Herzlich willkommen zur Vorlesung Pflanzenphysiologie
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<strong>Herzlich</strong> <strong>willkommen</strong><br />
<strong>zur</strong> <strong>Vorlesung</strong><br />
<strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
1
Organisatorisches<br />
Passwort für Folienzugang: PFPH1112<br />
Klausurtermin: 3. Februar 2012<br />
Praktikum: das Praktikum <strong>Pflanzenphysiologie</strong> wird zu Beginn<br />
des Sommersemesters stattfinden<br />
2
Durchschnittsnote: 3,8<br />
Zur Klausur Allg. Pflanzenwissenschaften II<br />
100.0<br />
90.0<br />
80.0<br />
70.0<br />
Prozent<br />
60.0<br />
50.0<br />
40.0<br />
30.0<br />
20.0<br />
10.0<br />
0.0<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18<br />
Frage<br />
Bekannte Frage<br />
Neue Frage<br />
Termin Wiederholungsklausur: 2. Dezember 2011<br />
3
Zur Klausur Allg. Pflanzenwissenschaften II<br />
Wiederholungsklausur ist am 9. Dezember<br />
Gibt es Interesse an einem Vorbereitungstermin?<br />
Zum Beispiel nach einer <strong>Vorlesung</strong> am Freitag?<br />
4
<strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
Physiologie = Teilgebiet der Biologie, das sich mit<br />
den Lebensvorgängen u. Lebensäußerungen (...)<br />
befasst. Ziel ist, möglichst auf molekularer Ebene<br />
die Reaktionen und Abläufe von Lebensvorgängen<br />
(Stoffwechsel, Bewegung, Keimung, Wachstum,<br />
Entwicklung, Fortpflanzung u.a.) bei den<br />
Organismen bzw. ihren Zellen, Geweben oder<br />
Organen so zu beschreiben, dass (...)<br />
Funktionstheorien in generellen Sätzen mit<br />
Gesetzescharakter formuliert und somit Prognosen<br />
über das Verhalten eines „Systems“ gestellt<br />
werden können.<br />
(Lexikon der Biologie)<br />
5
<strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
Physiologie = Teilgebiet der Biologie, das sich mit<br />
den Lebensvorgängen u. Lebensäußerungen (...)<br />
befasst. Ziel ist, möglichst auf molekularer Ebene<br />
die Reaktionen und Abläufe von Lebensvorgängen<br />
(Stoffwechsel, Bewegung, Keimung, Wachstum,<br />
Entwicklung, Fortpflanzung u.a.) bei den<br />
Organismen bzw. ihren Zellen, Geweben oder<br />
Organen so zu beschreiben, dass (...)<br />
Funktionstheorien in generellen Sätzen mit<br />
Gesetzescharakter formuliert und somit Prognosen<br />
über das Verhalten eines „Systems“ gestellt<br />
werden können.<br />
(Lexikon der Biologie)<br />
6
<strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
Wir haben eine ganze Reihe von pflanzlichen<br />
Lebensvorgängen u. Lebensäußerungen bereits<br />
kennengelernt:<br />
7
Entwicklung<br />
Die Ausbildung von<br />
Organen und Geweben<br />
Sprossscheitel<br />
Blütenblätter<br />
Sprossscheitel<br />
des<br />
Seitenzweigs<br />
Seitenzweig<br />
Internodium<br />
Knoten<br />
Blattlamina<br />
Blattstiel<br />
Achselknospe<br />
Wurzel mit<br />
Seitenwurzeln<br />
8
Zelldifferenzierung<br />
aus Nultsch: Allgemeine Botanik<br />
9
Aufbau komplexer und doch dynamischer Polymere<br />
Die Struktur von Zellwänden ist<br />
sehr komplex und außerdem<br />
variabel.<br />
Scale model of the polysaccharides in an Arabidopsis leaf cell (Somerville et al. (2004))<br />
10
Zellwände: Synthese von Lignin (Holz)<br />
11
12
Produkte und Leistungen des pflanzlichen Stoffwechsels<br />
