Saccharose, der primäre Transportzucker von Pflanzen, bewegt sich von Quellgewebe (photosynthetisch aktive Blätter) zu Senkengewebe (Wurzeln, Früchte, Knollen) durch das Phloem. Dieser Ferntransport erfolgt nicht durch Diffusion, sondern durch einen osmotisch angetriebenen Druckströmungsmechanismus.
Mechanismus: Münch-Druckströmungshypothese
- Aktive Beladung an der Quelle: Saccharose wird aktiv transportiert (H⁺-Saccharose-Symport über SUT1-Transporter) in Siebröhrenelemente/Begleitzellen. Das H⁺-Gradient wird durch die Plasmamembran-H⁺-ATPase aufrechterhalten.
- Osmotischer Wassereintritt: Hohe Solutkonzentration in den Siebröhren zieht Wasser aus dem benachbarten Xylem an und erzeugt hohen Turgordruck an der Quelle.
- Masseströmung: Der Druckgradient treibt den Massenstrom des Phloemsafts in Richtung der Senkenregionen an.
- Aktive Entladung an der Senke: Saccharose wird aktiv oder passiv entfernt; Wasser kehrt zum Xylem zurück und schließt den Kreislauf.
Warum nicht Diffusion?
Diffusion ist über Meterabstände viel zu langsam (Zeit ∝ Abstand²/Diffusionskoeffizient; würde Jahre dauern). Die Druckströmung erreicht Transportgeschwindigkeiten von Metern pro Stunde.
Regulation
- Senkenstärke (Nachfrage) moduliert Beladungs- und Entladungsraten.
- Phytohormone (Auxin, Cytokinin) beeinflussen Quelle-Senke-Verteilung und Phloementwicklung.
