Auxine

Die Verteilung der Auxine, die das Längenwachstum der Pflanzen fördern, ist mit der Verteilung der Wachstumsregionen der Pflanze korreliert. Das wichtigste Auxin ist die β-Indolylessigsäure (IAA), die entweder aus der Aminosäure Tryptophan oder aus dem Abbau von Kohlenhydraten, den sogenannten Glykosiden, gebildet wird. Das Hormon wirkt auf Pflanzen, indem es auf die chemischen Bindungen der Kohlenhydrate einwirkt, aus denen die Pflanzenzellwände bestehen. Der Prozess ermöglicht eine irreversible Verformung der Zellen und geht mit dem Eintritt von Wasser und der Synthese von neuem Zellwandmaterial einher. Viele tierische Hormone üben ihre Wirkung durch Beeinflussung der Proteinsynthese aus, und es gibt Hinweise darauf, dass Auxine auf ähnliche Weise wirken.

Viele andere natürlich vorkommende und synthetische Verbindungen, die Auxine genannt werden, haben ebenfalls wachstumsfördernde Eigenschaften, sind aber nicht immer so aktiv wie IAA. Einige dieser Verbindungen widerstehen jedoch der enzymatischen Zerstörung, die das normale Schicksal von IAA in der Pflanze ist; diese Eigenschaft ist in der Forschung und im Gartenbau von großem Wert, da die Wirkung von Auxin verlängert werden kann. Andere auxinähnliche Verbindungen werden als selektive Unkrautvernichter eingesetzt (z. B., zur Störung des Blattwachstums von zweikeimblättrigen Pflanzen auf Feldern mit einkeimblättrigen Getreidepflanzen oder auf Rasenflächen) und als Mittel, die Blätter von zweikeimblättrigen Pflanzen entfernen (Entlaubungsmittel).

Die hormonellen Eigenschaften von IAA lassen sich leicht an Graskeimlingen nachweisen, bei denen das Hormon an der Spitze der Koleoptile (der Schutzhülle der entstehenden Pflaume oder embryonalen Knospe) synthetisiert wird und nach unten zu seinem Wirkungsort in der Wachstumsregion gelangt, wo es die Verlängerung der Koleoptile-Zellen hervorruft; das Wachstum stoppt, wenn die Spitze entfernt wird. Die Bewegung des Hormons von der Spitze der Koleoptile nach unten hängt von einer Wechselwirkung zwischen dem Hormon und den Zellen ab, durch die die Bewegung normalerweise stattfindet.

Zusätzlich zur Förderung des normalen Längenwachstums der Pflanze beeinflussen Auxine das Wachstum der Stängel in Richtung Licht (Phototropismus) und gegen die Schwerkraft (Geotropismus). Die phototrope Reaktion erfolgt, weil auf der dem Licht abgewandten Seite mehr Auxin verteilt wird als auf der dem Licht zugewandten Seite; die geotrope Reaktion erfolgt, weil sich auf der unteren Seite der Koleoptile mehr Auxin ansammelt als auf der oberen Seite. Das nach unten gerichtete Wachstum der Wurzeln ist ebenfalls mit einer größeren Menge an Auxin in ihren unteren Hälften verbunden. Dieser Effekt, der dem der Koleoptilen entgegengesetzt ist, wird auf eine hemmende Wirkung der Auxine auf das Wurzelwachstum zurückgeführt, aber dieser Aspekt der Auxinwirkung ist noch nicht vollständig geklärt. Auxine haben auch andere als wachstumsfördernde Wirkungen, z. B. spielen sie eine Rolle bei der Zellteilung, der Zelldifferenzierung, der Fruchtentwicklung, der Wurzelbildung aus Stecklingen und dem Blattfall (Abszission). Unter experimentellen Bedingungen neigen Auxine dazu, das Fortschreiten der Pflanzenalterung zu hemmen, vielleicht aufgrund ihrer stimulierenden Wirkung auf die Proteinsynthese.