Variationspotential - Variation potential
Ein Variationspotential ( VP ) (auch als langsames Wellenpotential bezeichnet ) ist ein sich hydraulisch ausbreitendes elektrisches Signal, das ausschließlich in Pflanzenzellen auftritt . Es ist eines von drei Ausbreitungssignalen in Pflanzen, die anderen beiden sind das Aktionspotential (AP) und das Wundpotential (WP) (ebenfalls nur für Pflanzen). Variationspotentiale sind für die Induktion vieler physiologischer Prozesse verantwortlich und ein Mechanismus für systematische Reaktionen der Pflanzen auf lokale Verwundungen. Sie induzieren Veränderungen in der Genexpression; die Herstellung von Abscisinsäure , Jasmonsäure und Ethylen ; vorübergehende Abnahme der Photosynthese ; und erhöht die Atmung. Variationspotentiale sind in Gefäßpflanzen weit verbreitet .
Ein Variationspotential ist wie ein Aktionspotential eine vorübergehende Änderung des Membranpotentials der Pflanzenzelle durch Depolarisation und anschließende Repolarisation. Es zeichnet sich jedoch durch seine langsamere, verzögerte Repolarisationsphase, Variabilität in Form und Amplitude und die Abnahme seiner Geschwindigkeit mit zunehmendem Abstand vom Anfangspunkt aus. Variationspotentiale können nur erzeugt werden, wenn der Druck im Xylem gestört ist und ein Anstieg des Xylemdrucks folgt. Zusätzlich werden Gefäßbündel verwendet, um das systemische Potenzial in der gesamten Pflanze zu vervollständigen.
Variationspotentiale unterscheiden sich von Aktionspotentialen in ihrer Stimulationsursache. Die Depolarisation entsteht durch einen Anstieg des Turgordrucks in Pflanzenzellen aufgrund einer hydraulischen Druckwelle, die sich nach Ereignissen wie Regen, Embolie, Biegung, lokalen Wunden, Organentfernung und lokalem Brennen durch das Xylem bewegt . Im Gegensatz zu Aktionspotentialen sind Variationspotentiale nicht alles oder nichts.
Die Depolarisation eines Variationspotentials wird durch die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und dem intakten Innenraum der Anlage bestimmt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass Variationspotentiale durch hohe Luftfeuchtigkeit und anhaltende Dunkelheit unterdrückt werden können. Es wird angenommen, dass der Ionenmechanismus ein kurzes Abschalten der H + -ATPase vom P-Typ in der Plasmamembran beinhaltet .
Die Ausbreitung des Variationspotentials wird hydraulisch erreicht, indem mit einem schnellen Druckanstieg bewegt wird, der einen axialen Druckgradienten im Xylem erzeugt. Dieser Gradient wandelt sich mit zunehmender Entfernung in zunehmende Verzögerungsphasen für die druckinduzierte Depolarisation in den Epidermiszellen um. Dies ermöglicht eine Kommunikation zwischen Blatt und Stiel, die sich in beide Richtungen entlang der Achse der Pflanze bewegen kann.
