Phototaxis

Als Phototaxis wird eine durch Unterschiede der Beleuchtungsstärke (Beleuchtungsstärkengradient) in ihrer Richtung beeinflusste Fortbewegung von Organismen bezeichnet. Positive Phototaxis bezeichnet die Bewegung in Richtung höherer Beleuchtungsstärke, negative Phototaxis die Bewegung in Richtung niedrigerer Beleuchtungsstärke. Bei einer amphitropen Phototaxis bewegen sich einige Organismen einer Gruppe von gleichartigen Organismen in Richtung der höheren Beleuchtungsstärke und einige in Richtung niedriger Beleuchtungsstärke.^[1]

Das zum Licht hin gerichtete Wachstum von Pflanzen oder die Bewegung von Teilen der Pflanze wird demgegenüber als Phototropismus bezeichnet.

Organismen können auf verschiedene Beleuchtungsstärken unterschiedlich reagieren. So zeigen einige Flagellaten bei schwacher Beleuchtung eine positive Phototaxis, bei stärkerer Beleuchtung eine negative Phototaxis. Auch bei verschiedenen Lichtwellenlängen reagieren einige Organismen unterschiedlich: So reagieren phototrophe Bakterien oft positiv phototaktisch auf Lichtwellenlängen, die von ihren phototrophen Pigmenten absorbiert werden, während sie bei Licht anderer Wellenlängen nicht oder negativ phototaktisch reagieren.^[2]

Manche Organismen bewegen sich in bestimmten Winkeln zum Lichteinfall; in diesem Fall spricht man von Dia- oder Transversalphototaxis.^[3]

Die erste Beschreibung der Phototaxis stammt von Gottfried Reinhold Treviranus 1803 bei grünen Schwärmern, was er 1817 veröffentlichte. Seitdem sind phototaktische Reaktionen in beinahe allen Tiergruppen festgestellt worden. Alle diese Organismen müssen zwangsläufig über eine Form von Lichtrezeptoren verfügen.^[4]

Als Photokinetik wird die Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit von der Intensität der Lichtstrahlung bezeichnet. Bei einer positiven Photokinesis bewegt sich ein Organismus bei stärkerem Lichteinfall schneller, bei der negativen Photokinese langsamer. Eine Reihe von Organismen bewegt sich bei Dunkelheit gar nicht (Dunkelstarre), andere stellen ihre Bewegung bei Lichteinfall ein (Lichtstarre). Die resultierende Kurve der Photokinese ist in der Regel eine Optimumskurve.^[5]

1. ↑ Johan Abraham Bierens de Haan: Die tierischen Instinkte und ihr Umbau durch Erfahrung: eine Einführung in die allgemeine Tierpsychologie. Brill Archive, 1. Januar 1940, S. 113 (books.google.de). 
2. ↑ Lehrbuch der Pflanzenphysiologie. Springer-Verlag, 2013, ISBN 978-3-642-96453-4, S. 494 (books.google.de). 
3. ↑ E. Riklis: Photobiology The Science and Its Applications. Springer Science & Business Media, 2012, ISBN 978-1-4615-3732-8, S. 497 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche). 
4. ↑ Peter Hegemann, Georg Nagel: From channelrhodopsins to optogenetics. In: EMBO Molecular Medicine. 5, 2013, S. 173, doi:10.1002/emmm.201202387.
5. ↑ Barry S. C. Leadbeater, John C. Green: Flagellates Unity, Diversity and Evolution. CRC Press, 2002, ISBN 978-0-203-48481-4, S. 124 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).