13
Anpassungsleistungen von Pflanzen<br />
Control<br />
Contaminated<br />
Arabidopsis thaliana<br />
Arabidopsis halleri<br />
14
Aronstäbe machen heftigen Gebrauch von der<br />
alternativen Oxidase <strong>zur</strong> Thermogenese.<br />
Arum maculatum<br />
Die Temperatur kann bis zu 25 °C höher<br />
liegen als die Umgebungstemperatur!<br />
15
<strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
Physiologie = Teilgebiet der Biologie, das sich mit<br />
den Lebensvorgängen u. Lebensäußerungen (...)<br />
befasst. Ziel ist, möglichst auf molekularer Ebene<br />
die Reaktionen und Abläufe von Lebensvorgängen<br />
(Stoffwechsel, Bewegung, Keimung, Wachstum,<br />
Entwicklung, Fortpflanzung u.a.) bei den<br />
Organismen bzw. ihren Zellen, Geweben oder<br />
Organen so zu beschreiben, dass (...)<br />
Funktionstheorien in generellen Sätzen mit<br />
Gesetzescharakter formuliert und somit Prognosen<br />
über das Verhalten eines „Systems“ gestellt<br />
werden können.<br />
(Lexikon der Biologie)<br />
16
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
17
Embryogenese:<br />
wie werden Zelldifferenzierung und Cytokinese gesteuert?<br />
Taiz/Zeiger, Plant Physiology<br />
Arabidopsis thaliana-Embryo: Die Zell-Abstammung ist durch verschiedene<br />
Farben angezeigt.<br />
Grün: Sprossmeristem und Keimblätter, Gelb: Hypocotyl,<br />
Rot: Keimlingswurzel, Blau: Wurzelmeristem und Wurzelhaube.<br />
18
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
19
Blühinduktion<br />
Genaue Kontrolle gerade bei einjährigen<br />
Pflanzen wichtig: es gibt nur eine Chance<br />
auf reproduktiven Erfolg.<br />
Blütenentwicklung ist ein gutes Beispiel<br />
für einen Entwicklungsschalter.<br />
Reproduktive Entwicklung findet in<br />
Pflanzen aus vegetativen Zellen<br />
statt. Dies ist ein fundamentaler<br />
Unterschied zu Tieren.<br />
botanik.uni-karlsruhe.de<br />
Meristeme bringen erst Sekundärsprosse<br />
hervor. Dann, mit der Blütenentwicklung,<br />
treten sie in eine terminale Phase ein. Die<br />
Meristeme werden umprogrammiert.<br />
20
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
21
Verdunstungsschutz: Synthese von Wachs<br />
Buchanan, Gruissem, Jones,<br />
Molecular Biology & Biochemistry of Plants<br />
22
Verdunstungsschutz: Synthese von Wachs<br />
Die Pflanze reagiert: Regulation der Biosynthese, Bsp. Brassica oleracea<br />
Buchanan, Gruissem, Jones,<br />
Molecular Biology & Biochemistry of Plants<br />
23
Temperatur und Niederschlag<br />
24
Gasaustausch: Regulation Schließzellen<br />
Buchanan, Gruissem, Jones,<br />
Molecular Biology & Biochemistry of Plants<br />
25
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
4. Auf welchen Wegen bauen Pflanzen alle benötigten organischen Moleküle auf?<br />
26
Cellulose<br />
Saccharose<br />
Hexosephosphate<br />
Nukleinsäuren<br />
Nukleotide<br />
ATP, NADH<br />
FAD<br />
Oxidativer<br />
Pentosephosphat-Weg<br />
Dihydroxyaceton-phosphat<br />
Triosephosphate<br />
Pentose-phosphat<br />
Erythrose-4-phosphat<br />
Glycerin-3-phosphat<br />
Phosphoenolpyruvat<br />
Shikimat<br />
Lipide<br />
Pyruvat<br />
Aromatische<br />
Aminosäuren<br />
Fettsäuren<br />
Acetyl-CoA<br />
Lignin<br />
Sterole<br />
Carotinoide<br />
Oxalacetat<br />
Citrat<br />
Citrat-Zyklus<br />
α-Ketoglutarat<br />
