Wie Pflanzen wachsen: Wachstumsphasen und was sie beeinflusst
Das Pflanzenwachstum ist ein faszinierender biologischer Prozess, der durch Hormone, Temperatur, Licht und Boden gesteuert wird. Lesen Sie, wie die einzelnen Phasen ablaufen und was die Geschwindigkeit und Qualität des Wachstums beeinflusst.
Warum es wichtig ist, das Pflanzenwachstum zu verstehen: von Sammlern zu Landwirten
WIE PFLANZEN WACHSEN
WARUM IST ES WICHTIG ZU WISSEN, WIE PFLANZEN WACHSEN?
Die heutigen Menschen in ihrem hektischen Alltag nehmen Pflanzen mehr oder weniger als etwas Unveränderliches wahr. Ein Baum steht dort, wo er vor einer Stunde, vor einer Woche, vor einem Jahr stand. Die meisten Menschen nehmen eher die farblichen Veränderungen wahr, die in der Natur im Laufe des Jahres stattfinden, und nur wenige bringen sie mit dem Pflanzenwachstum in Verbindung.
Unsere fernen Vorfahren waren vor mehr als zehntausend Jahren gezwungen, ihre Art der Nahrungsbeschaffung zu ändern. Aus Jägern und Sammlern wildwachsender Pflanzen wurde der Mensch innerhalb weniger Jahrtausende zum Landwirt.
Pflanzen, die Nahrung liefern, kamen und kommen in der Natur nur sehr verstreut vor. Die nutzbaren Teile sind in der Regel sehr klein und oft schwer zu ernten. Einige Individuen wildwachsender Pflanzen besaßen jedoch bestimmte nützliche Eigenschaften, die den Menschen anzogen und ihm einen Anreiz zur Kultivierung gaben. Durch den Anbau veränderten sich die Pflanzen, und der Mensch wählte erneut jene Formen aus, die ihm besser gefielen, und vermehrte diese dann künstlich (durch Veredeln, Stecklinge, Samenauswahl).
Die heutigen Kulturpflanzen unterscheiden sich von ihren wilden Vorfahren durch kräftigeres Wachstum oder eine größere Anzahl nutzbarer Organe. Bei Kulturpflanzen wird insbesondere das Wachstum jener Pflanzenorgane beschleunigt und durch den Anbau gefördert, die der Mensch zur Ernährung nutzt. Ein Beispiel dafür ist der Gemüsekohl (Brassica oleracea), der als Grünkohl und Weißkohl wegen seiner besonders kräftig entwickelten Blätter angebaut wird, als Kohlrabi wegen des fleischigen Stängelteils, als Rosenkohl wegen der stark entwickelten Achselknospen oder als Brokkoli und Blumenkohl wegen der auffällig vergrößerten Blütenstände.
Zur Entstehung des sesshaften Landwirts trug in erheblichem Maße auch die Fähigkeit der Pflanzen bei, die Wachstumsintensität zu verändern. Der Mensch musste sich bewusst oder unbewusst seit jeher mit dem Pflanzenwachstum befassen.
Was echtes Pflanzenwachstum ist und was nicht
WAS IST WACHSTUM UND WAS NICHT?
Wachstum ist ein komplexer biologischer Prozess, bei dem aus Zellen neue Zellen entstehen (durch Umwandlung von Reservestoffen oder aus der Umgebung aufgenommener Stoffe), die sich anschließend vergrößern. Es handelt sich um eine irreversible Volumenänderung.
Auch in der unbelebten Natur werden bestimmte Phänomene als Wachstum bezeichnet. Zum Beispiel das Wachstum von Stalaktiten in einer Höhle oder das Wachstum von Salzkristallen in einer gesättigten Lösung. Wachstum in der unbelebten Natur
beruht ausschließlich auf der physikalisch-chemischen Ablagerung von Teilchen, die mit der Masse des Kristalls übereinstimmen. Die Eigenschaften eines Kristalls werden durch die Eigenschaften der Teilchen bestimmt, aus denen er entstanden ist.
