Photoperiodische Krümmungsbewegungen an Gurkenhypokotylen

An j u n g e n , aber schon vol l e rgrünten , im natürl ichen L i c h t D u n k e l W e c h s e l wachsenden Ke impf lanzen von Cucumis sativus L. lassen sich per iod ische H y p o k o t y l k r ü m m u n g e n e r z w i n g e n , wenn man einen K o t y l e d o verdunkel t und den anderen u n v e r d u n k e l t l äß t oder abschneidet . E ine g le ich stark a u s g e p r ä g t e per iod ische H y p o k o t y l k r ü m m u n g kommt nicht zustande, wenn man den einen K o t y l e d o abschneidet und den K e i m l i n g dann im tägl i chen L i c h t w e c h s e l Aveiterzieht oder in die D u n k e l k a m m e r br ingt . D i e Per i od i z i tä t der B e w e g u n g kommt also dann besonders schar f zum A u s d r u c k , wenn ein Te i l der P f lanze dem tägl ichen L i c h t w e c h s e l entzogen wird , während der ü b r i g e Te i l ihm ausgesetzt b le ibt . Die E r k l ä r u n g dür f t e in f o l g e n d e m l iegen : A u s den K o t y l e d o n e n und der P l u m u l a f l i eßt W u c h s s t o f f nach dem H y p o k o t y l , und zwar um so s tärker , je s chwächer die Be leuchtungs intens i tä t ist. W ä h r e n d des natür l i chen L icht und D u n k e l w e c h s e l s ist dieser W u c h s s t o f f täg l i chen S c h w a n k u n g e n unterwor fen . Dadurch kommt ein T a g e s rhythmus im W a c h s t u m des H y p o k o t y l s zustande, der mit dem T a g e s r h y t h m u s in den B e w e g u n g e n der K o t y l e d o n e n Hand in Hand geht. Heben der K o t y l e d o n e n ist mit v e r s t ä r k t e m W u c h s s t o f f a b f l u ß und s tärkerem W a c h s t u m des H y p o k o t y l s , Senken mit v e r r i n g e r t e m W u c h s s t o f f a b f l u ß und s chwächerem W a c h s t u m des H y p o k o t y l s verbunden . W i r d ein K o t y l e d o verdunke l t , s o f l ießt aus ihm ein kont in ier l i cher W u e h s s t o f f s t r o m nach dem H y p o k o t y l . D a d u r c h kommt es zu einer K o n v e x k r ü m m u n g der H y p o k o t y l l lanke unterhalb des verdunke l ten Koty l edos . Die Stärke der K r ü m m u n g hängt von dein Z e i t p u n k t der V e r d u n k e l u n g , von der Intensität der Be leuchtung der ü b r i g e n Te i l e des K e i m l i n g s s o w i e von dem Gehalt des verdunkel ten K o t y l e d o s an W u c h s s t o f f ab, der se inersei ts abhäng ig ist von der Intensität und Dauer seiner photosynthet i schen T ä t i g kei t v o r se iner V e r d u n k l u n g . D ie re ine K r ü m m u n g s b e w e g u n g des H y p o k o t y l s ist über lager t v o n rhythmischen B e w e g u n g e n , die den Charakter abk l ingender s inusverwandter S c h w i n g u n g e n haben. Sie werden h e r v o r g e r u f e n durch das A u f t r e f f e n des kont inuier l i chen W u c h s s t o f f s t r o m e s aus dem verdunke l ten K o t y l e d o auf das tagesper iod ischen W a c h s t u m s s c h w a n k u n g e n u n t e r w o r f e n e H y p o k o t y l . Je nachdem, ob neben dem verdunkel ten K o t y l e d o der andere K o t y l e d o vorhanden ist oder ent fernt wurde , sind die ü b e r l a g e r n d e n S c h w i n g u n g e n von verschiedener Amplitude. Bei schwächerer Beleuchtung ( F e b r u a r V e r s u c h ) schwächt das Vorhandense in des unverdunke l ten K o t y l e d o s die Schwingungsaussch läge , bei stärkerer B e l e u c h t u n g ( J u l i V e r s u c h ) ve rs tärk t er sie, we i l im ersten Fal l der abf l ießende W u c h s s t o f f aus dem unverdunke l ten K o t y l e d o die W i r k u n g der V e r d u n k l u n g des anderen K o t y l e d o schwächt , im zwei ten Fal le aber der W u c h s s t o f f s t r o m aus dem unverdunke l t en K o t y l e d o v ö l l i g zum Sti l lstand kommen kann (oder v ie l le icht s o g a r ein Hemmsto f f abge le i te t w i r d ) . D e r e inem T a g e s r h y t h m u s u n t e r w o r f e n e W u c h s s t o f f a b f l u ß aus den Blättern nach dem Stengel ist ein f ü r alle photoper iod i s chen W a c h s t u m s und E n t w i c k l u n g s p r o z e s s e w i c h t i g e r V o r g a n g .