Chlorophyll<br />
Cytochrome<br />
Glutamat<br />
Andere Aminosäuren<br />
27
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
4. Auf welchen Wegen bauen Pflanzen alle benötigten organischen Moleküle auf?<br />
5. Wie interagieren Pflanzen mit anderen Organismen?<br />
28
Ca. 80 % aller Pflanzen leben in einer Symbiose mit Pilzen<br />
Mycorrhiza<br />
Wie finden sich die Symbiosepartner?<br />
Wie tauschen sie Stoffe aus?<br />
Wie werden die Stoffflüsse reguliert?<br />
29
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
4. Auf welchen Wegen bauen Pflanzen alle benötigten organischen Moleküle auf?<br />
5. Wie interagieren Pflanzen mit anderen Organismen?<br />
6. Wodurch erhalten pflanzliche Bewegungen ihre Richtung?<br />
30
Phototropismus<br />
Etiolierte Sojabohnenkeimlinge kurz<br />
nach Belichtung<br />
31
Phototropismus<br />
Phototropismus Sonnenblumen-Keimlinge<br />
http://plantsinmotion.bio.indiana.edu/plantmotion/movements/tropism/tropisms.html<br />
32
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
4. Auf welchen Wegen bauen Pflanzen alle benötigten organischen Moleküle auf?<br />
5. Wie interagieren Pflanzen mit anderen Organismen?<br />
6. Wodurch erhalten pflanzliche Bewegungen ihre Richtung?<br />
7. Warum synthetisieren Pflanzen so viele verschiedene Verbindungen?<br />
33
Einige pflanzliche<br />
Sekundärstoffe des Alltags<br />
34
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
4. Auf welchen Wegen bauen Pflanzen alle benötigten organischen Moleküle auf?<br />
5. Wie interagieren Pflanzen mit anderen Organismen?<br />
6. Wodurch erhalten pflanzliche Bewegungen ihre Richtung?<br />
7. Warum synthetisieren Pflanzen so viele verschiedene Verbindungen?<br />
8. Wie wird Sonnenenergie in Biomasse umgewandelt?<br />
35
36
Einige Leitfragen<br />
1. Wie werden Wachstum und Entwicklung gesteuert?<br />
2. Wie reagiert die pflanzliche Entwicklung auf Umweltfaktoren?<br />
3. Wie stellt sich eine Pflanze auf wechselnde Umweltbedingungen ein?<br />
4. Auf welchen Wegen bauen Pflanzen alle benötigten organischen Moleküle auf?<br />
5. Wie interagieren Pflanzen mit anderen Organismen?<br />
6. Wodurch erhalten pflanzliche Bewegungen ihre Richtung?<br />
7. Warum synthetisieren Pflanzen so viele verschiedene Verbindungen?<br />
8. Wie wird Sonnenenergie in Biomasse umgewandelt?<br />
9. Welche Mechanismen erlauben Pflanzen die Anpassung an unterschiedliche Habitate?<br />
37
Die Entstehung von Ökotypen<br />
Im Hochgebirge mit seiner deutlich kürzeren<br />
Vegetationsperiode haben kleinwüchsige<br />
Pflanzen eine größere Chance sich zu vermehren.<br />
38
<strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
Physiologie = Teilgebiet der Biologie, das sich mit<br />
den Lebensvorgängen u. Lebensäußerungen (...)<br />
befasst. Ziel ist, möglichst auf molekularer Ebene<br />
die Reaktionen und Abläufe von Lebensvorgängen<br />
(Stoffwechsel, Bewegung, Keimung, Wachstum,<br />
Entwicklung, Fortpflanzung u.a.) bei den<br />
Organismen bzw. ihren Zellen, Geweben oder<br />
Organen so zu beschreiben, dass (...)<br />
Funktionstheorien in generellen Sätzen mit<br />
Gesetzescharakter formuliert und somit Prognosen<br />
über das Verhalten eines „Systems“ gestellt<br />
werden können.<br />
(Lexikon der Biologie)<br />
39
Funktion und biologisches System<br />
