Plasmolyse

Die Plasmolyse ist der Prozess bei dem sich die lebenden Teile (Protoplast) einer durch Wasserverlust schrumpfenden pflanzlichen Zelle von der Zellwand ablösen. Der Wasserverlust geschieht dabei durch Osmose, wenn die Umgebung der Pflanzenzelle hypertonisch ist, also mehr gelöste Stoffe enthält, als die Zelle selbst.

Im Grundzustand (in hypotoner Lösung) erhält die Pflanzenzelle ihre Stabilität durch das Zusammenspiel aus innerem Turgordruck und Festigkeit der Zellwand. Durch die relativ hohe Konzentration gelöster Stoffe in Cytoplasma und Vakuole nimmt die Zelle tendenziell Wasser, vor allem in die Vakuole, auf und es baut so einen Druck von etwa 1 bis 10 bar auf (Turgor), der die Plasmamembran fest an die Zellwand drückt.

In einer isotonen Lösung, die eine vergleichbare Konzentration gelöster Stoffe wie das Zellinnere enthält, sind Wasseraufnahme und -abgabe der Zelle im Gleichgewicht. Die Zelle erhält dadurch ihre Größe, der Druck gegen die Wand nimmt aber ab und so kann sich die Plasmamembran an einzelnen Stellen zeitweise von der Wand lösen. Dieser Zustand wird als Grenzplasmolyse bezeichnet und kann zur Bestimmung des Wasserpotentials in der Zelle genutzt werden.

In der hypertonen Lösung schließlich verliert die Zelle Wasser, wodurch der Protoplast, vor allem die Vakuole, schrumpft und sich daher die Plasmamembran von der Zellwand löst. Bei geringer Wandhaftung des Plasmas erfolgt die Ablösung rundlich (Konvexplasmolyse), bei starker Wandhaftung erhalten dünne Plasmafäden (Hechtsche Fäden) den Kontakt zur Zellwand (Konkavplasmolyse). Hierdurch kann auch der Kontakt zu Nachbarzellen über Plasmodesma aufrechterhalten werden.

Die Plasmolyse ist grundsätzlich reversibel (Deplasmolyse), wenn das äußere Medium zu einem hypotonen gewechselt wird oder die Zellen durch Aufnahme gelöster Stoffe den osmotischen Druck ausgleichen können. Vorausgesetzt ist aber, dass die Zelle durch zu lange Trennung von Nachbarzellen und die eingesetzten Substanzen keinen Schaden genommen hat.

Der Vorgang der Plasmolyse wurde 1854 von Nathanael Pringsheim beschrieben und der Begriff 1877 von Hugo de Vries geprägt. Die Beschreibung der Hechtschen Fäden erfolgte 1912 in einer Arbeit von Karl Hecht.

• Ulrich Lüttge, Manfred Kluge, Gerhard Thiel: Botanik. Wiley-VCH, Weinheim 2010, ISBN 3-527-31179-3, S. 124, 303
• Karl Hecht (1912): Studien über den Vorgang der Plasmolyse. Beiträge zur Biologie der Pflanzen; Bd. 11, S. 137 ff

• Plasmolyse im Lexikon der Biologie
• Video: Plasmolyse und Zytorrhyse. Institut für den Wissenschaftlichen Film (IWF) 1974, zur Verfügung gestellt von der Technischen Informationsbibliothek (TIB), doi:10.3203/IWF/C-1144.