Turgor

Osmotische Zustände einer Pflanzenzelle (Plasmolyse)

Als Turgor (auch Turgordruck) wird in Pflanzenphysiologie und Zellbiologie der Druck des Zellsafts auf die Zellwand bezeichnet. Ist der osmotische Wert in der Zelle höher als im umgebenden Apoplasten, nimmt sie durch Deplasmolyse Wasser auf. Der in ihrem Inneren ansteigende Druck spannt die umgebende Zellwand. Aufgefangen wird der Turgor durch den elastischen Wanddruck, der ihm entgegenwirkt. Hat der Turgor seinen größtmöglichen Wert, so spricht man von voller Turgeszenz. Ist dagegen der osmotische Wert des umgebenden Milieus größer als im Zellsaft (hypertonisches Milieu), nimmt der Turgor ab und der Protoplast löst sich von der Zellwand (→ Plasmolyse). Auf dem Zusammenspiel von Turgor und Wanddruck beruht die Festigkeit krautiger, nichtverholzter Pflanzen.

Turgor und Wasserpotential

Der osmotische Wert trägt über den negativen osmotischen Druck (als „osmotisches Potential“) zum Wasserpotential bei. Der Unterschied des Wasserpotentials zwischen Zelle und ihrer Umgebung bestimmt, ob die Zelle Wasser aufnimmt oder abgibt. Wasser bewegt sich in Richtung des negativeren Potentials; dabei hat reines Wasser den höchstmöglichen Wert, nämlich 0. Gelöste und kolloidal vorliegende Substanzen erhöhen den osmotischen Wert des Zellsafts und verringern das Wasserpotential der Zelle. Ist dieses niedriger als das Wasserpotential des umgebenden Milieus, fließt Wasser durch Plasmamembran und Tonoplast in den Protoplasten und vergrößert so den Turgor. Bei voller Turgeszenz erreicht das Wasserpotential der Zelle oder des Gewebes den Wert 0, bei dem kein Wasser mehr aufgenommen werden kann. Dieser Zustand wird jedoch selten erreicht, da der Transpirationssog in der Pflanze das Wasserpotential im Apoplasten verringert.

Der Turgor in Pflanzenzellen liegt bei 0,07 bis zu 4 Megapascal.^[1]

Wirkungen des Turgors

Drüsengewebe können mithilfe des Turgors Sekrete absondern. Durch Änderungen des Turgor der Schließ- oder Nebenzellen kann die Pflanze den Öffnungszustand der Stomata (Spaltöffnungen) kontrollieren. Die durch Erschütterung hervorgerufenen Blattbewegungen (Nastien) der Mimose beruhen ebenfalls auf lokalen Turgoränderungen. Manche Pflanzen (Saftdruckstreuer) verbreiten ihre Samen mit Hilfe von Turgorschleuder- (Springkräuter) oder Turgorspritzmechanismen. Dabei können Drücke bis zu 1,5 Megapascal (ca. 15 Bar) und Reichweiten bis zu 12 Meter (Spritzgurke) erreicht werden.

Literatur

• Eduard Strasburger (Begründer), Peter Sitte (Bearbeiter), Elmar W. Weiler, Joachim W. Kadereit, Andreas Bresinsky, Christian Körner (Autoren): Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. 35. Auflage. Spektrum, Heidelberg, Berlin 2002, ISBN 3-8274-1010-X.

Weblinks

• NetLogo Simulationsmodell des osmotischen Anschwellens von Zellen (Java Applet für schnelle PCs)
• NetLogo Simulationsmodell des osmotischen Anschwellens von Zellen (Java Applet für langsame PCs)
• Magnetsonde zur Messung des Turgors

Einzelnachweise