Photoperiodismus

Photoperiodismus bezeichnet die Abhängigkeit von Wachstum, Entwicklung und Verhalten bei Pflanzen von der Tageslänge (Photoperiode). Die minimale Leistungsdichte beträgt hierbei etwa 10⁻² bis hinunter zu 10⁻³ W/m² − es kann bereits Vollmondlicht (≈ 5 · 10⁻³ W/m²) wirksam sein.

Kurztagpflanze (KTP) oder Langtagpflanze (LTP)

Praktisch bedeutet das eine Tageslängenabhängigkeit (tägliche Hell-Dunkel-Periode) von Entwicklungsprozessen bei Pflanzen, insbesondere der Blüteninduktion (Blütenbildung). Die Dunkel- bzw. Nachtphase ist hierbei entscheidend für das Verhalten der Pflanze. Der Photoperiodismus ist genetisch bedingt. Es lassen sich grob drei Typen von Pflanzen unterscheiden: Kurztagpflanzen (KTP), Langtagpflanzen (LTP) und tagneutrale Pflanzen. Kurztagpflanzen warten mit dem Beginn oder der Intensivierung eines Prozesses, meist der Blütenbildung bis die Tage (tägliche Beleuchtungsdauer) eine bestimmte zeitliche Länge unterschreiten. Langtagpflanzen warten mit Beginn/Intensivierung etwa der Blütenbildung bis die Tageslänge eine bestimmte Stundenzahl überschreitet.

Es handelt sich hierbei nicht um ein Alles-oder-Nichts-Ereignis, diese Reaktion ist vielmehr bei unterschiedlichen Spezies verschieden stark ausgeprägt. Somit reicht bei manchen Arten ein einziger Induktionszyklus (Ipomoea nil), andere hingegen benötigen bis zu 25 Zyklen (Plantago lanceolata). Es wird weiter zwischen qualitativen (absoluten) und quantitativen Kurz- bzw. Langtagpflanzen unterschieden. Diese können als eine Art vermittelndes Glied zwischen den photoperiodischen und den tagneutralen Pflanzen angesehen werden, da sie sowohl in Dauerdunkelheit als auch in Dauerlicht blühen, eine Verlängerung (LTP) oder Verkürzung (KTP) der Photoperiode allerdings aber eine starke Förderung der Blühinduktion zur Folge hat. Darüber hinaus existieren noch Kurzlangtagpflanzen (KLTP) und Langkurztagpflanzen (LKTP), die zwei verschieden lange aufeinander folgende Photoperioden benötigen. Dies hat den Sinn, zwischen kurzen Tagen im Frühling und im Herbst zu unterscheiden.

Erkennung der Tageslänge

Erkannt wird die Tageslänge allerdings nicht direkt über die Länge der Photoperiode, sondern über die der Dunkelperiode, was auch erklärt, wieso eine helle Vollmondnacht bereits reicht, um die Blühinduktion von in dieser Hinsicht empfindlichen Pflanzen hinauszuzögern. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Kurz- bzw. Langnachtpflanzen. Bei manchen KTPs reicht bereits Störlicht ab nur einer Minute, um die Blüte zu unterbinden, wohingegen Störlicht bei LTPs über mehrere Stunden gegeben werden muss, um eine Blühinduktion zu erreichen.

Weiterhin ist die Fläche, die dem Licht ausgesetzt ist, nahezu völlig irrelevant für den Effekt, da bereits einzelne richtig belichtete Teile eines Blattes genügen. Mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 4 mm/h wird diese Information mittels des FT(Flowering Locus T)-Proteins, welches auch als Florigen bezeichnet wird, zu den Sprossmeristemen transportiert.

Durch Versuche mit Aufpfropfungen wurde allerdings festgestellt, dass diese Systeme in vielen Pflanzen sehr ähnlich oder gleich sind, da mit aufgepfropften KTP-Blättern LTPs mit kurzen Tageslängen zum Blühen gebracht werden konnten und umgekehrt.^{„[citation needed]“}

Strategischer Sinn

Der Sinn dieses Systems wird im Verbreitungsgebiet verschiedener Pflanzen vermutet. So finden sich am Äquator vorwiegend KTPs und tagneutrale und in hohen Breitengraden eher LTPs, da hier z. B. die kurzen Vegetationszeitfenster im Sommer gut abgepasst werden müssen. Auch in Gebieten, in denen es zu Dürreperioden oder anderen ungünstigen Klimaereignissen kommt, sind diese Systeme darauf geeicht.

Beispiele

Qualitative Langtagpflanzen

• Roggen (Secale cereale)
• Schwarzes Bilsenkraut (Hyoscyamus niger)
• Weichweizen (Triticum aestivum)
• Wiesen-Lieschgras (Phleum pratense)

Quantitative Langtagpflanzen

• Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana)
• Kartoffel (Solanum tuberosum)

Tagneutrale Pflanzen

• Acker-Hellerkraut (Thlaspi arvense)
• Einjähriges Rispengras (Poa annua)
• Gewöhnliches Greiskraut (Senecio vulgaris)
• Topinambur (Helianthus tuberosus)

Qualitative Kurztagpflanzen

• Arabica-Kaffee (Coffea arabica)
• Garten-Fuchsschwanz (Amaranthus caudatus)
• Herbst-Chrysantheme (Chrysanthemum indicum)
• Sojabohne (Glycine max)

Quantitative Kurztagpflanzen

• Garten-Dahlie (Dahlia variabilis)
• Hanf (Cannabis sativa)
• Zuckerrohr (Saccharum officinarum)

Langkurztagpflanzen

• Kalanchoe daigremontiana
• Nachtjasmin (Cestrum nocturnum)

Kurzlangtagpflanzen

• Kalanchoe blossfeldiana
• Marien-Glockenblume (Campanula medium)
• Weiß-Klee (Trifolium repens)

Siehe auch

• Verdunklung (Gartenbau)
• Schossen von Salat

Literatur

• Peter Sitte, Elmar Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky, Christian Körner: Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. Begründet von Eduard Strasburger. 35. Auflage. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, ISBN 3-8274-1010-X.

Weblinks

• Photoperiodismus und Blühinduktion (Uni-Hamburg)
• Wie Pflanzen wissen, wann sie blühen müssen.