Nature (2000)<br />
Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand)<br />
40
Übersicht <strong>Vorlesung</strong> <strong>Pflanzenphysiologie</strong><br />
Block 1: Entwicklungsphysiologie<br />
Block 2: Sinnesphysiologie; Interaktionen von Pflanzen mit der<br />
belebten und unbelebten Umwelt; Signale und ihre Verarbeitung<br />
Block 3: Stoffwechselphysiologie<br />
41
Block 1: Entwicklungsphysiologie<br />
Betrachtung der einzelnen Entwicklungsschritte, Unterscheidung von stark<br />
determinierten und wesentlich umweltbeeinflussten Prozessen<br />
Samenkeimung, Photomorphogenese, Entwicklungssteuerung durch Licht<br />
Wachstum: Regulation der Zellteilung (Zellzyklus), Zellstreckung<br />
Ausbildung der Gestalt: Verzweigungen, Formen<br />
Umschalten von vegetativer zu regenerativer Entwicklung: Blühinduktion<br />
Bestäubung und Befruchtung, Selbstinkompatibilität, Embryogenese, Samenreifung<br />
Seneszenz, programmierter Zelltod: z.B. Blattfall (Abscission), Xylementstehung<br />
Bewegungen: Tropismen, Nastien<br />
Entwicklungssteuerung durch Hormone<br />
Entwicklungssteuerung durch Umweltfaktoren: Licht; Photoperiode;<br />
Temperatur; Circadiane Rhythmik<br />
42
Block 2: Sinnesphysiologie; Interaktionen von Pflanzen mit der<br />
belebten und unbelebten Umwelt; Signale und ihre Verarbeitung<br />
Biotische Interaktionen: Symbiosen, Pathogenabwehr, Allelopathie<br />
Reaktionen auf abiotische Faktoren<br />
Die Stresshormone ABA, JA, Ethylen, (SA)<br />
Die Sinne der Pflanzen: sehen, schmecken, tasten, riechen<br />
43
Block 3: Stoffwechselphysiologie<br />
Photosynthese-Vertiefung: Regulation, Anpassung<br />
Regulation des Kohlenhydratstoffwechsels<br />
Lipidstoffwechsel<br />
Funktionen von Sekundärstoffen<br />
Weitere Biosynthesen<br />
44
Lehrbücher<br />
Der Stoff ist aufgrund der<br />
Aktualität des Buches<br />
weitgehend abgedeckt:<br />
45
Block 1: Entwicklungsphysiologie<br />
Betrachtung der einzelnen Entwicklungsschritte, Unterscheidung von stark<br />
determinierten und wesentlich umweltbeeinflussten Prozessen<br />
Samenkeimung, Photomorphogenese, Entwicklungssteuerung durch Licht<br />
Wachstum: Regulation der Zellteilung (Zellzyklus), Zellstreckung<br />
Ausbildung der Gestalt: Verzweigungen, Formen<br />
Umschalten von vegetativer zu regenerativer Entwicklung: Blühinduktion<br />
Bestäubung und Befruchtung, Selbstinkompatibilität, Embryogenese, Samenreifung<br />
Seneszenz, programmierter Zelltod: z.B. Blattfall (Abscission), Xylementstehung<br />
Bewegungen: Tropismen, Nastien<br />
Entwicklungssteuerung durch Hormone<br />
Entwicklungssteuerung durch Umweltfaktoren: Licht; Photoperiode;<br />
Temperatur; Circadiane Rhythmik<br />
46
Block 1:<br />
Entwicklungsphysiologie<br />
3 Phasen:<br />
Embryogenese<br />
Vegetative Entwicklung<br />
Reproduktive Entwicklung<br />
Der Lebenszyklus<br />
einer Pflanze<br />
47
Entwicklungsphysiologie<br />
Bereits angesprochene Charakteristika der pflanzlichen Entwicklung<br />
1. Unbegrenztes Wachstum von Pflanzen: Pflanzen hören nicht auf zu<br />
wachsen. Wachstum ist ein Ersatz für die Bewegung in neue Habitate.<br />
Bristlecone pine<br />
48
Entwicklungsphysiologie<br />
Bereits angesprochene Charakteristika der pflanzlichen Entwicklung<br />
2. Plastizität: die pflanzliche<br />
