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Die Wahrnehmung des Lichtes — Photosensoren und Photomorphogenese

  • Peter Schopfer
  • Axel Brennicke
Chapter
Part of the Springer-Lehrbuch book series (SLB)

Zusammenfassung

Licht spielt für die Pflanze nicht nur als Energiequelle, sondern auch als Informationsquelle eine entscheidende Rolle. Die über das Lichtklima der Umwelt informierenden Signale können von mehreren Photosensoren (Photoreceptoren) wahrgenommen werden, welche verschiedene Spektralbereiche des Sonnenlichts erkennen. Neben den blaulichtempfindlichen Cryptochromen sind die Phytochrome die wichtigsten Photosensoren für die Steuerung der pflanzlichen Entwicklung durch Licht. Phytochrome sind Chromoproteine,die durch hellrote Lichtpulse aktiviert werden können und deren physiologisch aktive Form durch dunkelrote Lichtpulse wieder inaktiviert wird. Die Steuerung der Entwicklung höherer Pflanzen durch Phytochrome ist besonders auffällig im Keimlingsstadium. Im Dunkeln,z.B.unter der Erdoberfläche, folgt die Keimlingsentwicklung der Strategie der Skotomarphogenese, die darauf abzielt, durch schnelles Streckungswachstum des Sprosses die Spitze der Pflanze ans Licht zu bringen, bevor die begrenzten Vorräte an Speicherstoffen durch die heterotrophe Lebensweise erschöpft sind. Dabei werden alle Entwicklungsprozesse unterdrückt, die nur für das Leben am Licht erforderlich sind. Die alternative Entwicklungsstrategie der Photomorphogenese, die im Licht befolgt wird, ist darauf ausgerichtet, die Vorräte der Pflanze möglichst rasch in die Ausbildung jener Strukturen und Funktionen zu investieren, die für die photosynthetische Energiegewinnung und andere lichtabhängige Eigenschaften notwendig sind. Die Basis für die Skotomorphogenese ist eine Neuerwerbung der Samenpflanzen im Zuge einer genetischen Optimierung der postembryonalen Entwicklung des Sporophyten. lm Phytochrom wird das Lichtsignal in ein chemisches Signal umgewandelt, das über eine oder mehrere biochemische Signaltransduktionsketten die Aktivierung oder Inaktivierung bestimmter Gene veranlaßt. Der zeitliche und räumliche Rahmen, in dem diese Genregulation in den verschiedenen Zellen der Pflanze stattfindet, wird durch ein endogen vorgegebenes Kompetenzprogramm festgelegt. Die biochemischen Mechanismen der lichtinduzierbaren Regulationsprozesse sind Gegenstand intensiver Forschung, die sich mit Erfolg auf die Analyse von Mutanten und andere molekulargenetischeVerfahren stützt.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1999

Authors and Affiliations

  • Peter Schopfer
    • 1
  • Axel Brennicke
    • 2
  1. 1.Institut für Biologie II, BotanikUniversität FreiburgFreiburgDeutschland
  2. 2.Allgemeine BotanikUniversität UlmUlmDeutschland

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