GravitropismusVerhalten

Gravitropismus, auch Geotropismus, bezeichnet die Orientierung und das Wachstum von Pflanzen in Reaktion auf die Schwerkraft. Positive Gravitropismus beschreibt das Wachstum der Wurzeln in Richtung der Erdanziehung, negativer Gravitropismus das Wachstum der Sprossachsen und Triebe entgegen dieser Richtung. Gravitropismus ist in vielen Pflanzensystemen vorhanden und wirkt oft zusammen mit anderen Reizen wie Licht (Phototropismus) und Berührung.

Die Wahrnehmung der Gravitationsrichtung erfolgt in graviperzeptiven Zellen, sogenannten Statocyten, insbesondere in der Wurzelhaube (Columella) und in Endodermiszellen der Sprossachse. In diesen Zellen befinden sich Amyloplasten, sogenannte Statolithen, die sich durch die Schwerkraft nach unten absetzen. Die relative Position der Statolithen löst mechanische Signale aus, die über das Auxin-Transport-Netzwerk zu einer Umverteilung des Auxins führen. Transportproteine der PIN-Familie steuern die gerichtete Auxinverteilung.

In Wurzeln bewirkt eine höhere Auxinkonzentration auf der unteren Seite eine Hemmung des Zellwachstums dort. Die obere Seite wächst demnach schneller, und die Wurzel biegt sich nach unten. In Sprossen führt die gleiche Auxinverteilung auf der unteren Seite zu einer verstärkten Zellstreckung dort, wodurch der Spross nach oben kippt. Die Gravitationsreaktion erfolgt relativ rasch und kann durch Experimente mit Drehung der Pflanze oder Schwerelosigkeit modifiziert werden.

Gravitropismus ist ein grundlegender Bestandteil der räumlichen Entwicklung von Pflanzen und wird in Forschung, Landwirtschaft und Raumfahrt untersucht.