Wachstum in der lebendigen Natur beruht auf der Entstehung neuer Moleküle, die nach der Erbinformation gebildet werden. Dieselben Moleküle können so zusammengesetzt sein, dass sie bei einer Pflanze den Halm und bei einer anderen den Stamm bilden.
Eine verwelkte Pflanze erhöht nach dem Gießen ihre Masse, ein Samen erhöht beim Quellen ebenfalls seine Masse, in die bereits gebildeten Zellen der Zuckerrübenwurzel werden Zucker eingelagert, was wiederum eine Massezunahme verursacht. In allen drei Fällen handelt es sich nicht um Wachstum, da die Massezunahme reversibel ist und dabei keine neuen Zellen gebildet werden. Eine solche Massezunahme wird als Scheingwachstum bezeichnet.
Der Anstieg der Trockenmasse oder der Frischmasse ist kein entscheidendes Merkmal des Wachstums. Wachstum kann in einer bestimmten Phase sogar mit einem Masseverlust einhergehen. Ein Beispiel hierfür ist die Anfangsphase der Keimung, bei der der Samen zwar neue Zellen bildet, gleichzeitig jedoch Reservestoffe verbraucht. Ein weiteres Beispiel ist das Austreiben einer Kartoffelknolle im Keller.
Voraussetzung für die Keimung von Samen ist die Wasseraufnahme, die sich durch ihr Quellen äußert, was an sich ein physikalisches Phänomen ist und von äußeren Bedingungen abhängt, insbesondere von der Temperatur und dem osmotischen Druck.
Drei Wachstumsphasen der Pflanzen: Embryonal-, Streck- und Differenzierungsphase
WACHSTUMSPHASEN DER PFLANZEN
Das Pflanzenwachstum wird in drei Phasen unterteilt, die sich in der Pflanze nicht exakt voneinander trennen lassen: die embryonale, die Streckungsphase und die Differenzierungsphase.
Embryonale Wachstumsphase der Pflanzen
In der embryonalen oder auch teilenden (embryonalen) Wachstumsphase entstehen durch indirekte Zellteilung – Mitose – der Keimzellen des Teilungsgewebes (Meristems) neue Zellen. Die Zellteilung findet hauptsächlich an den Wachstumsscheiteln des Sprosses und der Wurzel statt und wird hormonell vor allem durch sogenannte Cytokinine, aber auch durch Auxine beeinflusst.
Die neu entstandenen, meristematischen Zellen sind klein, haben eine dünne Zellwand und sind vollständig mit Cytoplasma und einem großen Zellkern ausgefüllt; sie besitzen keine Vakuolen. Die embryonale Wachstumsphase dauert im Gegensatz zur folgenden Phase verhältnismäßig lange. So werden beispielsweise Blütenknospen von Obstpflanzen zwanzig Monate vor der Blüte angelegt. Unter günstigen klimatischen Bedingungen blühen sie innerhalb weniger Tage auf.
Einige Zellen teilen sich während des gesamten Lebens der Pflanze. Sie befinden sich an den Scheitelzonen von Sprossen und Wurzeln und bilden Wachstumszentren. Die Teilungszellen liegen in der zentralen Meristemzone. Darunter befindet sich eine Zone, in der sich die Zellen zu strecken beginnen. Nach Abschluss der Streckungsphase bilden sie verschiedenartige Gewebe, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Bearbeitet nach Went.
Streckungsphase des Pflanzenwachstums
Sobald am Wachstumsscheitel der Großteil der Zellen des künftigen erwachsenen Sprosses gebildet wurde, beginnen sich die Zellen zu strecken. Die zweite Wachstumsphase wird daher als Streckungsphase (Elongationsphase) bezeichnet. Die Zellen nehmen in dieser Phase große Mengen Wasser auf und können ihr Volumen um das 20- bis 50-Fache vergrößern. Die Zellwand wächst in die Fläche (durch Intussuszeption, d. h. durch Einlagerung neuer Teilchen zwischen bereits vorhandene Teilchen) und in die Dicke (durch Apposition, d. h. durch Aufschichtung neuer Teilchen aufeinander).
