Endogene Rhythmik

Abstract

Als circadiane Rhythmen bezeichnet man endogene biologische Schwingungen (Oscillationen) mit einer Periodenlänge von etwa 24 h (circadian: von circa und dies = Tag). Die circadiane Rhythmik ist eine Eigen-schaft der Zelle. Der molekulare Oscillator, die " innere Uhr " , wird bei Pflanzen hauptsächlich durch Lichtsignale über Phytochrom und einen Blaulichtreceptor auf eine Periodenlänge von 24 h eingestellt. Unterbleibt diese Einstellung durch die Umwelt, so läuft die Uhr mit einer vergrößerten (z. B. 27 statt 24 h) oder verkleinerten (z. B. 22 statt 24 h) Periodenlänge. Dies ist eine charakteristische Eigenschaft der frei schwingenden, endogenen Rhythmik. Die Zeigerstellung der Uhr steuert die diversen rhyth-mischen Vorgänge von der Blütenöffnung und der Blattstellung bis zur Transkription von Genen des Photosyntheseapparates. Der molekulare Mechanismus der Uhr ist derzeit Gegenstand intensiver For-schung mit molekularbiologischen Methoden. Ein Teil des schwingenden Systems besteht wahrschein-lich auch bei Pflanzen aus einem Regelkreis von Proteinen, die die Aktivitäten ihrer eigenen Gene regulieren. als Periodenlänge bezeichnet. Man sieht, dass die Periodenlänge 24 h beträgt. Solche diurnalen (" täg-lichen ") Schwingungen physiologischer Leistungen sind für das Leben der Pflanze charakteristisch, von den Blattbewegungen angefangen bis hinunter zu der molekularen Dimension (Abbildung 21.3). Zunächst sieht es so aus, als sei die Bewegung ei-ne direkte Folge des üblichen tagesperiodischen Licht-Dunkel-Wechsels. Bringt man jedoch die Bohnenpflanze unter konstante Bedingungen, z. B. in eine Klimakammer ins Dauerdunkel oder ins schwache Dauerlicht, so läuft die rhythmische Be-21.1 Der ursprüngliche Befund: Tagesperiodische Blattbewegungen