Columella

Die Columella ist eine spezialisierte Zellstruktur in der Wurzelspitze von Pflanzen, die eine zentrale Rolle bei der Wahrnehmung und Reaktion auf die Schwerkraft spielt. Sie befindet sich im Inneren der Wurzelhaube (Kalyptra) und ist entscheidend für den Gravitropismus, also die Fähigkeit der Pflanze, das Wachstum der Wurzel in Richtung der Schwerkraft auszurichten.

Die Zellen der Columella enthalten sogenannte Amyloplasten, eine Art von Plastiden, die mit Stärke gefüllt sind. Diese Amyloplasten fungieren als Statolithen, das heißt, sie sind schwer und setzen sich in den Columellazellen unter dem Einfluss der Schwerkraft ab. Dieser sedimentierende Effekt gibt der Pflanze ein internes Signal über die Richtung der Schwerkraft. Die Position der Amyloplasten innerhalb der Zellen wird von den umgebenden Zellen wahrgenommen und löst eine Kette biochemischer Signale aus, die das Wachstum der Wurzel steuern.

Die Signalübertragung erfolgt hauptsächlich über Pflanzenhormone wie Auxin. Wenn die Wurzel ihre Position relativ zur Schwerkraft ändert, verschieben sich die Amyloplasten in der Columella, was eine asymmetrische Verteilung von Auxin entlang der Wurzelachse auslöst. Diese ungleiche Auxinverteilung führt zu einem differenziellen Zellwachstum: Die Zellen auf der Oberseite der Wurzel wachsen langsamer, während die Zellen auf der Unterseite schneller wachsen, wodurch sich die Wurzel wieder in Richtung der Schwerkraft ausrichtet.

Die Columella ist somit ein hochspezialisiertes Gravitationssensorium, das es der Pflanze ermöglicht, die optimale Richtung für das Wurzelwachstum zu bestimmen. Dies ist essenziell für das Überleben der Pflanze, da es den Wurzeln erlaubt, effizient Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen und gleichzeitig für eine stabile Verankerung im Substrat zu sorgen.