Photoperiodismus

Photoperiodismus beinhaltet alle Morphosen von Pflanzen, die von der Dauer der Photoperiode (Lichtperiode) induziert werden. Die Schwellenenergie beträgt hierbei etwa 10^-2 bis 10^-3 W/m² [es kann bereits Vollmondlicht (~ 5 x 10^-3 W/m²) wirksam sein].

Kurztagpflanze (KTP) oder Langtagpflanze (LTP)

Praktisch bedeutet das eine Tageslängenabhängigkeit (tägliche Hell-Dunkel-Periode) von Entwicklungsprozessen bei Pflanzen, insbesondere der Blüteninduktion (Blütenbildung). Die Dunkel- bzw. Nachtphase ist hierbei entscheidend für das Verhalten der Pflanze. Der Photoperiodismus ist genetisch bedingt. Es lassen sich grob drei Typen von Pflanzen unterscheiden: Kurztagpflanzen (KTP), Langtagpflanzen (LTP) und tagneutrale Pflanzen.

Es handelt sich hierbei nicht um ein Alles-oder-Nichts-Ereignis, diese Reaktion ist vielmehr bei unterschiedlichen Spezies verschieden stark ausgeprägt. Somit reicht bei manchen Arten ein einziger Induktionszyklus (Ipomoea nil), andere hingegen benötigen bis zu 25 Zyklen (Plantago lanceolata). Es wird weiter zwischen qualitativen (absoluten) und quantitativen Kurz- bzw. Langtagpflanzen unterschieden. Diese können als eine Art vermittelndes Glied zwischen den photoperiodischen und den tagneutralen Pflanzen angesehen werden, da sie sowohl in Dauerdunkelheit als auch in Dauerlicht blühen, eine Verlängerung (LTP) oder Verkürzung (KTP) der Photoperiode allerdings aber eine starke Förderung der Blühinduktion zur Folge hat. Darüber hinaus existieren noch Kurzlangtagpflanzen (KLTP) und Langkurztagpflanzen (LKTP), welche zwei verschieden lange aufeinander folgende Photoperioden benötigen. Dies hat den Sinn, zwischen kurzen Tagen im Frühling und im Herbst zu unterscheiden.

Die Unterscheidung zwischen KTP und LTP hat allerdings weniger mit der jeweiligen Tageslänge, als viel mehr mit der Richtung, von der aus die kritische Tageslänge überschritten wird, zu tun. So blühen LTPs, wenn die Tage endlich lange genug und KTPs wenn die Tage endlich kurz genug sind. Da die kritische Tageslänge artspezifisch ist, kann es hier durchaus zu Überschneidungen kommen.

Erkennung der Tageslänge

Erkannt wird die Tageslänge allerdings nicht direkt über die Länge der Photoperiode, sondern über die der Dunkelperiode, was auch erklärt, wieso eine helle Vollmondnacht bereits reicht, um die Blühinduktion von in dieser Hinsicht empfindlichen Pflanzen hinauszuzögern. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Kurz- bzw. Langnachtpflanzen. Bei manchen KTPs reicht bereits Störlicht ab nur einer Minute, um die Blüte zu unterbinden, wohingegen Störlicht bei LTPs über mehrere Stunden gegeben werden muss, um eine Blühinduktion zu erreichen.

Weiterhin ist die Fläche, die dem Licht ausgesetzt ist, nahezu völlig irrelevant für den Effekt, da bereits einzelne richtig belichtete Teile eines Blattes genügen. Mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 mm/h wird diese Information mittels des FT(Flowering Locus T)-Proteins, welches auch als Florigen bezeichnet wird, zu den Spross meristemen transportiert.^[1]

Durch Versuche mit Aufpfropfungen wurde allerdings festgestellt, dass diese Systeme in vielen Pflanzen sehr ähnlich oder gleich sind, da mit aufgepfropften KTP-Blättern LTPs mit kurzen Tageslängen zum Blühen gebracht werden konnten und umgekehrt.

Strategischer Sinn

Der „Sinn“ dieses Systems ist im Verbreitungsgebiet verschiedener Pflanzen begründet. So finden sich am Äquator vorwiegend KTPs und tagneutrale und in hohen Breitengraden eher LTPs, da hier z.B. die kurzen Vegetationszeitfenster im Sommer gut abgepasst werden müssen. Auch in Gebieten, in denen es zu Dürreperioden oder anderen ungünstigen Klimaereignissen kommt, sind diese Systeme darauf geeicht.

Beispiele

Qualitative Langtagpflanzen

Triticum aestivum
Secale cereale
Phleum pratense
Hyoscyamus niger

Quantitative Langtagpflanzen

Arabidopsis thaliana
Solanum tuberosum

Tagneutrale Pflanzen

Poa annua
Thlaspi arvense
Helianthus tuberosus
Senecio vulgaris

Qualitative Kurztagpflanzen

Coffea arabica
Amaranthus caudatus
Chrysanthemum indicum
Glycine max

Quantitative Kurztagpflanzen

Dahlia variabilis
Cannabis sativa
Saccharum officinarum

Langkurztagpflanzen

Kalanchoe daigremontiana
Cestrum nocturnum

Kurzlangtagpflanzen

Campanula medium
Trifolium repens
Kalanchoe blossfeldiana

Siehe auch

Verdunklung (Gartenbau)
Schossen von Salat

Literatur

Eduard Strasburger (Begr.), Peter Sitte, Elmar Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky, Christian Körner: Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. 35. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1010-X.

Einzelnachweise

↑ Corbesier et al.: FT Protein Movement Contributes to Long-Distance Signaling in Floral Induction of Arabidopsis. In: Science. 316. Jahrgang, Mai 2007, S. 1030–1033 (ku.dk [PDF]).

Weblinks

[1] Corbesier et al.: FT Protein Movement Contributes to Long-Distance Signaling in Floral Induction of Arabidopsis. In: Science. 316. Jahrgang, Mai 2007, S. 1030–1033 (ku.dk [PDF]).

[1]