCase.com
Leserøtter vokser ned og det grønne vokser oppover. Denne uttalelsen gjelder de fleste planter - og den virker banal. At røttene praktisk talt alltid er nedover og skuddene er orientert oppover, er imidlertid alt annet enn ubetydelig: bare denne spesielle egenskapen gjør at plantene kan absorbere vann og mineraler fra jorda med røttene, og samtidig fotosyntesen Blader mot sollyset. Men hvordan vet plantene til og med hvor bunnen er - selv om de faller over eller bøyer seg? Dette spørsmålet ble allerede spurt Charles Darwin. Naturfaren observerte at røtter alltid vokser i retning av tyngdekraften, og at de ikke lenger kan gjøre det, hvis du klipper av toppen. Spissen, så hans konklusjon, må også inneholde sensorer som planten kan oppfatte tyngdekraften med. Selv i dag, omtrent 150 år senere, er disse sensorene og deres funksjon forbausende forskere, melder bladet "bild der wissenschaft" i marsutgaven - selv om noen av hemmelighetene allerede er kjent.

I mellomtiden er det kjent at rotendene inneholder små tunge steiner, også kalt statolitter - likt de som regulerer følelsen av balanse i det menneskelige indre øre. Du kan se disse statolittene i de gjennomskinnelige rhizoidene, de rotlignende fotene som noen alger genererer som svar på en skade eller andre belastninger: De består av bare en celle, som kan vokse til flere centimeter lang, og er lokalisert i nærheten bittesmå bobler fylt med tungt bariumsulfat i nedre spiss.

Så lenge disse boblene forblir på plass, vokser rhizoidene jevnt nedover. Det endrer seg imidlertid veldig raskt når man legger algene til side, slik gravitasjonsbiologen Markus Braun fra Universitetet i Bonn har observert. Statolittene trekkes deretter av tyngdekraften i retning av den nå nedadrettede delen av cellemembranen. De kan imidlertid ikke spore ned uten å stoppe. De er vevd inn i fine filamenter av proteinaktinet, noe som gir cellen en indre struktur - sammenlignbar med en ramme, bortsett fra at actinskjelettet er elastisk. "Statolittene er balansert under tyngdekraften av to motstridende krefter, " forklarer Braun. "Tyngdekraften trekker dem ned, og cytoskjelettet motvirker det".

Hva skjer når de tunge steinene berører cellekonvolutten, forestiller Braun: Statolittene kommer i kontakt med sensormolekyler, som er innebygd i cellemembranen, og slår dem på. Som et resultat, i umiddelbar nærhet av kontaktpunktet for kalsiumbudsjettet, som igjen blokkerer installasjonen av celleveggmateriale og dermed veksten i det nedre membranområdet. Når den øvre delen av cellekonvolutten fortsetter å vokse normalt, begynner hele cellen å krumme seg - nedover, i tyngderetningen. utstilling

Denne teorien støttes av eksperimenter under en flerdagers flytur på romfergen og totalt over 300 parabolske flyreiser som Braun og hans planter - inkludert eksempler av allerede testede alger, men også tale karse, hagekress og ris - allerede har etterlatt seg. På slike fly råder vektløshet i flyet i omtrent 20 sekunder. Konsekvensene av disse utfluktene på alghizoider var betydelige, rapporterer "bild der wissenschaft": de fortsatte å vokse, men siden steinene ikke samlet seg på den ene siden, mistet de sin orientering og utvidet seg i alle mulige retninger.

Og de vektløse flyvningene avslørte noe annet for gravitasjonsbiologen Braun: Ikke bare de enkle algene, men også de høyere, mer komplekse plantene, oppfatter tyngdekraften takket være tunge bergarter og kontaktsensorer - men ikke så raskt. "Sensormolekylet, som aktiveres ved forskyvning av statolittene, reagerer mye saktere enn i rhizoidene. Det slås også av saktere hvis stimulansen mislykkes, "forklarer Braun. I tillegg bruker ikke de høyere plantene som thale cress Arabidopsis thaliana bariumsulfat for å måle tyngdekraften, men stivelsesholdige granulater inne i cellene, kalt amyloplast.

Forskerne vet imidlertid ikke nøyaktig hvordan plantene tilpasser seg veksten når de oppfatter endrede gravitasjonsforhold. Brown og teamet hans vil antagelig måtte gå enda mer vektløs fremover. En ting er imidlertid sikker: de synlige konsekvensene av denne tilpasningen kan være veldig imponerende, for eksempel i trær hvis tømmerstokker blir snudd av storm eller snø og likevel klarer å løfte kronene sine tilbake til himmelen - selv om de er rundt hjørnet, så å si må vokse.

ddp / science.de - === Rüdiger Vaas

science.de

Anbefalt Redaksjonens