Wanddehnung

Wanddehnung bezeichnet die dauerhafte Vergrößerung der Wand einer Zelle oder eines holz- bzw. Gewebes unter mechanischem Druck, der von innen oder außen auf die Struktur wirkt. Sie ist ein zentraler Bestandteil des Zellwachstums bei Pflanzen und ermöglicht es Zellen, ihre Größe und Form zu verändern, ohne die Wand zu zerstören.

Im Pflanzenreich tritt Wanddehnung vor allem in der primären Zellwand auf. Dabei wird der innere Druck der Zelle (Turgordruck) genutzt, um die Wand zu dehnen. Für eine kontrollierte Dehnung sind Wandauflockerung und -umbau notwendig: Polysaccharide wie Cellulose, Hemicellulose und Pektine müssen umorganisationen und teilweise gelöst werden, damit die Wand verlängert werden kann. Ein wichtiger Mechanismus ist die Säurewachstums-Hypothese, bei der Protonenpumpen die Zellwand ansäuern und Proteine namens Expansine ihre Wand lockern. Hormone wie Auxin regulieren diese Prozesse und steuern das Wachstum inApikald- und seitliche Richtungen, was zu aa­nisotroper Dehnung führt, je nach Orientierung der Cellulose-Fasern.

Mechanismen der Wanddehnung umfassen Wandauflockerung, veränderte Quervernetzungen und Wasseraufnahme, sodass unter konstanter Belastung eine langsame Zunahme der Wandlänge erfolgt (Creep). Die Dehnung kann reversibel oder irreversibel sein, letzteres kennzeichnet das wahre Wachstum einer Zelle.

Messmethoden reichen von mechanischen Extensometern über Creep-Tests an Gewebe bis zu modernen bildgebenden Verfahren, die Spannungen und Dehnungen auf Zellebene erfassen. Wanddehnung ist grundlegend für die Entwicklung von Pflanzen, Samenkeimung, Wurzel- und Sprosswachstum und beeinflusst Landwirtschaft, Ernteerträge und Reaktionsfähigkeit auf Umweltbedingungen.