Sginaloverføring
Signaloverføring - fra ytre stimuli via genprodukt til vekstrespons og utvikling av form
Plantene har evne til å registrere de fysisk-kjemiske omgivelsesfaktorene ved hjelp av receptorer i cellene. Målesensorene er sensorproteiner i membranene som har et registrerings- , respons- og reguleringsdomene. Via en signaloverføringsvei blir registreringen omformet til en vekstrespons. I signalveien deltar ionekanaler, hormoner og andre lavmolekylære signalstoffer, protein kinaser, transkripsjonsfaktorer og reguleringsgener.
En frøplante som vokser i mørke er etiolert og er helt forskjellig i forhold til en som utvikler seg i lys. Effekten av lys på formutviklingen kalles fotomorfogenese. Sammenlignet med lys får en frøplante i mørke økt strekning og mindre bladplate. Utviklingen av kloroplastene hos blomsterplantene trenger lys, unntatt gymnspermer og alger, og etiolerte planter er derfor blekgule. I mørke utvikles proplastider seg til etioplaster. I lys vil etioplastene omformes til kloroplaster. En plante som trives best i godt lys vil få annerledes vekstform hvis den vokser i skygge. Et blad vil utvikle seg forskjellig om det står i sollys eller skygge. I epidermis er det bare lukkecellene i spalteåpningene som utvikler kloroplaster. Planter kan bøye seg mot eller fra lyset (fototropisme). Planter som vokser tørt og varmt blir xeromorfe. Er det tørt blir epidermis tykkere og utskillelsen av kutikula og voks øker. I et tre vil greiner som vokser parallelt med bakken få en annen struktur enn de som vokser rett opp. Tyngdekraften avgjør i hvilken retning et planteorgan vil vokse (gravitropisme). Mekanisk berøring og vind gir redusert høydevekst (thigmomorfogenese). Lavt partialtrykk av oksygen kan gi dannelse av aerenkym. Konsentrasjonen av karbondioksid kan påvirke åpning og lukking av spalteåpningene. En plante kan ha to typer blad på samme plante (heterofylli) som resultat av stress. Utviklingsplastisitet kan gi blader med forskjellig utseende avhengig av alder. Hva er det i cellene som registrerer ?
Lys blir absorbert av pigmenter bundet til proteiner. Disse kan registrere både lysfluks og spektralfordeling. Tyngdekraften registreres av statolitter (stivelseskorn) i cellene og gir forklaring for hvorfor plantedeler vokser rett opp eller ned. Men hva er det som registrerer at noe skal vokse i en vinkel i forhold til tyngdekraften ?
Hvordan registrer plantene temperatur ? Temperaturendringer kan gi endret flyt i membranene og endret hastighet på biokjemiske reaksjoner, men er det noen egen receptor ?
Hva er det som registrerer berøring ? Er det celler i epidermis, eventuelt skyldes det sammenpressing og bøying av andre celler ? Er det enzymer i mitokondriene som registrerer endring i oksygenkonsentrasjon og virker som receptor ? Er det andre systemer i cytoplasma som kan måle redoksnivået ? Er det enzymer i kloroplastene i lukkecellene i spalteåpningene som måler endring i karbondioksidkonsentrasjon ? Kan cellene registrere endringer i pH dvs. måle protonkonsentrasjoner ? Hvordan registrerer cellene at det blir mangel på et nødvendig grunnstoff, eller motsatt hvis det blir for høy saltkonsentrasjon ? Hvordan måler cellene vannmangel ?
Det er fremdeles mye vi ikke vet noe om.