Entwicklung ist stark durch<br />
Umweltsignale beeinflusst.<br />
Thigmomorphogenese<br />
berührt<br />
unberührt<br />
49
Plastizität ist jedoch nicht absolut<br />
Einige pflanzliche Entwicklungsprozesse sind wesentlich<br />
genetisch determiniert:<br />
Bsp.: Samenreifung<br />
Bsp.: Blütenmorphologie<br />
50
Plastizität ist jedoch nicht absolut<br />
Andere pflanzliche Entwicklungsprozesse dagegen sind stärker<br />
durch Umweltfaktoren determiniert:<br />
Beispiel Photomorphogenese/Skotomorphogenese<br />
Taiz/Zeiger, Plant Physiology<br />
Im Dunkeln z.B. kein Ergrünen, kein<br />
Entrollen der Blätter, Verlängerung<br />
der Coleoptile.<br />
Taiz/Zeiger, Plant Physiology<br />
Im Dunkeln z.B. kein Ergrünen,<br />
Verlängerung des Hypokotyls, Erhaltung<br />
des apikalen Hakens.<br />
51
Entwicklungsphysiologie<br />
Bereits angesprochene Charakteristika der pflanzlichen Entwicklung<br />
3. Totipotenz pflanzlicher Zellen: die Fähigkeit <strong>zur</strong> Dedifferenzierung<br />
52
Die Regenerationsfähigkeit ist eine wichtige Voraussetzung<br />
für die Transformation vieler Pflanzen.<br />
Aus dem Kallus entwickelt<br />
sich schließlich wieder<br />
eine Pflanze.<br />
Diese wird von<br />
Nährmedium in Erde<br />
transferiert und im<br />
Gewächshaus weiter<br />
kultiviert.<br />
53<br />
Quelle: UC Davis
Entwicklungsphysiologie<br />
Bereits angesprochene Charakteristika der pflanzlichen Entwicklung<br />
1. Unbegrenztes Wachstum von Pflanzen: Pflanzen hören nicht auf zu<br />
wachsen. Wachstum ist ein Ersatz für die Bewegung in neue Habitate.<br />
2. Plastizität: die pflanzliche Entwicklung ist stark durch Umweltsignale<br />
beeinflusst.<br />
3. Totipotenz pflanzlicher Zellen: die Fähigkeit <strong>zur</strong> Dedifferenzierung<br />
4. Neue Organe werden während der gesamten Entwicklung<br />
gebildet, alte Organe können ersetzt werden.<br />
Pflanzen behalten aktive Stammzellen.<br />
Die pflanzliche Entwicklung ist in all diesen Charakteristika<br />
fundamental verschieden von tierischer Entwicklung.<br />
Diese Unterschiede sind eine Konsequenz von Lebensweise (sessil)<br />
und evolutionärer Geschichte.<br />
54
Der letzte gemeinsame Vorfahre von Tieren und<br />
Pflanzen war höchstwahrscheinlich einzellig.<br />
Die ältesten multizellulären<br />
Fossilien sind etwa 600 Mio.<br />
Jahre alt.<br />
Die Trennung der pflanzlichen<br />
und tierischen<br />
Entwicklungslinien passierte<br />
zwischen dem 1.<br />
endosymbiontischen Ereignis<br />
(Mitochondrien) und dem 2.<br />
endosymbiontischen Ereignis<br />
(Plastiden).<br />
Pflanzen und Tiere haben<br />
Entwicklung unabhängig<br />
voneinander evolviert.<br />
Published by AAAS<br />
E. M. Meyerowitz Science 295, 1482 -1485 (2002)<br />
55
Der Lebenszyklus<br />
einer Pflanze<br />
3 Phasen:<br />
Embryogenese<br />
Vegetative Entwicklung<br />
Reproduktive Entwicklung<br />
56
Vegetative Entwicklung: Samenruhe<br />
1. Biochemische Samenruhe<br />
Abbau und/oder Ausspülen von Hemmstoffen ist<br />
erforderlich; bei heimischen Obstarten z.B. Amygdalin<br />
2. Physikalische/mechanische Samenruhe<br />
Abbau der Samenschale durch Mikroorganismen<br />
und/oder Passage durch einen Verdauungstrakt<br />
3. Erforderliche Nachreifung des Embryos<br />
Im Samen von Orchideen können sich die Embryos erst<br />
