4.5 Basiert die phototrope Reaktion auf Wachstum oder auf elastischen Vorgängen?

Die phototrope Reaktion basiert auf ähnlichen Mechanismen wie Wachstum. Die Epidermiszellen auf der dem Licht abgewandten Seite verlängern sich und das Hypokotyl neigt sich zur Lichtquelle. Ob es sich hierbei um reversible elastische Vorgänge oder um Streckung oder um eine Kombination aus beidem handelt, steht noch nicht fest. Auch eine Verkürzung von Zellen auf der konkaven Seite wäre denkbar. CARÉ et al. (1998) beschrieben bei circumnutierenden Bohnenkeimlingen teils reversible und teils irreversible Längenänderungen von Zellen in der Krümmungszone. Auf der konkaven Seite der Krümmungszone fanden sie Epidermiszellen mit transversalen Falten. Sie vermuteten einen geringeren Turgor als Ursache dafür.

Aufnahmen mit der zweidimensionalen Verfahreinheit von Arabidopsis thaliana, die periodisch seitlichen Blaulichtpulsen ausgesetzt wurden, lieferten unterschiedliche Ergebnisse. In manchen Fällen ging die phototrope Reaktion mit einem deutlichen Längenzuwachs des Hypokotyls einher, der sich zur normalen wachstumsbedingten Verlängerung addierte. Die farbigen Linienscharen der Zeitverlaufsbilder des Wachstums im oberen Hypokotylbereich waren in solchen Fällen nach den Pulsen nach oben versetzt. Dies bedeutet, dass irreversible Verlängerungen von Zellen an der Reaktion beteiligt gewesen sein müssen. In anderen Fällen war ein zusätzlicher Längenzuwachs als Folge der phototropen Reaktion nicht zu erkennen. Auch bei sehr langsam oder möglicherweise nicht mehr wachsenden Hypokotylen waren gelegentlich phototrope Krümmungen zu erkennen, die zu keiner Verlängerung der Keimlinge führten. Hier müssen reversible Vorgänge eine Rolle spielen.

Für eine genauere Analyse des Verhältnisses von Längenzuwachs und durch phototrope Reaktionen oder auch durch Circumnutationen bedingte Krümmung wird noch geeignete Software entwickelt. Sie soll die Länge des gekrümmten Hypokotyls mit der Länge des geraden Hypokotyls vergleichen. Voraussetzung hierfür ist eine genauere Mustererkennung, um die natürlichen Markierungspunkte auf dem Hypokotyl besser lokalisieren zu können (vgl. Abschnitt 4.1.2). Weitere Registrierungen mit der dreidimensionalen Anlage sind geplant und sollen in Kürze veröffentlicht werden.