Gravitropismus (gravitrop)
Gravitropismus (auch Geotropismus genannt) ist eine fundamentale Form des Tropismus bei Pflanzen, bei dem das Wachstum von Organen durch die Erdanziehungskraft (Gravitation) beeinflusst wird. Er gehört neben Phototropismus (Reaktion auf Licht), Hydrotropismus (Reaktion auf Feuchtigkeit) und Thigmotropismus (Reaktion auf Berührung) zu den wichtigsten steuerbaren Wachstumsbewegungen von Pflanzen.
Dabei reagieren verschiedene Pflanzenteile unterschiedlich auf die Schwerkraft: Wurzeln zeigen positiven Gravitropismus – sie wachsen in Richtung des Gravitationszentrums, also nach unten ins Erdreich. Dies hilft ihnen, sich zu verankern und Wasser sowie Nährstoffe aufzunehmen. Sprosse hingegen zeigen negativen Gravitropismus, sie wachsen entgegen der Schwerkraft nach oben, um Licht für die Photosynthese zu erreichen.
Die Wahrnehmung der Schwerkraft erfolgt in spezialisierten Zellen, meist in der Wurzelspitze oder im Spross, durch sogenannte Statolithen – stärkegefüllte Organellen (Amyloplasten), die sich durch ihr Eigengewicht innerhalb der Zelle absetzen. Diese Verlagerung wird von der Pflanze als Richtungssignal interpretiert. Daraufhin wird die Verteilung des Pflanzenhormons Auxin asymmetrisch reguliert: In der Wurzel etwa reichert sich Auxin an der unteren Seite an und hemmt dort das Zellwachstum stärker als an der oberen Seite. Die Wurzel krümmt sich somit nach unten. Beim Spross bewirkt eine Auxinanreicherung an der unteren Seite hingegen eine Wachstumsförderung, wodurch er sich nach oben biegt.
Dieser Mechanismus erlaubt es Pflanzen, sich auch nach einer Lageveränderung – etwa durch Wind oder Umkippen – wieder optimal zur Erdoberfläche und zur Wasserquelle auszurichten. Gravitropismus ist somit essenziell für die Orientierung und Überlebensfähigkeit pflanzlicher Organismen. Die zugrunde liegenden molekularen und zellulären Mechanismen, insbesondere die Rolle der PIN-Transportproteine bei der Auxinverteilung, sind Gegenstand intensiver Forschung – auch im Hinblick auf Anwendungen in der Landwirtschaft und der Raumfahrtbiologie.