In der Zelle bilden sich Vakuolen, die später zu einer zentralen Vakuole verschmelzen. Das Cytoplasma nimmt im Wesentlichen nicht zu und bildet schließlich im Inneren der Zelle nur noch einen wandständigen Belag. Die Zellwand wird so weit gedehnt, bis sie den Punkt überschreitet, an dem sie sich wieder zusammenziehen könnte, sodass ihre Vergrößerung dauerhaft ist. Die Struktur der Zellwand erlaubt nur eine Längsdehnung. Der Hauptbestandteil der Zellwände sind Celluloseketten, die ähnlich wie die Verstärkung eines Gartenschlauchs angeordnet sind. Sie ermöglichen eine Dehnung der Zelle in die Länge, nicht jedoch in die Breite.
Die Streckungswachstumsphase wird durch Pflanzenhormone reguliert, insbesondere durch Auxin und Gibberellin, aber auch durch Cytokinine. Bemerkenswert ist das Zusammenspiel zwischen den einzelnen wachsenden Teilen, das durch Pflanzenhormone gewährleistet wird, welche das Zellwachstum streng steuern. Die Zellen des Sprosses müssen alle gleich schnell wachsen, damit der Spross gerade bleibt.
Pflanzen wachsen nicht nur in die Länge, sondern auch in die Breite. Die sekundären Teilungsgewebe (sekundäre Meristeme – Kambium und Phellogen) kann man sich bei Gehölzen als eine den Stamm und die Äste der Pflanze umhüllende Schicht vorstellen. Das Phellogen bildet Kork und grüne Rinde, das Kambium sekundäres Holz und Bast.
Die Zellen, die sich vom Kambium abgliedern, sind im Frühling anders als im Sommer. Im Frühling ist das neue Holz weich und reich an Gefäßen. Im Sommer hingegen entsteht härteres Holz. Im Holz entstehen so Jahresringe mit hellerem Frühholz und dunklerem Sommerholz. Die Breite der Jahresringe gibt Aufschluss über das Wetter im Laufe des Lebens des Baumes. In trockenen Jahren entstehen schmalere Ringe und in feuchteren Jahre breitere. Wenn Frost oder Insekten im Frühling die bereits ausgetriebenen Blätter zerstören, beginnen die Knospen in den Achseln der zerstörten Blätter auszutreiben. Unter dem Einfluss dieses Austriebs entsteht im selben Jahr erneut Frühholz. Das Ergebnis ist ein doppelter Jahresring in einem einzigen Frühling.
Die Lage des Teilungsgewebes in den Blättern bestimmt, wie die Blätter wachsen und welche Form sie annehmen werden. Bei Farnen sind die jungen Blätter spiralförmig eingerollt. Sie entfalten sich dadurch, dass sie Wachstumszonen an den Blattspitzen und den Spitzen der Seitenblättchen besitzen. Zwiebelpflanzen haben ihre Wachstumszone im unteren Teil des Blattes, und die Blätter dieser Pflanzen wachsen, als würden sie aus den Zwiebeln herausgedrückt. Dieses Phänomen kennt jeder, der im Frühling ein Bund Schnittlauch kauft und die nachwachsenden Blätter davon abschneidet. Teilungsgewebe, die sich oberhalb der Sprossknoten an den Knoten der Gräser befinden, ermöglichen es, bei Lagerung den Teil des Halms mit der Ähre wieder aufzurichten.
Die große Wachstumsperiode
Die neu gebildeten undifferenzierten Zellen des Vegetationsscheitels beginnen sich zunächst langsam zu strecken, dann beschleunigt sich das Wachstum und verlangsamt sich anschließend wieder, bis es vollständig zum Stillstand kommt. Was für einzelne Zellen gilt, gilt auch für Gewebe und Organe der Pflanzen. Dieses Phänomen wurde als „große Wachstumsperiode“ bezeichnet.
