Tropismus

Tropismus (griechisch tropos: Wendung), Orientierungs- oder Einstellungsbewegungen als Reaktion auf bestimmte Reize bei Pflanzen oder sesshaften Tieren. Bewegungen in Richtung der Reizquelle bezeichnet man als positiven, solche von der Reizquelle weg als negativen Tropismus. Ein und dasselbe Lebewesen kann zu verschiedenen Zeiten auf den gleichen Reiz mit positivem oder negativem Tropismus reagieren, je nachdem, wie stark der Reiz ist und in welchem inneren Zustand sich der Organismus befindet. Bei den komplizierter gebauten Tieren treten erlernte Reaktionen im Vergleich zu stereotypen Verhaltensweisen immer stärker in den Vordergrund.

In seinen bahnbrechenden Arbeiten über den Tropismus der Pflanzen zeigte Charles Darwin schon 1880, dass sich Sprossachsen oder Organe von Pflanzen zur Lichtquelle biegen. Dieses Phänomen wird als Phototropismus bezeichnet. Wurzeln oder Pflanzen, die den Schatten lieben, wenden sich meist in entgegengesetzter Richtung und zeigen einen negativen Tropismus. Die Ursache für dieses gekrümmte Wachstum ist die Folge einer asymmetrischen Verteilung des Phytohormons Auxin. Es ist auf der dem Licht zugewandten Seite inaktiviert, so dass nur die andere Seite weiterwächst; deshalb biegt sich die Pflanze in Richtung des Lichtes. Wegen des Phototropismus meiden Pflanzen auch den Schatten anderer Gewächse.

Bei Pflanzen treten auch durch Schwerkraftreize bedingte Wachstumsrichtungen auf. Bei der Keimung eines Samens wendet sich die junge Wurzel nach unten, unabhängig davon, in welcher Richtung der Samen eingepflanzt wurde. Durch diese Biegung, positiven Geotropismus, kann eine Pflanze sich im Boden festhalten. Die Sprossachse, die sich vom Boden weg nach oben orientiert, wächst negativ geotrop. Der positive Geotropismus der Wurzeln verändert sich manchmal, wenn dicht unter der Bodenoberfläche mehr Wasser vorhanden ist als in größerer Tiefe. In solchen Fällen wachsen die Wurzeln meist in Richtung des reichhaltigeren Wasserangebots, eine Reaktion, die man als Hydrotropismus bezeichnet.

Kletter- und Rankenpflanzen zeigen einen so genannten Thigmotropismus. Dabei handelt es sich um einen Tropismus, der durch Berührungsreize pflanzlicher Organe ausgelöst wird. Kletter- oder Rankenpflanzen wie Kapuzinerkresse oder Mistel winden ihren Stängel häufig um andere Pflanzen oder Gegenstände; andere (z. B. Gartenwicke und Wilder Wein) klammern sich mit spezialisierten Blattspitzen fest, und Efeu sowie Philodendron bilden während des Wachstums Luftwurzeln aus.

Durch chemische Reize verursachte Bewegungen nennt man Chemotropismus. Bei vielen Lebewesen sorgen chemische Reize dafür, dass einzelne Zellen oder Zellmassen sich aufeinander zu oder voneinander weg bewegen. Diese Eigenschaft der Zellen nennt man Zytotropismus. Weitere häufig beobachtete Tropismen sind der Galvanotropismus oder Elektrotropismus (Bewegung als Reaktion auf elektrische Felder), der Rheotropismus (Orientierung in Richtung fließenden Wassers), der Anemotropismus (Bewegung je nach Wind) und der Thermotropismus (Bewegung in Abhängigkeit von Temperaturunterschieden). Viele einfach gebaute Tiere können mit Hilfe des Thigmotropismus Vertiefungen des Untergrundes erkennen und zwischen glatten und rauen Oberflächen unterscheiden. Als Neurotropismus bezeichnet man die anziehende oder abstoßende Wirkung bestimmter Substanzen auf regenerierende Nervenfasern. Positiv neurotrop wirkt ein solcher Stoff, wenn die Nervenfasern bei der Regeneration auf ihn zu wachsen; meiden ihn die Nervenfasern, nennt man ihn negativ neurotrop.

Der Begriff Tropismus wird in der Regel nur auf die Bewegungen festgewachsener Pflanzen und festsitzender Tiere angewandt. Orientierungsbewegungen frei beweglicher Organismen nennt man Taxis. Nach der Art des Reizes und der Reizeinwirkung unterscheidet man ebenso wie beim Tropismus verschiedene Formen der Taxis (siehe Geotaxis, Phototaxis). Beispielsweise wird die Samenzelle durch Chemotaxis von der Eizelle angezogen: Sie orientiert sich an der steigenden Konzentration von Substanzen, welche die Eizelle ausscheidet.

Siehe auch biologische Uhr; Pheromon