ISSN:
1432-2048
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Biology
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Es wird über einige Beobachtungen berichtet, die für das Verständnis des Mechanismus der polarotropischen und phototropischen Krümmung bei schlauchförmigen Zellen mit Spitzenwachstum wesentlich sind. — Die positiv phototropischen Chloronemen sowohl vonStruthiopteris filicastrum All. als auch vonDryopteris filix-mas (L.)Schott wachsen im linear polarisierten Hellrot senkrecht zur Schwingungsebene (Abb. 2). Die Rhizoide vonDryopteris reagieren negativ phototropisch, und demgemäß entwickeln sie sich parallel zur Schwingungsebene. Bei den Rhizoiden vonStruthiopteris dagegen dominiert die positiv geotropische Reaktion. — Wird die Schwingungsebene um 90° gedreht, so ändert sich die Wachstumsrichtung der Chloronemen entsprechend (Abb. 3, oben). Ein bemerkenswerter Prozentsatz der Chloronemen reagiert jedoch abweichend. Es kommen einzellige Chloronemen vor, die Apikalkrümmung zeigen und zusätzlich einen neuen Wachstumspol im subapikalen Bereich bilden (Abb. 3, unten; Abb. 4). Bei anderen entsteht keine Apikalkrümmung, sondern es bilden sich ein oder zwei neue Wachstumszentren im subapikalen Bereich der Chloronemen (Abb. 4; Abb. 5f). Der Prozentsatz dieser abnorm reagierenden mehrpoligen Chloronemen erhöht sich, wenn gleichzeitig mit der Drehung der Schwingungsebene die Intensität heraufgesetzt wird. Eine Drehung der Schwingungsebene um 90° scheint außerdem eine kurzzeitig erniedrigte Wachstumsleistung zur Folge zu haben. Wenn man die Vorstellung zugrunde legt (Jaffe andEtzold 1962,Etzold 1965), daß die im Apex vorkommenden hellrot absorbierenden dichroitischen Photoreceptoren oberflächenparallel in der wandständigen Cytoplasmaschicht gelagert sind (Abb. 6), so müssen unsere Befunde auf der Basis interpretiert werden, daß den Zonen stärksten Wachstums die Zonen stärkster Strahlungsabsorption entsprechen. Das Entstehen neuer Wachstumszentren im subapikalen Bereich der Chloronemen zeigt, daß an der Basis der halbkugeligen Chloronemaspitzen und sogar weiter basalwärtz zwar reduzierte, aber noch nachweisbare Hellrotempfindlichkeit und Wachstumsfähigkeit bestehen. Die polarotropische und phototropische Krümmung der Keimschläuche muß daher — analog den Befunden beiPilobulus-Sporangiophoren (Page 1962) — so aufgefaßt werden, daß an den Orten der stärksten Lichtabsorption jeweils neue Wachstumszentren entstehen. Dieser Mechanismus der phototropischen Krümmung ist grundsätzlich verschieden von dem, der von Sproßachsen oder Koleoptilen her bekannt ist.
Notes:
Summary We report some observations which seem to be important for an understanding of the mechanism of the polarotropic and phototropic response of filamentous cells with tip growth. — The chloronemata, i. e. the filamentous young gametophytes of the fernStruthiopteris filicastrum All. show nearly the same polarotropic behaviour as the corresponding filaments of the fernDryopteris filix-mas (L.)Schott. In linearly polarized red light the positive phototropic chloronemata grow perpendicular to the plane of vibration (Fig. 2). — The rhizoids behave differently. In the case ofDryopteris they show negative phototropic reaction and therefore grow parallel to the plane of vibration whereas inStruthiopteris the rhizoids will grow downwards into the agar. This fact indicates a positive geotropic reaction. If the plane of vibration is turned by 90° the direction of growth of the chloronemata will change correspondingly (Fig. 3, above). A remarkable percentage of the chloronemata, however, reacts differently. There are unicellular chloronemata which show a curvature of the tip and additionally a new filament below the apex (Fig. 3; Fig. 4). Other types show no curvature of the tip at all but one or two new filaments originate at some distance below the apex, i. e. in the “subapical region” of the chloronema (Fig. 4; Fig. 5, f). The occurence of these phenomena is augmented if the intensity of the polarized red light is increased at the moment when the plane of vibration is turned. There is also some evidence that a turning of the plane of vibration by 90° leads to a transient reduced activity of growth. If we make the reasonable assumption (cf.Jaffe andEtzold 1962,Etzold 1965) that the dichroic red-absorbing photoreceptors occuring in the apex are oriented parallel to the nearby surface of the cell (Fig. 6), our observations must be interpreted under the point of view that the region of the highest activity of growth within the chloronema is determined by the zone of highest absorption of red light. If the plane of vibration is perpendicular to the longitudinal axis of the chloronema, growth is necessaryly confined to the extreme tip of the apex. If, however, the plane of vibration is parallel to the longitudinal axis the highest absorption in the apical region will take place on the flanks of the apex. Therefore the area of the highest growth activity is shifted to one or the other flank of the apex. The result is a polarotropic curvature. — Our additional observations, the formation of new centers of growth in the subapical region of the chloronema, indicate the existence of some red light sensitivity and growth potentiality also in the subapical region where normally the activity of growth had ceased. These findings support the view that the polarotropic and phototropic curvatures of the chloronema come about because new centers of growth originate in the zones of highest light absorption. Similar conclusions were reached byPage (1962) who studied the phototropic response of sporangiophores ofPilobolus. — This particular mechanism of phototropic response is fundamentally different from the mechanism of the phototropic response of stems or coleoptiles.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01840783
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