„Große Wachstumsperiode“ bei etiolierten Keimpflanzen der Erbse. Eine etiolierte Keimpflanze bildet nur Blattschuppen, keine funktionsfähigen Blattorgane. Bearbeitet nach Torrey.
Die einzelnen Pflanzenarten unterscheiden sich erheblich in ihrer Wachstumsgeschwindigkeit. Dies ist auf die Größe jener Zone des Wachstumsscheitels zurückzuführen, deren Zellen sich gerade strecken. Die Zellen der meisten Pflanzenarten verdoppeln ihre Länge innerhalb eines Tages. Langsam wachsende Pflanzen haben einen Wachstumsscheitel von etwa einem halben Zentimeter. Dagegen haben die sehr schnell wachsenden Bambuspflanzen einen Vegetationsscheitel von etwa 60 cm Länge. Die Zellen teilen und strecken sich über diese gesamte Länge, sodass eine Bambuspflanze pro Tag bis zu 30 cm wächst. Allgemein lässt sich sagen, dass die Wachstumsgeschwindigkeit nicht gleichmäßig ist, sondern eine Rhythmik (Periodizität) im Tages- und Jahresverlauf aufweist.
Differenzierungsphase des Pflanzenwachstums
In der abschließenden, differenzierenden (Differenzierungs-)Phase des Pflanzenwachstums kommt es zur funktionellen und formalen Spezialisierung der Zellen (die Zellen bilden untereinander Interzellularräume, ungleichmäßig verdickte Zellwände sowie große Vakuolen).
Zellgruppen mit einer bestimmten Funktion bilden Gewebe (z. B. Abschluss-, Leit-, Speichergewebe usw.). Gruppen von Geweben, die auf eine bestimmte Weise angeordnet sind, werden als Organe bezeichnet (Blatt, Spross, Wurzel usw.).
Die Fähigkeit spezialisierter Zellen zur Teilung wird durch die gegenseitigen Beziehungen zwischen den Zellen erheblich unterdrückt, aber nicht verloren. Wenn man eine spezialisierte, vollwertige
Zelle aus diesen gegenseitigen Beziehungen herauslöst, d. h. sie aus dem Pflanzenkörper entnimmt und unter sterilen Bedingungen kultiviert (in vitro), kann sich eine solche Zelle erneut teilen und einen neuen Organismus bilden. Die Regelmäßigkeit, mit der sich Pflanzenzellen teilen, strecken, differenzieren und neue Gewebe und Organe bilden, ist bewundernswert. Es genügt, sich vor Augen zu führen, mit welcher Regelmäßigkeit selbst die komplexesten Blüten und Blütenstände aufgebaut sind.
In die Differenzierungsphase des Pflanzenlebens greifen einige Wachstumsstoffe (z. B. Herbizide und Wachstumsregulatoren) sehr tiefgreifend ein.
Wie Temperatur, Licht und Wasser das Pflanzenwachstum beeinflussen
WODURCH WIRD DAS PFLANZENWACHSTUM BEEINFLUSST?
Die Faktoren, die das Pflanzenwachstum beeinflussen, lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Die erste Gruppe von Faktoren, die das Pflanzenwachstum beeinflussen, sind die äußeren Umweltbedingungen, d. h. vor allem Wärme, Licht, Wasser und Nährstoffe. Pflanzen, die bei einem Mangel an einem der äußeren Faktoren wachsen, sind in der Regel verkümmert oder auf andere Weise deformiert.
