Wissenschaft im Dialog

Warum wächst ein Keim, der sich unter der Erde befindet, nach oben?

Das Grüne wächst nach oben, die Wurzeln wachsen nach unten – so ist es fast überall im Pflanzenreich. Dadurch können sich die Pflanzen mit ihren Wurzeln aus dem Boden mit Wasser und Mineralien versorgen und gleichzeitig ihre Blätter für die Photosynthese dem Sonnenlicht entgegenstrecken. Tendenziell orientieren sich Wurzeln also nach unten und Sprossen nach oben. Doch woher wissen die Pflanzen, wo unten und oben ist?  

Sie wissen es aufgrund der Schwerkraft. Ein Phänomen, das man Gravitropismus nennt. In den Wurzelspitzen der Pflanzen sitzen kleine Schweresteinchen, so genannte Gravirezeptoren. Sie sorgen dafür, dass die Wurzeln die Richtung der Schwerkraft erkennen. Ihre Funktionsweise kann man recht gut mit folgendem Versuch erläutern:

Man lässt Keimlinge auf einer Zentrifuge waagerecht rotieren, sodass die Fliehkraft der Erdanziehung entspricht. Ergebnis: Sie wachsen nicht nach oben, sondern schräg. Das ist ein Beweis dafür, dass die Schwerkraft die Richtung des Wachstums steuert.

Je nachdem, wie man Pflanzen stimuliert, können sie also mit Änderungen in der Richtung ihres Wachstums reagieren. Wenn man sie beispielsweise durch Winddruck oder experimentelle Gravistimulation aus ihrer aufrechten Position in eine waagerechte Position bringt, dann richten sie sich in der Regel durch ein angepasstes Wachstum wieder auf. Diese Reaktion zeigen Pflanzen auch im Dunkeln, sie ist also nicht lichtabhängig.  

Sprossen dagegen wachsen aufgrund desselben Phänomens in der Regel weg vom Erdmittelpunkt, weg von der Schwerkraft. Ihre genaue Wachstumsrichtung ist unter anderem aber auch dem Einfluss des Lichts unterworfen, da Licht die Energiequelle der Pflanzen ist.

Diese Frage beantwortete Prof. Dr. Jürgen M. Schmitt vom Institut für Pflanzenphysiologie an der FU Berlin.