Plantenhormoon

Plantenhormoon of fytohormoon is de benaming voor in de plant aangemaakte stoffen die de groei van de plant regelen.

Planten regelen hun inwendige milieu, tegelijkertijd rekening houdend met verandering in het uitwendige milieu door het maken van hormonen en enzymen. Hoewel planten geen zenuwstelsel hebben, kunnen ze op die manier toch snel reageren op uitwendige prikkels. Ieder signaal wordt met behulp van hormonen doorgegeven. Het zijn signaalmoleculen die op specifieke locaties in de plant worden gemaakt, in lage concentraties voorkomen en veranderende processen veroorzaken in doelcellen op andere locaties in de plant. Zo reageert het kruidje-roer-mij-niet direct op aanraking met het samenvouwen van de blaadjes van het samengestelde blad.

Plantenhormonen regelen onder andere de groei van de wortels, stengels en bladeren, maar ook de ontwikkeling van vruchten en zaden.

Plantenhormonen beïnvloeden de veroudering (senescentie) en afstoting (abcissie) van bijvoorbeeld de bladeren in de herfst, de apicale dominantie, de rustperioden (zoals de winterrust), de geotropie (groeiwijze door de invloed van de zwaartekracht), en de fototropie (groeiwijze door de invloed van het licht).

Zes planthormonen, de "hoofdhormonen", regelen de belangrijkste signalen in de plant:

• Auxine,
• Cytokininen,
• Etheen (ethyleen),
• Gibberellinezuur en
• Abscisinezuur.
• Brassinosteroïden

Verder zijn er nog een aantal componenten die als groeiregulatoren beschouwd worden, maar die niet tot de hormonen worden gerekend:

• Jasmonaten (Jasmijnzuur),
• Salicylzuur,
• Strigolactonen,
• Oligosachariden en
• Polyamines.

Naar deze stoffen is echter nog niet genoeg onderzoek gedaan om dit zeker te weten.

Er zijn meerdere theorieën over planthormonen. De meest voorkomende is een theorie waarbij de 6 hoofdhormonen in drie algemene hoofdgroepen worden verdeeld:

• Groeihormonen,
• Stresshormonen en
• Schok/Synchroniserende hormonen.

Iedere groep heeft een andere locatie in de plant waar ze worden geproduceerd en een andere situatie waarbij ze in actie komen. Nu zijn er nog tal van andere fysiologische effecten; ook het hele ontwikkelingsproces van de plant staat onder de controle van hormonen. Deze hormonen beïnvloeden elkaar en werken onderling samen.

Tevens wordt er verondersteld dat planten voornamelijk ingesteld zijn op het groter worden gedurende de vegetatieve periode van hun leven. Deze groei vereist zowel goede omgevingsomstandigheden als een bepaalde hoeveelheid van de vier basisgroepen van voedingsstoffen, die de hoeveelheid om de plant op zijn huidige grootte te houden moet overtreffen. Deze vier basisgroepen van voedingsstoffen zijn:

• suiker,
• gassen (koolstofdioxide en zuurstof),
• water en
• mineralen.

De vier groepen worden verdeeld in twee koppels; water en mineralen, die vanuit de wortels de plant binnenkomen, en gassen, die vanuit de uitlopers (stengels) de plant binnenkomen. Door assimilatie wordt in de bladeren koolzuur (koostofdioxide) omgezet in suikers.

Veel plantencellen blijven totipotent, niet alleen onder de experimentele omstandigheden, zoals in weefselkweek die gebruikt wordt in laboratoria, maar ook in de manier waarop ze reageren op omstandigheden in hun omgeving of de hoeveelheid beschikbare voedingsstoffen. Totipotent wil zeggen dat een embryonale cel het vermogen heeft om zich te ontwikkelen tot elke soort cel. Hierdoor is het bijvoorbeeld mogelijk een plant vegetatief te vermeerderen. Door deze eigenschap, zal een cel in de uitloper (stengel) altijd gedeeltelijk gedrag vertonen dat overeenkomt met dat van een cel in de wortel. Hierdoor is het mogelijk om Schok/Synchroniserende hormonen in iedere willekeurige cel te produceren.

Groeihormonen worden geproduceerd wanneer er een lange tijd voor de groei gunstige omstandigheden zijn. Dit houdt onder andere in dat er voldoende voedingsstoffen zijn voor de groei. De hormonen worden geproduceerd in één dominante bron in de uitlopers en in één bron in de wortels. Auxine en Cytokininen zijn onderdeel van deze groep hormonen. Zij worden voornamelijk door jonge cellen gemaakt en in mindere hoeveelheden door volwassen cellen.

De productie van groeihormonen, in de plant zelf, ligt geheel aan de omstandigheden. Deze komt namelijk alleen op gang als de omstandigheden goed zijn voor de groei.