Die zweite Gruppe bilden innere Faktoren, die durch die Erbinformation bedingt sind, welche alle physiologischen Reaktionen jedes einzelnen Organismus steuert. Sie regelt die Bildung von Pflanzenhormonen, die dann das Wachstum und die Reaktion der Pflanze auf Reize aus der äußeren Umgebung koordinieren; das Ergebnis ist ein konkreter physiologischer Zustand der Pflanze. Zum Beispiel sind von Natur aus verkümmerte Pflanzen in ihrer Gibberellinproduktion auf irgendeine Weise eingeschränkt. Pflanzen mit kräftiger Verzweigung produzieren deutlich größere Mengen an Cytokininen als Pflanzen mit eingeschränkter Verzweigung.
Das Geheimnis der japanischen Kunst des Bonsai – der Kultivierung „verkümmerter Bäume“ – beruht genau auf der bewussten Wachstumshemmung durch Schädigung der Pflanzen durch Nährstoff-, Raum- und Feuchtigkeitsmangel sowie durch Pinzieren (Einschränkung der photosynthetisch aktiven Blattoberfläche).
Einfluss der Temperatur auf das Pflanzenwachstum
Das Wachstum jeder Pflanze wird durch drei Kardinaltemperaturpunkte beeinflusst. Die Pflanze beginnt zu wachsen, wenn die Temperatur einen bestimmten Mindestwert erreicht hat. Erhöht man die Temperatur, beschleunigt sich das Wachstum, wobei sich die Wachstumsrate verdoppelt oder verdreifacht, wenn die Temperatur in einem bestimmten Bereich um 10 °C steigt.
Bei der optimalen Temperatur ist das Wachstum am schnellsten. Bei weiterer Temperaturerhöhung beginnt das Wachstum wieder zu verlangsamen, bis es bei Erreichen der sogenannten Maximaltemperatur zum Stillstand kommt. Die Kardinaltemperaturpunkte sind für verschiedene Arten unterschiedlich, sie verändern sich im Tagesverlauf (tagsüber gilt ein anderes Optimum als nachts) sowie im Laufe des Lebens der Pflanze. Werden die Grenzpunkte (d. h. Maximum oder Minimum) überschritten, kommt es zu einer Schädigung der Pflanze.
Wärmeliebende Pflanzenarten haben ihre Temperaturpunkte höher angesetzt als Arten, die unter kühleren Bedingungen wachsen (kälteliebende Arten).
Einfluss des Lichts auf das Pflanzenwachstum
Zum Wachstum und zum Leben überhaupt benötigen alle grünen Pflanzen zumindest in bestimmten Intervallen Licht.
Licht beeinflusst das Wachstum grüner Pflanzen durch seine Intensität, Qualität (siehe Kapitel 6.4), Fotoperiode sowie durch die Richtung seiner Einwirkung. Bei dauerhafter Beleuchtung verkürzt sich die große Wachstumsperiode. Sehr starkes Licht verringert die Wachstumsrate. Auch die Lichtqualität beeinflusst das Wachstum. Im Frühling fördert intensiveres rotes, orangefarbenes und gelbes Licht die Fotosynthese und das Wachstum. Im Sommer verändert sich die Qualität des Lichtspektrums. Die Intensität des blauen und violetten Lichts sowie der UV-Strahlung nimmt zu.
Grüne Pflanzen, die im Dunkeln wachsen, bilden kein Chlorophyll und sind daher bleich – etioliert. Etiolierte Pflanzen zeigen ein starkes Streckungswachstum des Stängels mit verkümmerten Blättern. Die Etiolierung geht auch mit einer eingeschränkten Bildung von Stützgeweben einher und wird daher manchmal absichtlich herbeigeführt. Zum Beispiel im Gartenbau beim Anbau von Chicorée-„Trieben“ oder Spargel-„Bleichsprossen“.
Licht ist keine unbedingte Voraussetzung für das Wachstum aller Pflanzenarten. Manche Pflanzen wachsen bei stark eingeschränktem Lichtzugang oder sogar ohne Lichtzugang, zum Beispiel Pflanzen, die an eine parasitische Lebensweise angepasst sind. Die Samen der meisten Pflanzen keimen sowohl im Licht als auch im Dunkeln, einige Samen werden beim Keimen jedoch durch Licht gefördert, andere durch Dunkelheit.
