Die meisten Pflanzen sind im Wesentlichen an einem Ort verwurzelt und unbeweglich. Die Faktoren, die sie für ihr Wachstum benötigen – z.B. Sonnenlicht, Mineralien und Wasser – sind zwar oft in der Umwelt vorhanden, aber nicht immer nahe genug an der Pflanze, um sie vollständig zu nutzen. Die Natur hat dieses Problem überwunden, indem sie den Pflanzen die bemerkenswerte Fähigkeit verliehen hat, dass einige ihrer Teile – z. B. Wurzeln und Sprossen – als Reaktion auf diese abiotischen Faktoren wachsen. So neigen die Triebe dazu, in Richtung Licht zu wachsen und damit die Photosynthese zu fördern (Phänomen des Phototropismus), und die Wurzeln neigen dazu, nach unten zu wachsen, was zur Verankerung der Pflanze im Boden beiträgt (die als Geotropismus (oder alternativ Gravitropismus) bekannte Verhaltensreaktion). Von den vielen Faktoren im Boden, die von den Wurzeln genutzt werden, ist Wasser wahrscheinlich der wichtigste. In der Tat ist Wasser so wichtig, dass es nicht überrascht, dass Wurzeln eine hydrotropische Reaktion zeigen, bei der sie in Richtung von Wasserquellen wachsen, ein Verhalten, das sich vom Geotropismus unterscheidet.*

Obgleich sich Geo- und Hydrotropismus insofern ähneln, als sie auf den Wachstumsunterschieden zwischen den beiden ‚Seiten‘ der Wurzel beruhen – die der Schwerkraft/Wasserquelle am nächsten liegende Seite wächst langsamer als die am weitesten entfernte -, weisen sie auch Unterschiede auf. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass beim Geotropismus das Pflanzenhormon Auxin zum Einsatz kommt, während beim Hydrotropismus ABA (Abscisinsäure) verwendet wird.

Da es wichtig ist, dass Pflanzen ausreichend Wasser bekommen, um richtig zu wachsen – und dies für die künftige Ernährungssicherheit in der Welt von Bedeutung ist, in der Wasserknappheit das Pflanzenwachstum wahrscheinlich einschränken wird -, haben Daniela Dietrich et al. die hydrotropische Reaktion der Wurzeln weiter untersucht. Ihre Arbeit hebt den Unterschied zum Geotropismus noch deutlicher hervor. Sie zeigen insbesondere, dass der Hydrotropismus auch in Wurzeln auftritt, deren Meristem und Wurzelhaube durch Laserbehandlung zerstört wurden, dass er aber gehemmt wird, wenn die differentielle Zelllängenzunahme im Rindengewebe verhindert wird.

Ihre elegante Studie führt zu der Schlussfolgerung, dass die Dehnungszone von Wurzeln beim Hydrotropismus eine Doppelfunktion ausübt, indem sie sowohl einen Wasserpotenzialgradienten wahrnimmt als auch ein differentielles Wachstum erfährt. Dies steht in deutlichem Gegensatz zum Geotropismus (bei dem Reizwahrnehmung und Wachstumsreaktion räumlich getrennt sind). Nun bleibt die große Frage: Welcher Teil der Wurzel ist für die Wahrnehmung von Wassergeräuschen verantwortlich, wie Monica Gagliano et al. in ihrer Studie über die bioakustische Reaktion von Wurzeln herausgefunden haben?

[Ed. – Damit unser eher geo-fixiertes Publikum nicht das Gefühl hat, dass seine eigenen Interessen in Bezug auf das Verhalten von Rhizobakterien durch all dieses Gerede über Hydrotropismus verwässert werden, weisen wir die Leser gerne auf die Open-Access-Veröffentlichung von Oliver Pouliquen et al. mit dem Titel „A new scenario for gravity detection in plants: the position sensor hypothesis“ (Ein neues Szenario für die Schwerkrafterkennung bei Pflanzen: die Hypothese des Positionssensors) aufmerksam zu machen, in dem sie vorschlagen, dass der Schwerkraftsensor einer Pflanze eine Neigung und nicht eine Kraft erkennt… Dies ist einer von vielen Artikeln in der Sonderausgabe der Zeitschrift über die Biophysik der Pflanzenentwicklung.
* Nachdem eine geotrope Reaktion der Wurzeln schon lange bekannt war, war die Identifizierung einer zusätzlichen hydrotropen Reaktion schwierig zu begründen. Die Entdeckung einer Pflanze, die nicht auf die Schwerkraft reagiert, trug jedoch wesentlich zur Klärung dieser Frage bei. Die Verwendung dieser ageotropicum-Mutante der Erbse (Pisum sativum) ermöglichte es, eine Reaktion auf die Schwerkraft von einer nicht auf die Schwerkraft reagierenden Reaktion wie dem Hydrotropismus zu trennen (z. B. dies). Wie so oft gibt die Natur denjenigen, die den richtigen Geisteszustand haben, um es zu erkennen, einen Hinweis, der den Menschen hilft, ihre vielfältigen, weisen und wunderbaren biologischen Wege zu erforschen und zu verstehen.