nach Etablierung einer Mycorrhiza fertig entwickeln.<br />
57<br />
Weiler/Nover, Allgemeine und molekulare Botanik, 18.26
Vegetative Entwicklung: Keimung<br />
Die Keimung ist ein extrem kritischer Moment im Leben einer Pflanze: der Schutz der<br />
Samenschale wird aufgegeben. Ein junger Keimling ist anfällig gegenüber<br />
Pathogenen, ungünstigen Umweltbedingungen etc. Deshalb ist das richtige Timing<br />
entscheidend.<br />
Häufig müssen bestimmte Umweltbedingungen vorliegen.<br />
Wichtiges Beispiel: Stratifikation, d.h. das Einwirken tiefer<br />
Temperaturen.<br />
Strasburger, Lehrbuch der Botanik<br />
58
Vegetative Entwicklung: Keimung<br />
Dormanz ist ein generell weit verbreitetes Phänomen bei<br />
Pflanzen der gemäßigten nördlichen Klimazonen.<br />
59
Kontrolle der Keimung<br />
Informationen für den ruhenden Samen über aktuelle Bedingungen und<br />
Bedingungen der nahen Zukunft:<br />
Umweltfaktor<br />
Licht<br />
Temperaturwechsel<br />
Regenereignis<br />
Rauch<br />
Nitrat<br />
Jahreszeit/jahreszeitliche<br />
Temperaturveränderung<br />
Ökologische Bedeutung<br />
1. Anzeigen von Vegetationslücken<br />
2. Bodentiefe<br />
1. Anzeigen von Vegetationslücken<br />
2. Bodentiefe<br />
Wasserverfügbarkeit<br />
Feuer, Fehlen von Konkurrenz<br />
1. Anzeigen von Vegetationslücken<br />
2. Nährstoffverfügbarkeit<br />
Detektion der richtigen Saison<br />
Nach: Lambers, Plant Physiological Ecology<br />
60
„Desert Bloom“: ein nur<br />
selten auftretendes<br />
Regenereignis löst simultane<br />
massive Keimung aus.<br />
61
Kontrolle der Keimung<br />
Informationen für den ruhenden Samen über aktuelle Bedingungen und<br />
Bedingungen der nahen Zukunft:<br />
Umweltfaktor<br />
Licht<br />
Temperaturwechsel<br />
Regenereignis<br />
Rauch<br />
Nitrat<br />
Jahreszeit/jahreszeitliche<br />
Temperaturveränderung<br />
Ökologische Bedeutung<br />
1. Anzeigen von Vegetationslücken<br />
2. Bodentiefe<br />
1. Anzeigen von Vegetationslücken<br />
2. Bodentiefe<br />
Wasserverfügbarkeit<br />
Feuer, Fehlen von Konkurrenz<br />
1. Anzeigen von Vegetationslücken<br />
2. Nährstoffverfügbarkeit<br />
Detektion der richtigen Saison<br />
Nach: Lambers, Plant Physiological Ecology<br />
62
Vegetative Entwicklung: Keimung<br />
Häufig müssen bestimmte Umweltbedingungen vorliegen.<br />
Weiteres Beispiel: Feuer<br />
Die Samen vieler Pflanzen vor allem in trockenen<br />
Gebieten keimen erst nach einem Feuer.<br />
Aus Cellulose-Rauch ist vor einigen Jahren eine Verbindung<br />
isoliert worden, die auf viele Samen keimungsauslösend wirkt.<br />
„Feuer-Lacton“<br />
Arctostaphylos viscida aus<br />
dem kalifornischen Chaparral<br />
Science 2004:<br />
A Compound from Smoke That Promotes Seed<br />
Germination<br />
Gavin R. Flematti, Emilio L. Ghisalberti, Kingsley W.<br />
Dixon, Robert D. Trengove<br />
63
Ablauf der Keimung<br />
Keimung verläuft in unterscheidbaren Phasen:<br />
1. Phase der Wasseraufnahme: Wiederherstellung der Proteinbiosynthese,<br />
DNA-Reparatur<br />
2. Phase der Wasseraufnahme (hier Phase III): Mobilisierung der<br />
Reservestoffe, Wachstum des Keimlings<br />
Am wichtigsten sind die Verfügbarkeit von Wasser und O 2<br />
.<br />
(extant mRNAs: noch vorhandene mRNAs)<br />
64
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