Einfluss des Wassers auf das Pflanzenwachstum
Wasser ist die grundlegende Voraussetzung für das Leben. Ohne Wasser kommt es nicht zur Quellung der Samen, die die grundlegende Voraussetzung für den Beginn der Keimung ist. Die Pflanze benötigt Wasser zum Wachstum vor allem in der Streckungsphase, in der Wasser intensiv aufgenommen und für das Wachstum der Zellwand sowie des Protoplasmas genutzt wird. Auf eine eingeschränkte Wasserzufuhr aus der Wurzel reagiert die Pflanze mit Wachstumsverlangsamung, einem Absinken des Turgors (der Spannung) in den Zellen und mit Welken.
Wassermangel oder -überschuss zeigt sich in der äußeren Gestaltung der Pflanze. Ein Überschuss an Luftfeuchtigkeit bewirkt eine Verlängerung der Stängelglieder, die Bildung dünnerer Blätter mit größeren und zahlreicheren Spaltöffnungen, eine Unterdrückung der Bildung von Stützgeweben usw. Umgekehrt bewirkt trockene Luft die Bildung eines dichten Netzwerks von Gefäßbündeln in den Blättern, einer geringeren Anzahl von Spaltöffnungen, einer dickeren Kutikula (Wachsschicht auf den Blättern) sowie einer kräftigeren Behaarung (Trichome). Trockenheit beschleunigt die Bildung generativer Organe (Blüten und Früchte).
Einfluss von Boden und Luft auf das gesunde Wachstum von Pflanzen
Einfluss der Bodenqualität auf das Pflanzenwachstum
Der Boden beeinflusst die Pflanzen durch seine chemische und mechanische Zusammensetzung sowie den Gehalt an verfügbaren Nährstoffen – er beeinflusst die mineralische Ernährung der Pflanzen.
Einen großen Einfluss auf das Wachstum hat die Bodenreaktion (sie drückt das Verhältnis der Konzentration von Wasserstoff-H⁺- und Hydroxyl-OH⁻-Ionen in der Bodenlösung aus. Überwiegen die H⁺-Ionen, ist die Bodenreaktion sauer – Bodenazidität. Überwiegen die OH⁻-Ionen, ist die Bodenreaktion basisch – Bodenalkalität. Die Bodenreaktion wird in pH-Werten ausgedrückt).
Die Bodenreaktion beeinflusst die Aufnahme bestimmter Elemente durch die Pflanzen. Einige Pflanzenarten reagieren sehr empfindlich auf Veränderungen des Boden-pH-Werts, während andere in der Lage sind, in Böden mit unterschiedlichem pH-Wert zu wachsen.
Einfluss der Luft auf das Pflanzenwachstum
Pflanzen benötigen für die Atmung – und damit für die Freisetzung von Energie – Sauerstoff. Einige Pflanzen sind an Umgebungen mit niedrigem Sauerstoffgehalt angepasst (Sumpfpflanzen), oder benötigen sogar für eine gewisse Zeit keinen Sauerstoff (Reis keimt auch ohne Zugang zu atmosphärischem Sauerstoff).
Verschmutzte Luft verringert die Wachstumsintensität und kann sogar Wachstumsanomalien hervorrufen. Veränderungen des Wachstums können auch durch die gegenseitige Wechselwirkung einer Pflanze auf eine andere ausgelöst werden (Allelopathie). Vor allem Ethylen und verschiedene Phytonzide (die z. B. von Knoblauch produziert werden) können Wachstumshemmungen oder ebenfalls Wachstumsanomalien verursachen. Die schädliche Wirkung industrieller Abgase (insbesondere von Schwefeloxiden) auf Pflanzen lässt sich experimentell durch die Anwendung von Schwefelsäure nachahmen.
