Phytohormon
Phytohormone (griechische Einzahl φυτοορμόνη, fitoormóni, „das Pflanzenhormon“) sind biochemisch wirkende pflanzeneigene (endogene) organische Verbindungen, die als Botenstoffe (sog. Signalmoleküle) Wachstum und Entwicklung der höheren Pflanzen steuern und koordinieren. Neben den echten Phytohormonen gibt es zahlreiche andere Pflanzeninhaltsstoffe, die ebenfalls wachstumsregulatorische Wirkung zeigen, zum Beispiel einige phenolische Verbindungen und Steroide. Diese gehören jedoch definitionsgemäß nicht zu den Pflanzenhormonen.
Vorkommen und Nachweis
Phytohormone kommen in allen höheren Pflanzen vor. Pflanzenhormone werden nur in ganz geringen Mengen gebildet, sind aber schon in sehr niedrigen Konzentrationen physiologisch hoch wirksam. Der Gehalt an den einzelnen Pflanzenhormonen hängt vom jeweiligen Pflanzenorgan und dessen Entwicklungszustand ab. Häufig ist nicht die absolute Konzentration entscheidend, sondern das Mengenverhältnis der Phytohormone zueinander. Nachweis und Bestimmung von Phytohormonen erfolgen durch verschiedenartige empfindliche Biotestverfahren, durch physikalisch-chemische Methoden und immunologische Analysenverfahren. Bedeutende Gehalte an Phytohormonen finden sich nach bisherigem Kenntnisstand z. B. in Hopfen, Rotklee, Sojabohnen und Yamswurzel.
Wirkungsweise
Die Pflanzenhormone werden in der Pflanze vom Entstehungs- zu einem spezifischen Wirkungsort transportiert, entweder von Zelle zu Zelle (z. B. Auxin), über die Leitungsbahnen (z. B. Cytokinine), oder über den Gasraum zwischen den Zellen (Ethylen).
Sie sind damit sozusagen das Nervensystem der Pflanze, indem sie Informationen zwischen den pflanzlichen Geweben austauschen und auf äußere ökologische Einflüsse eine spezifische Reaktion bewirken. Pflanzenhormone regulieren im engen wechselseitigen Zusammenspiel die pflanzlichen Wachstums- und Entwicklungsprozesse und können diese auslösen, hemmen oder fördern. Sie steuern und koordinieren auf diese Weise das Wachstum von Wurzel, Spross und Blatt, die Entwicklung von Samen und Frucht, die Seneszenz und Abszission, die Apikaldominanz, Ruhepausen von Pflanzen, den Geotropismus und Phototropismus und viele andere Prozesse.
Entstehungsorte und der auf chemische Wechselwirkung beruhende Mechanismus sind noch wenig erforscht. Angriffsort der Phytohormone sind hormonspezifische Rezeptorproteine. Regulierung der Produktion: Die Pflanzenhormone werden entweder
- durch verschiedene enzymatisch gesteuerte Abbaureaktionen irreversibel inaktiviert,
oder
- durch Konjugatbildung mit Monosacchariden oder Aminosäuren in biologisch inaktive Speicherformen überführt. Diese Konjugate haben als reversible (wieder aktivierbare) Deaktivierungsprodukte eine wichtige Funktion im Stoffwechsel der Pflanze.
Im Gegensatz zu tierischen Hormonen haben Phytohormone ein sehr breites Wirkungsspektrum bei geringerer Wirkungsspezifität. Bildungsort und Wirkungsort sind oft nicht eindeutig voneinander getrennt.
Einteilung
Chemisch sind Phytohormone keine einheitliche Stoffklasse. Sie werden unterteilt in fünf Gruppen:
- die vorwiegend wachstumsfördernden Auxine, Cytokinine und Gibberelline,
- sowie die hemmenden Phytohormone Abscisinsäure und Ethylen.
Zudem spielen Brassinosteroide, Jasmonate, Salizylate und Polyamine eine Rolle.
Anwendung
Pflanzenhormone und wirkungsverwandte Wachstumsregulatoren finden in der Land- und Forstwirtschaft sowie im Gartenbau eine breite Anwendung; siehe Gibberellinsäure. Auch in der Medizin werden Pflanzenhormone wegen ihrer praktisch fehlenden Nebenwirkungen verstärkt eingesetzt (v.a. bei Menstruationsbeschwerden, im Klimakterium).
Siehe auch
Literatur
- Heide Theiß, Bruno Hügel: Experimente zur Entwicklungsbiologie der Pflanzen - Phytohormone; Wiesbade: Quelle & Meyer, ISBN 3-494-01242-3