Biorhythmen: Endogene Rhythmik („innere Uhr“) und Photoperiodismus

Zusammenfassung

Viele Stoffwechsel- und Entwicklungsprozesse zeigen in der Pflanze normalerweise einen rhythmischen Verlauf, ohne daß hierzu entsprechende rhythmische Änderungen der Umwelt notwendig sind; man spricht daher von endogenen Rhythmen. Die Periodenlängen dieser Rhythmen können im Bereich von Minuten bis Tagen liegen. Am bekanntesten sind die circadianen Rhythmen (Periodenlänge circa 24 h), welche in den folgenden Experimenten im Vordergrund stehen. Die Fähigkeit, Schwingungen auszuführen, ist eine Systemeigenschaft des Organismus; sie resultiert aus der Tatsache, daß die Steuerung der Lebensprozesse durch ein Netzwerk von Regelkreisen erfolgt. Ähnlich wie ein einfacher elektrischer Schwingkreis sind solche Systeme unter bestimmten Bedingungen zu endogenen Schwingungen befähigt. Diese Schwingungen werden meist durch ein sprunghafte Veränderung der Umweltbedingungen (Zeitgeber-Ereignis) ausgelöst und laufen dann mit weitgehend konstanter Periodenlänge weiter. In der Regel schwächt sich die Amplitude im Laufe der Zeit ab (Dämpfung). Die typischen circadianen Rhythmen zeigen eine weitgehende Temperaturunabhängigkeit der Periodenlänge. Der Steuermechanismus endogen rhythmischer Prozesse (die „innere Uhr“) ist bis heute eines der größten Rätsel der Biologie geblieben. Daher behandeln auch die in diesem Kapitel beschriebenen Experimente vor allem die Phänomenologie der endogenen Rhythmik.