34.9 : Morphogenese

Pflanzenmorphogenese ist die Entwicklung der Form und

Struktur einer Pflanze.

Viele sich überlappende Prozesse und umweltbedingte Faktoren

tragen zur Pflanzenmorphogenese bei.

Unter diesen Prozessen sind Wachstum, Zelldifferenzierung und

Kommunikation zwischen den Zellen untereinander.

Wachstum umfasst Zellteilung und Zelldehnung.

Während der Zellteilung beeinflussen die Symmetrie, Rate

und Platane – oder Ausrichtung - der Teilung zum großen Teil

das Schicksal der Zelle.

Zum Beispiel Wächterzellen, die den Gasaustausch in Pflanzen kontrollieren,

bilden sich normalerweise durch asymmetrische Teilung

und durch eine Änderung der Platane der Zellteilung.

Allerdings wird das Wachstum der meisten Pflanzen

durch Dehnung verursacht, die die permanente Ausdehnung

von differenzierten Zellen darstellt.

Pflanzenzellen dehnen sich primär aus, indem sie Wasser aufnehmen.

Das meiste Wasser wird in großen zentralen Vakuolen gespeichert.

Zellteilung und Zelldehnung bestimmen die Form und Wachstumsrichtung

einer Pflanze.

Diese Prozesse variieren jedoch unter den verschiedenen Arten

von Pflanzenzellen.

Die Spezifizierung unreifer Pflanzenzellen in eindeutige Zellarten

wird als Zelldifferenzierung bezeichnet

und ist auch eine kritische Komponente der Pflanzenmorphogenese.

Zelldifferenzierung wird von Änderungen der Genexpression geleitet,

die jeweils die Proteinkodierung von Genen deaktivieren oder aktivieren.

Kommunikation zwischen Zellen untereinander reguliert

wahrscheinlich die Expression von Genen, die

die Zelldifferenzierung beeinflusst.

Zum Beispiel produziert die Wurzelepidermis von Arabidopsis thaliana

Haarzellen und haarlose Epidermiszellen.

Unreife epidermale Zellen, die eine kortikale Zelle kontaktieren,

differenzieren sich in haarlose Zellen,

während diejenigen, die zwei kortikale Zellen kontaktieren,

sich in Wurzelhaarzellen entwickeln.

Dieses Muster ist verbunden mit der differentialen Genexpression.

Umweltfaktoren, wie zum Beispiel Licht, Temperatur

und die Verfügbarkeit von Wasser und Nährstoffen,

beeinflussen ebenfalls stark die Pflanzenmorphologie.