Erregbarkeit und Reaktion bei Algen und Pflanzen

Bei Algen- und Pflanzenzellen sind Membranpotenziale an Zell- und Organellengrenzen zu messen.
Riesenzellen, wie sie bei Algen (z. B. Nitella, Chara, Acetabularia) vorkommen und auffällig reagierende Pflanzen (Mimose) werden bevorzugt für elektrophysiologische Untersuchungen verwendet.

Das Membranpotenzial wird überwiegend durch aktiven Transport von Ionen mithilfe elektrogener Pumpen erzeugt. Bei Algen und Pflanzen transportiert die Protonenpumpe Protonen ( $H^{+} -Ionen$ ) aktiv aus der Zelle. Damit werden positive Ladungen von innen nach außen verschoben.
Mechanische Reize, Lichtreize, Turgordruck u. a. können bei Pflanzen Veränderungen des Membranpotenzials auslösen. Es entsteht das Aktionspotenzial, das durch De- und Repolarisation der Membran gekennzeichnet ist. Dieses Aktionspotenzial wurde z. B. bei der Mimose gemessen. Es pflanzt sich in den Siebröhren fort und führt in den Motorzellen der Blattgelenke zu typischen Klappbewegungen der doppelt gefiederten Blätter.

Die Fortleitung des Aktionspotenzials (Erregungsleitung, Signaltransfer) erfolgt als:

	Elektrische Erregungsleitung, bevorzugt durch lang gestreckte Zellen mit einer Geschwindigkeit von 0,7 bis 5 $cm \cdot s^{-1}$ .
	Chemische Erregungsleitung über Erregungssubstanzen (Turgorine) von Zelle zu Zelle und durch lang gestreckte Zellen mit einer Geschwindigkeit von 0,15 bis 2 $cm \cdot s^{-1}$ . Die höchste Geschwindigkeit wurde mit 6 bis 20 $cm \cdot s^{-1}$ bei der Venusfliegenfalle (Dionaea) gemessen. Turgorine sind Glykoside von der Gallussäure und anderen Hydrobenzoesäuren.

Auch Spaltöffnungsbewegungen sind auf Erregungsprozesse als Auslöser von Turgordruckänderungen in den Schließzellen zurückzuführen. Solche ungerichteten Bewegungen nennt man Nastien.

Andere Reaktionen der Pflanzen sind Krümmungsbewegungen aufgrund von Wachstumsänderungen. Dazu gehören tropistische (gerichtete) Krümmungsbewegungen. Bewegungen zum Reiz hin bezeichnet man als positiven Tropismus, Bewegungen vom Reiz weg als negativen Tropismus. Taxien sind auf den Reiz ausgerichtete freie Ortsbewegungen (z. B. positive Fototaxie der Augengeißler Euglena).

Autonome (auch endogene bzw. durch innere Ursachen bedingte) Bewegungen werden hauptsächlich durch physiologische Prozesse (physiologische oder innere Uhr) gesteuert (endogene Rhythmik). Hierzu gehören z. B. „Suchbewegungen“ von Ranken.

Reaktions-form	Reizart	Reiz/ Reaktionsort	Beispiele/ Pflanzen
Seismonastie	Erschütterungs-reiz, mechanischer Reiz	Blattgelenke, Staubblätter, Ventile der Fangblase	Mimose, Venusfliegenfalle, Flockenblume, Wasserschlauch
Thigmonastie	Berührungsreiz, mechanischer Reiz	Ranken, Tentakel	Erbse, Passionsblume, Sonnentau, Berberitze
Chemonastie	chemischer Reiz	Blattgelenke	Insektivoren, z. B. Venusfliegenfalle, Sonnentau
Fotonastie	Veränderung der Lichtintensität, optischer Reiz	Blütenorgane, Blattgelenke	Mimose, Sauerklee

Stand: 2010
Dieser Text befindet sich in redaktioneller Bearbeitung.

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