Photoperiodische Krümmungsbewegungen an Gurkenhypokotylen

An jungen, aber schon voll ergrünten, im natürlichen Licht-Dunkel-Wechsel wachsenden Keimpflanzen von Cucumis sativus L. lassen sich periodische Hypokotylkrümmungen erzwingen, wenn man einen Kotyledo verdunkelt und den anderen unverdunkelt läßt oder abschneidet. Eine gleich stark ausgeprägte periodische Hypokotylkrümmung kommt nicht zustande, wenn man den einen Kotyledo abschneidet und den Keimling dann im täglichen Lichtwechsel weiterzieht oder in die Dunkelkammer bringt. Die Periodizität der Bewegung kommt also dann besonders scharf zum Ausdruck, wenn ein Teil der Pflanze dem täglichen Lichtwechsel entzogen wird, während der übrige Teil ihm ausgesetzt bleibt. Die Erklärung dürfte in folgendem liegen: Aus den Kotyledonen und der Plumula fließt Wuchsstoff nach dem Hypokotyl, und zwar um so stärker, je schwächer die Beleuchtungsintensität ist. Während des natürlichen Licht- und Dunkelwechsels ist dieser Wuchsstoff täglichen Schwankungen unterworfen. Dadurch kommt ein Tagesrhythmus im Wachstum des Hypokotyls zustande, der mit dem Tagesrhythmus in den Bewegungen der Kotyledonen Hand in Hand geht. Heben der Kotyledonen ist mit verstärktem Wuchsstoffabfluß und stärkerem Wachstum des Hypokotyls, Senken mit verringertem Wuchsstoffabfluß und schwächerem Wachstum des Hypokotyls verbunden. Wird ein Kotyledo verdunkelt, so fließt aus ihm ein kontinierlicher Wuchsstoffstrom nach dem Hypokotyl. Dadurch kommt es zu einer Konvexkrümmung der Hypokotylflanke unterhalb des verdunkelten Kotyledos. Die Stärke der Krümmung hängt von dem Zeitpunkt der Verdunkelung, von der Intensität der Beleuchtung der übrigen Teile des Keimlings sowie von dem Gehalt des verdunkelten Kotyledos an Wuchsstoff ab, der seinerseits abhängig ist von der Intensität und Dauer seiner photosynthetischen Tätigkeit vor seiner Verdunklung. Die reine Krümmungsbewegung des Hypokotyls ist überlagert von rhythmischen Bewegungen, die den Charakter abklingender sinusverwandter Schwingungen haben. Sie werden hervorgerufen durch das Auftreffen des kontinuierlichen Wuchsstoffstromes aus dem verdunkelten Kotyledo auf das tagesperiodischen Wachstumsschwankungen unterworfene Hypokotyl. Je nachdem, ob neben dem verdunkelten Kotyledo der andere Kotyledo vorhanden ist oder entfernt wurde, sind die überlagernden Schwingungen von verschiedener Amplitude. Bei schwächerer Beleuchtung (Februar-Versuch) schwächt das Vorhandensein des unverdunkelten Kotyledos die Schwingungsausschläge, bei stärkerer Beleuchtung (Juli-Versuch) verstärkt er sie, weil im ersten Fall der abfließende Wuchsstoff aus dem unverdunkelten Kotyledo die Wirkung der Verdunklung des anderen Kotyledo schwächt, im zweiten Falle aber der Wuchsstoffstrom aus dem unverdunkelten Kotyledo völlig zum Stillstand kommen kann (oder vielleicht sogar ein Hemmstoff abgeleitet wird). Der einem Tagesrhythmus unterworfene Wuchsstoffabfluß aus den Blättern nach dem Stengel ist ein für alle photoperiodischen Wachstums- und Entwicklungsprozesse wichtiger Vorgang.