Cytokininen worden geproduceerd door cellen die zich onder omstandigheden bevinden waarin voor een cel in het weefsel van een worteldeel het gunstig is om te groeien. Dit is onder andere vrijheid van omgevingsstress en de opname of aanwezigheid van meer dan genoeg mineralen en water om de cel te ondersteunen en met hem iedere cel die hiervoor van hem afhankelijk is.

Auxine heeft dezelfde omstandigheden nodig, waarbij de productie afhankelijk is van de hoeveelheid water en mineralen.

Voordat de groeihormonen op gang kunnen komen moeten er dus voldoende voedingsstoffen zijn. Om deze voorraden op een hoog genoeg peil te krijgen zijn de stresshormonen van groot belang.

Wanneer er een lange tijd stress is, zoals het afwezig zijn van voldoende voedingsstoffen, worden deze hormonen geproduceerd. De hormonen worden, net als de groeihormonen, geproduceerd in één dominante bron in de uitlopers en in één bron in de wortels. Bij deze hormonen horen Gibberelline zuur, Ethyleen en Brassino steroïden. Zij worden voornamelijk door volwassen cellen gemaakt en in mindere hoeveelheden door jonge cellen.

De productie van stresshormonen, in de plant zelf, wordt gestart zodra de cel zich in een soort stresssituatie bevindt. Bij stress, activeren deze hormonen het vrijkomen van (voedings)bronnen om een bepaald tekort in een bepaald deel van de plant tegen te gaan.

Gibberelline zuur wordt geproduceerd door cellen die zich onder omstandigheden bevinden die ongunstig zouden zijn voor volwassen worteldeelweefselcellen. Dit zijn omstandigheden wanneer er te weinig suiker en zuurstof aanwezig is om zowel de cel zelf als de cellen die van hem afhankelijk zijn te ondersteunen. Gibberelline zuur verwijdert de bronnen uit cellen en herverdeelt ze over een deel van de uitloper waar een tekort is. Hierdoor wordt de verwachting, van een toenemende hoeveelheid suiker en zuurstof, groter voor de gehele plant.

Een wortelcel zou hetzelfde doen, maar dan de suiker en zuurstof voor zichzelf houden en het water en mineralen herverdelen.

Een ander effect wat Gibberelline veroorzaakt is de vrijgeving van enzymen in de wortel. Deze zetten het zetmeel, dat in de vacuolen is opgeslagen, om in suikers. Dit wordt ook weer benut om tijdelijk gebrek aan suiker op te lossen.

Ethyleen wordt geproduceerd door cellen onder vergelijkende omstandigheden als Gibberelline zuur die ongunstig zouden zijn voor volwassen cellen van de uitloper. Verder heeft Ethyleen hetzelfde herverdelende effect als Gibberelline zuur, maar dan van de uitloper naar de wortel toe, in plaats van de wortel naar de uitloper.

Dit herverdelen is een poging van de plant tot productieve nieuwe groei van wortels en hiermee een eventueel overtreffen van de eerdere hoeveelheid mineralen en water.

De Schok/Synchroniserende hormonen worden geproduceerd wanneer er plotseling ongunstige of gunstige veranderingen voorkomen. Zij reageren zeer snel, kunnen overal in de plant worden gemaakt en zijn de eerste hormonen die worden gemaakt wanneer materiële overleving van de plant bedreigd wordt, of wanneer deze bedreiging verdwenen is. Deze hormonen treffen "voorbereidingen" voor de plant om de bedreiging zo goed mogelijk op te vangen, of houden dit juist tegen wanneer de bedreiging verdwijnt. Schok/Synchroniserende hormonen zijn tevens de regelaars van de mate van celdeling. Ze vertragen het tot een overleefbaar peil, overeenstemmend met de plaatselijke omstandigheden, of versnellen de celdeling om volle benutting te maken van het huidige niveau van voedingsstoffen en omgevingsomstandigheden. Een hoog of laag niveau van deze hormonen is nodig om de vrijgeving van groeihormonen of stresshormonen te stoppen. Tot deze belangrijke groep hormonen behoren abscisinezuur en salicylzuur.

Om het fruit te laten rijpen, moeten alle drie de groepen samenwerken. Zowel voor als tijdens de rijping moet er rekening worden gehouden met stress, voorraad van voedingsstoffen en andere factoren. Om ervoor te zorgen dat de plant tijdens de rijping van zijn fruit niet dood gaat vanwege bijvoorbeeld te weinig voedingsstoffen, wordt er van tevoren voor gezorgd dat alle omstandigheden optimaal zijn. Dan pas krijgt het fruit 'toestemming' om aan zijn ontwikkeling en rijping te beginnen.