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Die Fähigkeit, zweckmäßig auf externe Signale zu reagieren, ist lebenswichtig für alle Organismen. Gravitropismus beschreibt die Fähigkeit von Pflanzen, Organe mit Hilfe von Gravisensoren nach der Schwerkraft auszurichten: Wurzeln wachsen entlang der Schwerkraft in den Boden, um Nährstoffe und Wasser aufzunehmen, während sich die grünen Sprosse entgegengesetzt zur Schwerkraftrichtung orientieren, um im Licht Photosynthese zu betreiben. Durch den Einsatz von Zentrifugen und Klinostaten und insbesondere mit dem Beginn der Forschung in Schwerelosigkeit im erdnahen Orbit wurden Einsichten in die Funktionsweise der biologischen Gravisensoren gewonnen. Weltraumexperimente ermöglichen das Arbeiten in einer reizfreien Umgebung und gestatten nicht nur die Erforschung der zellulären und molekularen Mechanismen der Schwerkraftwahrnehmung, sondern auch Einblicke in die Bedeutung der Schwerkraft für die Entwicklung aller Organismen, deren gesamte Evolution sich im konstanten Schwerefeld der Erde vollzog.

In unserer Arbeitsgruppe untersuchen wir die molekularen und zellbiologischen Mechanismen und die physiologische Regulation der Orientierung von Pflanzen im Schwerefeld der Erde. Rhizoide und Protonemata der Grünalge Chara dienen dabei als einzellige Modellsysteme, da diese großen und transparenten Zellen sich gut für eine Vielzahl von Methoden zur Untersuchung des gravitropen Spitzenwachstums eignen. Daneben arbeiten wir auch mit Organen der Höheren Pflanzen, wie Sprossen und Keimwurzeln.

© Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen IMBIO, AG Gravitationbiologie  ( © Fabian A. Paul )