Der Quimiotropismus ist das Wachstum oder die Bewegung einer Pflanze oder eines Pflanzenteils als Reaktion auf einen chemischen Reiz. Bei positivem Chemotropismus ist die Bewegung in Richtung der Chemikalie; in der negativen Chemotropismusbewegung ist es weit von der Chemikalie entfernt.
Ein Beispiel hierfür ist die Bestäubung: Der Eierstock setzt Zucker in der Blüte frei und diese wirken positiv, um Pollen zu verursachen und einen Pollenschlauch zu produzieren.
Im Tropismus beruht die Reaktion des Organismus häufig eher auf seinem Wachstum als auf seiner Bewegung. Es gibt viele Formen von Tropismen und eine davon heißt Chemotropismus.
Eigenschaften des Chemotropismus
Wie bereits erwähnt, ist Chemotropismus das Wachstum des Organismus und basiert auf seiner Reaktion auf einen chemischen Reiz. Die Wachstumsreaktion kann den gesamten Organismus oder Teile des Organismus betreffen.
Die Wachstumsreaktion kann auch positiv oder negativ sein. Ein positiver Chemotropismus ist einer, bei dem die Wachstumsantwort auf den Stimulus gerichtet ist, während ein negativer Chemotropismus vorliegt, wenn die Wachstumsantwort vom Stimulus weg ist.
Ein weiteres Beispiel für eine chemotrope Bewegung ist das Wachstum einzelner neuronaler Zellaxone als Reaktion auf extrazelluläre Signale, die das sich entwickelnde Axon zur Innervation des richtigen Gewebes führen.
Hinweise auf Chemotropismus wurden auch bei der neuronalen Regeneration beobachtet, bei der chemotrope Substanzen ganglionäre Neuriten in den degenerierten neuronalen Stamm führen. Auch die Zugabe von Luftstickstoff, auch Stickstofffixierung genannt, ist ein Beispiel für Chemotropismus.
Der Chemotropismus unterscheidet sich von der Chemotaxis. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der Chemotropismus mit dem Wachstum zusammenhängt, während die Chemotaxis mit der Fortbewegung zusammenhängt.
Was ist Chemotaxis?
Die Amöbe ernährt sich von anderen Protisten, Algen und Bakterien. Es muss in der Lage sein, sich an das vorübergehende Fehlen geeigneter Beute anzupassen, beispielsweise in Ruhephasen. Diese Fähigkeit ist Chemotaxis.
Alle Amöben haben wahrscheinlich diese Fähigkeit, da dies diesen Organismen einen großen Vorteil verschaffen würde. Tatsächlich wurde Chemotaxis bei Amöbenproteus, Akanthamöbe, Naeglerie und Entamöbe nachgewiesen. Der am meisten untersuchte chemotaktische amöboidale Organismus ist jedoch Dictyostelium discoideum.
Der Begriff "Chemotaxis" wurde erstmals 1884 von W. Pfeffer geprägt. Er beschrieb damit die Anziehungskraft von Farnspermien auf Eizellen. Seitdem wurde das Phänomen bei Bakterien und vielen eukaryotischen Zellen in verschiedenen Situationen beschrieben.
Spezialisierte Zellen in Metazoen haben die Fähigkeit bewahrt, auf Bakterien zuzukriechen, um sie aus dem Körper zu entfernen, und ihr Mechanismus ist dem sehr ähnlich, den primitive Eukaryoten verwenden, um Bakterien für Lebensmittel zu finden.
Vieles, was wir über Chemotaxis wissen, wurde durch die Untersuchung von Dctyostelium discoideum und den Vergleich mit unseren eigenen Neutrophilen, den weißen Blutkörperchen, die eindringende Bakterien in unserem Körper erkennen und verbrauchen, gelernt.
Neutrophile sind differenzierte Zellen und größtenteils nicht biosynthetisch, was bedeutet, dass die üblichen molekularbiologischen Werkzeuge nicht verwendet werden können.
In vielerlei Hinsicht scheinen komplexe bakterielle Chemotaxis-Rezeptoren wie rudimentäre Gehirne zu funktionieren. Da sie nur wenige hundert Nanometer im Durchmesser haben, haben wir sie Nanobrains genannt.
Dies wirft die Frage auf, was ein Gehirn ist. Wenn ein Gehirn ein Organ ist, das sensorische Informationen zur Steuerung der motorischen Aktivität verwendet, passt das bakterielle Nanobrain zur Definition.
Neurobiologen kämpfen jedoch mit diesem Konzept. Sie argumentieren, dass Bakterien zu klein und zu primitiv sind, um ein Gehirn zu haben: Das Gehirn ist relativ groß, komplex und besteht aus mehrzelligen Ansammlungen mit Neuronen.
Andererseits haben Neurobiologen kein Problem mit dem Konzept der künstlichen Intelligenz und der Maschinen, die als Gehirne fungieren.
Angesichts der Entwicklung der Computerintelligenz ist es offensichtlich, dass Größe und scheinbare Komplexität ein schlechtes Maß für die Verarbeitungsleistung sind. Immerhin sind heutige kleine Computer weitaus leistungsfähiger als ihre größeren und oberflächlich komplexeren Vorgänger.
Die Vorstellung, dass Bakterien primitiv sind, ist ebenfalls eine falsche Vorstellung, die möglicherweise aus derselben Quelle stammt und zu der Annahme führt, dass groß besser ist, wenn es um das Gehirn geht.
Bakterien haben sich seit Milliarden von Jahren länger entwickelt als Tiere, und mit ihren kurzen Generationszeiten und großen Populationsgrößen sind Bakteriensysteme wahrscheinlich weitaus weiter entwickelt als alles, was das Tierreich bieten kann.
Bei dem Versuch, die bakterielle Intelligenz zu bewerten, stößt man auf die grundlegenden Fragen des individuellen Verhaltens gegenüber der Bevölkerung. Normalerweise werden nur durchschnittliche Verhaltensweisen berücksichtigt.
Aufgrund der immensen Vielfalt nichtgenetischer Individualität in Bakterienpopulationen schwimmen jedoch unter Hunderten von Bakterien, die in einem attraktiven Gradienten schwimmen, einige kontinuierlich in die bevorzugte Richtung.
Machen diese Jungs aus Versehen die richtigen Schritte? Und was ist mit den wenigen, die in die falsche Richtung schwimmen, den verführerischen Gradienten hinunter?
Bakterien fühlen sich nicht nur von Nährstoffen in ihrer Umgebung angezogen, sondern sezernieren Signalmoleküle auf eine Weise, die dazu neigt, sich in mehrzelligen Ansammlungen zu verbinden, in denen andere soziale Wechselwirkungen zu Prozessen wie der Bildung von Biofilmen und der Pathogenese führen.
Obwohl in Bezug auf seine einzelnen Komponenten gut charakterisiert, wurde die Komplexität der Wechselwirkungen zwischen den Komponenten des Chemotaxis-Systems gerade erst in Betracht gezogen und gewürdigt.
Im Moment lässt die Wissenschaft die Frage offen, wie intelligente Bakterien wirklich sind, bis Sie ein umfassenderes Verständnis dafür haben, was sie denken und wie viel sie miteinander sprechen.
Verweise
- Daniel J Webre. Bakterielle Chemotaxis (sf). Currente Biologie. cell.com.
- Was ist Chemotaxis (sf) .. igi-global.com.
- Chemotaxis (nd). bms.ed.ac.uk.
- Tropismus (März 2003). Encyclopædia Britannica. britannica.com.