Das Verhältnis von Wachstum und Entwicklung der Pflanzen: Wie Fotoperiode und Hormone die Blüte steuern
ZUSAMMENHANG ZWISCHEN WACHSTUM UND ENTWICKLUNG BEI PFLANZEN
Wachstum und Entwicklung sind zwar zwei verschiedene Phänomene, aber sie sind eng miteinander verknüpft.
Neu entstandene Zellen müssen sich bei einer mehrzelligen Pflanze auf die Ausübung einer bestimmten Funktion spezialisieren, was eine qualitative Veränderung darstellt. Die Spezialisierung auf eine bestimmte Tätigkeit bringt selbstverständlich auch eine Veränderung der Zellform mit sich. Die funktionale und formale Differenzierung der Zellen ist jedoch kein Wachstumsprozess mehr, sondern ein Entwicklungsprozess.
In einigen Fällen können wir Zeuge der Bildung von Zellen ohne anschließende Differenzierung sein. Es handelt sich dabei entweder um die Folge einer Verletzung oder um die Folge eines Befalls der Pflanze durch einen pathogenen Mikroorganismus. Zum Beispiel bildet sich an der Basis eines Stecklings manchmal ein sogenannter Kallus, also eine Gruppe undifferenzierter Zellen. Die Kallusbildung wird manchmal absichtlich in Gewebekulturen in vitro (im Glas) ausgelöst. Einige parasitische Mikroorganismen zwingen Pflanzen dazu, Tumore (pathogene Gewebe) zu bilden, die ebenfalls Gruppen undifferenzierter Zellen sind.
Die Pflanze entwickelt sich von der Zygote, die durch die Verschmelzung von Geschlechtszellen entstand, bis zur Bildung neuer Geschlechtszellen. Wachstum ist jedoch eine Voraussetzung für die Entwicklung.
Sowohl Wachstum als auch Entwicklung erfordern bestimmte spezifische Bedingungen. Jede Pflanzenart kann nur unter den Bedingungen normal wachsen und sich entwickeln, an die sich ihre Vorfahren im Laufe vieler Generationen angepasst haben. Werden diese Bedingungen nicht erfüllt, kann das Wachstum stark eingeschränkt, die Entwicklung jedoch beschleunigt werden, oder umgekehrt wächst die Pflanze zwar normal, aber die notwendigen Entwicklungsveränderungen bleiben aus. Als Beispiel können wir den Salat (Lactuca sativa) anführen.
Langtag-Salatsorten benötigen für den Abschluss ihrer Entwicklung, d. h. für die Bildung von Blüten und Früchten, einen langen Tag. Wenn wir diese Salatsorten unter Langtagbedingungen anbauen (d. h. mehr als zwölf Stunden Licht pro Tag), kommt es zu einer unerwünschten Beschleunigung der Entwicklung und zum Schossen der Salatköpfe. Wenn wir die Tageslänge durch künstliche Verdunkelung verkürzen, können wir die Entwicklung der Salatpflanze langfristig verlangsamen.
Um ihre Entwicklung abzuschließen, benötigt die Pflanze ein bestimmtes Signal. Dieses Signal ist in den meisten Fällen die Fotoperiode (die Länge des Lichtteils des Tages), aber es kann auch die Temperatur oder eine Veränderung der Lichtqualität sein, die im Laufe des Jahres auftritt, oder das Zusammenspiel mehrerer Faktoren.
Auf ein Signal aus der äußeren Umgebung reagiert die Pflanze mit einer Veränderung im Verhältnis zwischen den Pflanzenhormonen, in der Aktivität und Menge der produzierten Pflanzenhormone sowie mit einer Veränderung der Empfindlichkeit der Zellen gegenüber diesen Substanzen. Die Pflanze beginnt dann, Reproduktionsorgane zu bilden.
Wenn wir die Bedingungen kennen, an die eine bestimmte Pflanzenart angepasst ist oder für die eine bestimmte Sorte gezüchtet wurde, können wir erfolgreich in die Wachstums- und Entwicklungsprozesse eingreifen und diese zum Nutzen des Menschen steuern.
