34.9: Morphogenese

Die pflanzliche Morphogenese – die Entwicklung der Form und Struktur einer Pflanze – umfasst mehrere sich überschneidende Entwicklungsprozesse, einschließlich Wachstum und Zelldifferenzierung. Vorläuferzellen differenzieren in spezifische Zelltypen, die in Geweben und Organsystemen organisiert sind, um die funktionelle Pflanze zu bilden,.

Pflanzenwachstum und Zelldifferenzierung stehen unter komplexer hormoneller Kontrolle. Pflanzenhormone regulieren die Genexpression, oft als Reaktion auf Umweltreize. Zum Beispiel haben viele Pflanzen Blumen. Im Gegensatz zu Sprossachsen und Wurzeln wachsen Blumen nicht im Laufe des Lebens einer Pflanze. Das Blühen beinhaltet eine Veränderung der Identität der Meristeme – das sind Abschnitte der Pflanze, die sich teilende Zellen enthalten, die neue Gewebe bilden.

Zusätzlich zu internen Signalen lösen Umweltreize – wie Temperatur und Tageslänge – die Expression von Identitätsgenen für die Meristeme aus. Diese Identitätsgene der Meristeme ermöglichen die Umwandlung des Sprossapikalmeristems in das Blütenmeristem, so dass das Meristem eher blühende als vegetative Strukturen produziert.

Die Zellen des Blütenmeristem differenzieren sich in die Blütenorgane – Kelchblätter, Kronblätter, Staubblättern oder Fruchtblätter – entsprechend ihrer radialen Position, welche die Expression der jeweiligen Blüten-Identitätsgene bestimmt.

Die ABC-Hypothese geht davon aus, dass sich die vier Blütenorgane unter der Leitung von drei Klassen der Blüten-Identitätsgene bilden: A, Bund C. Wenn nur A-Gene exprimiert werden, bilden sich Kelchblätter. Wenn nur C-Gene exprimiert werden, werden Fruchtblätter produziert. Die Koexpression von B- und C-Genen führt zu Staubblättern, während die von A- und B-Genen Kronblätter produziert.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Blüte – und andere Aspekte der pflanzlichen Morphogenese – von mehreren, sich überschneidenden Entwicklungsprozessen abhängig sind.