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Lexikon der Biologie: Rankenbewegungen

Rankenbewegungen, zum Umfassen einer Stütze führende Bewegungen von Ranken. Die Funktion von Ranken besteht darin, Sproßachsen zu stützen, die sonst unter der Last der von ihnen getragenen Organe abknicken würden (Biegefestigkeit, Biomechanik). Rankenbewegungen bestehen daher aus einer (ungerichteten) Suchbewegung, einer Erkennung der Stütze und einer Krümmungsbewegung um die Stütze herum. a) Die zumeist kreisende Suchbewegung ( vgl. Abb. ) geht auf autonome Nutationsbewegungen (Zyklonastie) zurück, die letztlich auf einer spiraligen Anordnung der epidermalen Zellen einer Ranke beruhen. b) Die Erkennung der Stütze erfolgt aufgrund einer mechanischen Reizung und läßt sich z.B. durch Reiben mit einem rauhen Glasstab oder einem Wollfaden hervorrufen. Dies führt zur Aktivierung mechanosensitiver Ionenkanäle (mechanosensitive Kanäle). In Ranken der Zaunrübe ( vgl. Abb. ) konnte z.B. ein mechanosensitiver Calciumkanal nachgewiesen werden. Die Reizung wird von Aktionspotentialen begleitet, wobei bisher unklar ist, ob diese Begleiterscheinungen darstellen oder für die Signalverarbeitung notwendig sind. Manche dieser Aktionspotentiale entstehen erst viele Stunden nach der Berührung. Dabei gibt es Ranken, die nur an einer Seite reizbar sind und sich dann zur gereizten Flanke hin einkrümmen, und Ranken, die zwar allseitig gereizt werden können, sich aber dennoch nur zu einer (morphologisch unterscheidbaren) Flanke hin krümmen (Thigmonastie). In einem dritten Fall ist die Ranke allseitig reizbar und kann sich auch in alle Richtungen krümmen. Hier wird die Bewegungsrichtung also durch den Reizort bestimmt, so daß ein echter Thigmotropismus vorliegt. c) An der Rankenseite, an der die Berührung (Berührungsreize) erfolgt, sinkt der Turgor – offensichtlich unter Verlust der Semipermeabilität der entsprechenden Zellen. Gleichzeitig nimmt der Turgor an der gegenüberliegenden Seite zu. Diese zu einer ersten Krümmung führenden Veränderungen verlaufen z.B. bei den Ranken der Erbse unter Verbrauch von ATP (Adenosintriphosphat), und die Beteiligung bewegungsfähiger Proteine (Motorproteine) ist wahrscheinlich. Die Krümmungsbewegung wird von hormonellen Änderungen (Phytohormone) begleitet, die dann zu stabilen Wachstums-Gradienten führen, so daß die Stütze oft mehrfach umwunden wird. Neben einer Erhöhung der plastischen Dehnbarkeit auf der konvexen Seite durch Beteiligung von Auxin konnte in neuerer Zeit gezeigt werden, daß 12-Oxo-Phytodiensäure (OPDA), eine Zwischenstufe bei der Jasmonat-Synthese (Jasmonate, Jasmonsäure), für die Rankenkrümmung notwendig ist. Interessanterweise scheint das Endprodukt Jasmonat nicht der auslösende Faktor zu sein.

P.N.



Rankenbewegungen

1 Autonome, d.h. ohne äußere Reizung ablaufende Suchbewegung einer Erbsenranke, die frei auf einer elliptischen Bahn schwingt. 2 Rankenbewegungen bei der Zaunrübe: zunächst schwingt eine Ranke solange hin und her, bis sie an ein Widerlager stößt. Bei Umwachsen des Haltepunkts krümmt sich die Ranke schraubig ein. Zur Vermeidung von Spannungen, die durch die Drehbewegung der Ranken auftreten würden, ändern diese an Umkehrpunkten ihre Drehrichtung.

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